2017年4月22日土曜日

SVFの入力をACカップリングしてみる

AD8400のDATASHEETに載っていた回路はうまく動かせれば良さそうだが、バンドリジェクトはまず使わないと思うので、まずはOPAMP3個構成で考えてみる

PSoC4 DCOは単電源波形なので、SVFの入力をACカップリングしてみた。

今から思えばVCVS DCFの入力もACカップリングしておくべきだった。ACカップリングしないでも動作しているのは、フルスイングOPAMPのNJM2732を使っているので正側だけでなんとかなっていて、出力をACカップリングしているので両電源波形として出力されているような気がする。(参考:「NucleoシーケンサーとPSoC4 DCOとVCVS DCFの結合テスト

VCVS DCFはArduinoのシールドに作り込んで、ユニバーサル基板と2段積みにしていて不格好なので、いずれ作り直すかも。

LTSpiceでシミュレーション


ACカップリングなし


シミュレーション回路図

AC解析

ACカップリングあり


ACカップリングはフィルムコンデンサを使うことにして、2.2uF/100kΩでカットオフ周波数は
fc = 1 / (2 * π * C * R) ≒ 0.72Hz
になる。

シミュレーション回路図

AC解析

R2(Rq)の値を低くしてQを下げると低域が減衰するようだ。ACカップリングをバイパスできるようにしておいたほうが無難かな。

ブレッドボードで実験


回路図

ACカップリングするのと同時に、入力レベルを調節できるように10kΩ/Bのトリム・ポットを入れてみた。入力インピーダンスはだいたい10kΩになる。トリム・ポットを右いっぱいに回せば10kΩのRで受けているのと同等になると思う。

ブレッドボード図

左側のブレッドボードは、TLE2426を使って、5V電源を分圧して±2.5Vの仮想GNDを作り出す。右側はSVFで今回はOPAMP(NJM4580)2個で配線した。

作図に使っているflitzingでフィルム・コンデンサのアイコンが用意されたので使ってみた。以前は積セラのしかなくて代用していたが、これで多少わかりやすくなったかも。

自作の矩形波だけのファンクションジェネレータで、単電源波形で1kHzの矩形波を出力してオシロで測定してみた。



LPF

ch1:入力 ch2:LPF出力

fc≒1kHzのLPFで矩形波がほぼサイン波になっている。ACカップリングも効いているようで、単電源波形が両電源波形になっている。


ch1:ACカップリング後 ch2:LPF出力

ch1は回路図のC10の直後で測定してみた。ハイ・パスフィルターとして働くのでエッジが強調された波形になっているが、回路の他の部分が影響しているのかちょっと変な感じ。

やはりバイパスできるようにしておいた方が良さそうだが、おかしな回路でも楽器の場合は味になるので動けばよしとする。

BPF

ch1:入力 ch2:BPF出力

HPF

ch1:入力 ch2:HPF出力

BPFもHPFも気色悪い波形(^q^;

改めて矩形波でシミュレーション

1kHzの矩形波を入力して過渡解析してみた。

シミュレーション回路図

過渡解析


LPFとHPFは実験結果と似ているが、BPFはかなり違う。測定ミスかな?

<追記:2017.04.25>

1kHz矩形波入力のBPF出力は測定ポイントを間違えていたようです。↓オシロで測定し直しました。


ch1:入力 ch2:BPF出力

シミュレーションに比べると歪な感じですが大きくは違わないと思います。

</追記>

POTを使ってカットオフ周波数とQを可変する


ブレッドボード図


抵抗をPOTに置き換えた。POTの2番と3番で抵抗値を変えるようにすると、右に回すと周波数が上がる感じになる。

矩形波、ノコギリ波を入れてみたが、VCVSにくらべるとかなりおとなしい感じだ。