音源とオーディオの電子工作（予定）: ウィーンブリッジ回路をAD8403で制御する。

2017年7月15日土曜日

ウィーンブリッジ回路をAD8403で制御する。

ウィーンブリッジ正弦波発振器の発振周波数を決めるRの値を、デジタルポテンショメータのAD8403で変化させて周波数可変にしてみた。

ブレッドボード図

<追記:2017.07.17>ブレッドボード図を修正</追記>

下のブレッドボードでArduino UnoとAD8403/10kΩを使って2本の可変抵抗を作っている。抵抗値はArduinoにつないだPOTで設定。

AD8403のデータシートによると、レオスタット（可変抵抗）として使うよりもポテンショメータ（可変電圧分圧器）として使ったほうが精度が出るようだが、ウィーンブリッジ回路はレオスタットとして使う必要がある。

AD8403のデータシートの10kΩバージョンの仕様によると

となっていて誤差が大きい。

最小値と最大値を設定してテスタで測定すると、

channel	最小（Ω）	最大（Ω）
RDAC1	50.9	8750
RDAC3	51.9	8720

だった。

上左のブレッドボードは、TLE2426を使って5V単電源から±2.5Vの仮想GNDを作っている。

上中のブレッドボードはNJM2732を使ったウィーンブリッジ回路。

上右のブレッドボードはACカップリング回路。

注意点として、オシロやオーディオインターフェイスなど測定機器をつなぐ場合、仮想GNDに測定機器のGNDをつなぐとUSB経由でArduinoに過電流が流れ込む。このため出力をACカップリングして真のGNDから見たDC成分を除去している。（参考：「SVF DCF 出力のGNDを修正仮想GNDの扱いには注意するべし」）

また、ノイズ対策に0.01uFのEMIフィル(DSS1NB32A103)を入れている。

EMIフィルあり

EMIフィルなし

気持ち効果があるようなないような。

Arduinoのスケッチ

<AD8403_WeinBridge.ino>

/*
  Wein Bridge Control

  AD8403

  POTの出力電圧を読み取って
  Digi-Potのチャンネル1, 3の抵抗値を可変

  Pinの接続
  A0 POT1
  10 CS
  11 MOSI
  13 SCK
*/

// inslude the SPI library:
#include <SPI.h>

// set pin 10 as the slave select for the digital pot:
const int slaveSelectPin = 10;

byte cnt;
byte v0, v1;

void setup() {
  // set the slaveSelectPin as an output:
  pinMode (slaveSelectPin, OUTPUT);
  digitalWrite(slaveSelectPin, HIGH);
  // initialize SPI:
  SPI.begin();
  delay(1);

  Serial.begin(9600);  
  Serial.println("Wein Bridge Test.");
}

void loop() {
  v0 = analogRead(0) / 4;
  
  Serial.print(v0);
  Serial.print("\n");
  
  digitalPotWrite(0, v0);
  digitalPotWrite(2, v0);
  delay(1);
}

void digitalPotWrite(int address, int value) {
  // take the SS pin low to select the chip:
  digitalWrite(slaveSelectPin, LOW);
  //  send in the address and value via SPI:
  SPI.transfer(address);
  SPI.transfer(value);
  // take the SS pin high to de-select the chip:
  digitalWrite(slaveSelectPin, HIGH);
}