音源とオーディオの電子工作（予定）: AD8402 Wien Bridge DCOの構想

2017年9月3日日曜日

AD8402 Wien Bridge DCOの構想

以前「ウィーンブリッジ回路をAD8403で制御する。」でウィーンブリッジ正弦波発振器の実験をしたが、可変抵抗は2個でいいので2回路入りのAD8402/10ｋでやってみた。

回路図

AD8402も電源電圧は2.7V～5.5Vなので、発振回路のOPAMPには低電圧フルスイングのNJM2732を使い、５V単電源で、レールスプリッターのTLE2426を使ってVCC/2の仮想GNDを作っている。

出力はGNDに対する振幅にするためにACカップリングした。

発振周波数foscは、AD8402で生成する抵抗値をR、C=C1、C2とすると、

fosc = 1 / (2 * π * R * C)

で、AD8402の最小抵抗値は約50Ωなので、約33.9Hz～6776Hzになる。

ブレッドボードで実験

配線図

電源はUSB経由でArduinoの電源を使い、実測値+4.89V、仮想GNDは+2.44V。負荷には1kΩの抵抗を入れた。

R1の5kΩのトリムPOTを出力があまり歪まない程度にできるだけ大きくなるように調整した。

Arduinoのスケッチ
<AD8402_WeinBridge.ino>

/*
  Wein Bridge Control

  AD8402

  POTの出力電圧を読み取って
  Digi-Potのチャンネル1, 2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 v0;

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() {
  int v = analogRead(0) / 4;
  if (v != v0) {
    v0 = v;
  
    Serial.print(v0);
    Serial.print("\n");
    
    digitalPotWrite(0, v0);
    digitalPotWrite(1, v0);
  }
}

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);
}