3次VCVS Low Pass Filter

「回路の素101」 を眺めていたら3次VCVSローパスフィルタは、2次の前段にCRを追加するだけで済むようだ

R1とC1を追加

カットオフ周波数は

fc = 1 / 2 * π * 3√(C1 * C2 * C3 * R1 * R2 * R3)

で求まるが、フィルターの特性はそれぞれの値の配分で変わってくる。

できるだけ急峻なフィルターが欲しいので、OKAWA Electric Designさんのフィルター計算ツール
（http://sim.okawa-denshi.jp/Sallenkey3Lowkeisan.htm）でチェビシェフ特性で計算した

特性周波数 fc = 5,000Hz
ゲイン・リップル gr = 3dB 

R1 = 11kΩ
R2 = 110kΩ
R3 = 33kΩ
C1 = 0.01uF
C2 = 0.0047uF
C3 = 68pF

ここから、自分の手持ちのパーツでできるだけ近い値のものを選んでもう一度計算してみた

R1 = 10kΩ
R2 = 100kΩ
R3 = 33kΩ
C1 = 0.01uF
C2 = 3900pF
C3 = 100pF

ボード線図

ナイキスト軌跡

過渡解析

等価ブロック線図における遮断周波数（カットオフ周波数）

　　fc1 = 1596.20902951[Hz]
　　fc2 = 4429.92162224[Hz]

去年制御工学の本を読んだのにナイキストの安定判別法とかもうすっかり忘れてしまった（＾ｑ＾；

「MATLAB Simulinkによる わかりやすい制御工学」（http://dad8893.blogspot.jp/2014/08/matlab-simulink.html）

過渡解析がそんなに暴れていないので、まあ安定してるんだろう（＾ｑ＾；

Arduino互換のピンの配列も修正しつつ、ぴゅんぴゅん3号の回路図を書き直した

とりあえず、3次VCVSローパスフィルタの部分だけブレッドボードで実験してみた

WeveSpectra + WaveGeneで周波数特性を計測

オーディオインターフェイスの入力はGuitarモード（1MΩ）でダミーの負荷はつないでいない

350Hzあたりでグラフが折れ曲がってしまった（＾ｑ＾；
シミュレーションと1桁違うなあ

WaveGeneでサイン波を生成してオシロで入出力を見てみた

1kHz

2kHz

5kHz

↑この辺で位相が90度以上遅れているようだ

10kHz

20kHz

サンプル数が少ないが、Excelで手作業でグラフ化してみた

4,500Hzあたりで-5dBぐらいかな？

まあ、だいたいでいいか（＾ｑ＾；；；

1kHzの矩形波

オーバーシュートが出てるが（元がチェビシェフ特性なのでしかたない）
無事サイン波の方向になまってくれている（＾ｑ＾／

PSoCから波形を出力

PSoCのIDACから1kHzのガタガタのサイン波を出力して
3次VCVSローパスフィルタを通してみた

きれいにはなっているが細かいことはわからない

WaveSpectraでFFT

3次VCVS LPF

2次VCVS LPF（以前とったもの）

高次の高調波歪はかなり減っているが、2次～5次あたりは逆に増えているようだ

思い付きでC2を1000pFに変更してみた

1kHzのサイン波だとかなり高調波歪が減ったが、実際音出ししてみないとなんとも言えない。

またCRを差し替えられるようにしてユニバーサル基板で組んでみて、音出ししながら決めようと思います