VCF

OTA/VCA/PGA を使用した 2 次特性 VCF (12)

実際に NJW1159 を使った状態変数型フィルタを作成し発振させて、その周波数を測ってみました。 回路規模が大きくなるので、Arduino 用の小さなブレッド・ボード・シールドではなく、大きいブレッド・ボード上に回路を組み、コントロール用のマイコンとして…

OTA/VCA/PGA を使用した 2 次特性 VCF (11)

JRC 製の普及型電子ボリューム NJW1159 の特性を測定してみました。 公称 1 dB ステップで減衰量を 0 〜 95 dB まで可変できる抵抗ラダーが 2 系統あって、バッファ・アンプも内蔵しています。 この公称 1 dB ステップが 20 × log10(2 ^ (1/6)) = (20/6) × l…

OTA/VCA/PGA を使用した 2 次特性 VCF (10)

PSoC5LP 内蔵 OP アンプ/TIA (Trans-Impedance Amplifier) を使った状態変数型 2 次フィルタのトップ・レベルの回路図を下に示します。 (図をクリックすると拡大します) 外部回路も記述してあります。

OTA/VCA/PGA を使用した 2 次特性 VCF (9)

PSoC5LP 内蔵の OP アンプと、SC/CT (Switched Capacitor/Continuous Time) ブロックの PGA (Programmable Gain Amplifier) 機能を利用して、状態変数型の 2 次フィルタを構成する実験をしてみました。 ただし、PGA で可変できるゲインの最大と最小の比が約 …

OTA/VCA/PGA を使用した 2 次特性 VCF (8)

3.3 V 単一電源での実現を念頭に置いたベース結合型のアンチログ回路を下に示します。 前回同様、LTSpice での回路シミュレーションが目的なので、実際に動作させるには追加の回路要素が必要になります。 アンチログ出力側の Q3、Q4 周辺の回路は前回のエミ…

OTA/VCA/PGA を使用した 2 次特性 VCF (7)

OTA 2 個でカットオフ周波数とレゾナンスを電圧制御できる 2 次特性 VCF 用のバイアス電流を作成するアンチログ回路について、もう少し具体的な話をします。 今回はエミッタを結合した差動ペアのベース間に CV を加える一般的な形式のアンチログ回路について…

OTA/VCA/PGA を使用した 2 次特性 VCF (6)

これまで OTA の SPICE マクロ・モデルとして、NS 社の web サイトからダウンロードできる LM13700 のモデルを使ってきましたが、今回 JRC (新日本無線) の web サイトからダウンロードできる NJM13600 の SPICE マクロ・モデルを使ってみてうまく行ったので…

OTA/VCA/PGA を使用した 2 次特性 VCF (5)

今回は biquad/状態変数型 2 次 VCF の「発振」についてです。 (普通の) OP アンプを使った (反転入力型) 状態変数型 2 次フィルタの回路を下に示します。 「反転入力型」というのは、フィルタ入力と LPF 出力との間が「逆相」になる回路方式であることを示…

OTA/VCA/PGA を使用した 2 次特性 VCF (4)

今回は、LM13700 の SPICE モデルを 3.3 V 単一電源で動作させて、現実の回路に近い形で AC 解析を行います。 LM13700 を 3.3 V 単一電源で動作させる場合の問題点として、出力コンプライアンス電圧の幅が狭くなることがあげられます。 出力回路はプラス電源…

OTA/VCA/PGA を使用した 2 次特性 VCF (3)

この回路を LTSpice で AC 解析するための回路図を下に示します。

OTA/VCA/PGA を使用した 2 次特性 VCF (2)

下の図の OTA による回路での LPF 入力 から LPF 出力までの伝達関数を求めてみます。 まず、A1、C1、B1 および β の「ローカル・フィードバック」を行っている「不完全積分器」の部分の伝達関数 G(s) を求めます。

OTA/VCA/PGA を使用した 2 次特性 VCF (1)

OTA (Operational Transconductance Amplifier) / VCA / PGA (Programmable Gain Amplifier) を使った 2 次特性の VCF の SPICE シミュレーション / ブレッドボード上の実験を行っています。 カットオフ周波数の電圧制御のためには電圧可変要素を 2 個使用し…

3V単一電源動作の VCF (13)

Arp 型のアンチログ回路を、複合トランジスタではなく、ディスクリートの 2SA1015 と 2SA1815 とを使った場合の VCF 発振周波数の測定結果のグラフを下に示します。 前回と同様に、低域で周波数が高くなる現象があり、気になって、いろいろ調べていました。 …

3V単一電源動作の VCF (12)

アンチログ回路部分を、PNP と NPN トランジスタの組み合わせによる、いわゆる Arp 型の方式のものに変え、レゾナンスを上げて VCF を発振させた発振周波数の特性を測定してみました。 下に回路図を示します。

3V単一電源動作の VCF (11)

3V単一電源動作の VCF 回路を、ブレッドボード上に実際に回路を組んで実験してみました。 現在、アナログ・シンセサイザー・システムの VCF モジュールとして評価するための環境はないので、単に PC で発生させた信号を入力して、出力の波形観察、周波数特性…

3V単一電源動作の VCF (10) - 3Vトランジスタ・ラダー回路のシミュレーション (1)

前回の記事「3V単一電源動作の VCF (9)」は 2009 年 3 月 24 日付けだったので、約 1 年半ぶりになりますが、3 V 電源で動作するトランジスタ・ラダー型 VCF の実験を再開しました。 Minimoog の回路では、ラダー 4 段 + 差動入力段 + アンチログ出力の、合…

MS-20 タイプの VCF (7)

VCF

ミューティング用トランジスタを使って作成した MS-20 前期型の VCF 回路の周波数特性を測定してみました。 回路図を再掲します。

MS-20 タイプの VCF (6)

今回は、ミューティング用トランジスタとベース結合アンチログを組み合わせて MS-20 前期型 VCF 回路を構成し、SPICE シミュレーションの実行、および実際に回路の作成をしてみました。 まだ回路定数のチューニングが必要ですが、作成した回路を下に示します…

MS-20 タイプの VCF (5)

VCF

ミューティング用トランジスタの HN1C03F にベース結合アンチログを組み合わせた回路で、ON 抵抗の変化を測定してみました。 結論としては、低 ON 抵抗の領域で直線性の悪化が見られますが、ON 抵抗の変化のレンジとしては、10 オクターブ以上得られているこ…

MS-20 タイプの VCF (4)

VCF で可変抵抗素子として使う飽和状態のトランジスタに、ベース結合アンチログ回路を組み合わせて LTspice で ON 抵抗の変化をシミュレーションしてみました。 トランジスタのエミッタ/コレクタは、信号の入力/出力端子として使われるので、直接には信号を…

MS-20 タイプの VCF (3)

VCF

次の 3 種類のデバイス 2SC1815-GR 2SC3113-B HN1C03F について、特性を測定してみました。 測定は手動で行ったので、IB を細かく変えて多数測定するわけにはいかず、IB=1μA での測定 3 回と、2SC1815 の場合だけ IB=50μA での測定の、合計 4 回の測定を行い…

MS-20 タイプの VCF (2)

houshu さんのブログの記事Korg MS10 & MS20 Filters アナログ電子楽器の回路を読む/ウェブリブログや、RJB さんのブログの記事http://www.rjblog.net/archives/2008/e000290.phpで、 Tim Stinchcombe さんの MS-10/MS-20 の VCF (前期型/後期型の両方) の動…

MS-20 タイプの VCF (1)

VCF

今回から VCO をちょっと離れて、VCF それもいわゆる「MS-20 前期型」の VCF について寄り道します。 それは、高 hFE トランジスタを調べている過程で、「ミューティング用トランジスタ」の存在を知り、それが MS20 タイプの VCF で可変抵抗として使うトラン…

3V単一電源動作の VCF (9) - Minimoog 回路のシミュレーション (5)

今回は、トランジスタ・ラダー構成で、1次の (電圧可変) オールパス・フィルタ (APF) を実現します。 4次 LPF 特性を実現できるトランジスタ・ラダー回路を使いながら、まともに実現できるのは1次 APF 特性に過ぎないので、ここまで来ると、かなり無理や…

3V単一電源動作の VCF (8) - ブレッドボード(4)

ブレッドボードでトランジスタ・ラダー構成上に Bach トポロジーの2次 LPF/BPF を実現する実験を行いました。 回路図を下に示します。

3V単一電源動作の VCF (7) - Minimoog 回路のシミュレーション (4)

今回は、トランジスタ・ラダー回路の「構成」だけを利用して、Q 可変の LPF に仕立てる原理としては Sallen-Key 型の方法を採用した回路について説明します。 いま、「Sallen-Key」といいましたが、各1次 RC フィルタの間にバッファが入る構成については、…

3V単一電源動作の VCF (6) - ブレッドボード(3)

BPF13 についてブレッドボードで実験してみた結果を示します。(回路図はこちら→) 回路図には、BPF13、BPF11、HPF10 の各入力を示してありますが、実験してみたのは BPF13 だけです。 BPF12 に対応するラダー段は回路の簡略化のため、カレントミラーの入力側…

3V単一電源動作の VCF (5) - Minimoog 回路のシミュレーション (3)

2 次の伝達関数を実現する、バイクワッド (双二次: biquad) 回路あるいはステートバリアブル (状態変数: state variable) 回路では、ひとつの回路から LPF/BPF/HPF などの複数のフィルタ出力を同時に取り出すことができます。 Moog タイプのトランジスタ・ラ…

3V単一電源動作の VCF (4) - ブレッドボード(2)

ブレッドボードの写真を下に示します。 画面上部が NJM317 による 3V 電源、画面下部左側の 16 ピン DIP IC が NPN トランジスタアレイ TD62507P、画面下部中央少し右よりに変換基板に実装した 2SA1618 を2個並べてあります。 少し見えにくいのですが、右側…

3V単一電源動作の VCF (3) - ブレッドボード(1)

ブレッドボード上に実験回路を組んでみて、一応の動作を確認しました。 実験している回路図はこちら (→) です。 ブレッドボード上の面積の節約のため、差動増幅部には、低電圧オーディオ・パワーアンプ IC である LM386 を使用しました。 ノイズの問題などか…