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zoom RSS Single-Supply VCLFO

<<   作成日時 : 2014/09/21 23:09   >>

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9V電池単電源で動作するVCLFOを制作しました。今回は設計だけじゃないです。秋葉原の店頭か、通販で買える部品だけで作れます。

本当は普通の可聴域VCOを作ろうとしたのですが、失敗しました。ブレッドボード実験なしでいきなり万能基板に作ってしまったためあまり大幅な改造ができませんでした。(万能基板にはまだ空き地があるのですが、改造の根性がないです、、。)

回路図
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グランドぎりぎりで動作しているのでRail-to-rail Opampは必須です。秋月電子で売っている比較的高速なLMC6484を使いました。

単電源で動作させるために、CV(制御電圧)の加算回路は、抵抗だけです。抵抗値を1Mと大きくして、CV入力の抵抗の影響を少なくしています。また入力に大きくない抵抗33kを並列にして、さらに干渉を少なくしています。これをオペアンプで増幅します。CVに負電圧が入る場合を考えて少しだけプラスの電圧をくわえてあります。

温度補償は、入手しにくいPTCでなく、秋月電子または鈴商で買えるNTCを使いました。NTCのRt1を指数変換のトランジスタに貼り付けて同じ温度になるようにします。約2.4倍のアンプで3300ppm/degのPTCと等価になります。計算では0℃から40℃まで0.1%以下の誤差になります。

指数変換回路は、PCM1723さんのベース共通回路をアレンジした回路を使いました。位相補償もなんとかできました。SSM2164などで使われている方法を基本に2系統で補償しています。

http://houshu.at.webry.info/200907/article_1.html

精度の必要な基準電圧はTL431で作っています。

発振回路は、トランジスタ2個でPUTを構成したリセット型回路を使いました。MS20に似ています。シミュレーションだけで検討した回路では思った通りに動かず、性能が出ませんでした。

シミュレーションでの検討: http://houshu.at.webry.info/200809/article_5.html

ダイオードD3で飽和を防いでいるので、瞬時にOFFになり、綺麗な波形になります。このダイオードD3は高速スイッチング用であればいいかと思ったのですが、部品の選択が難しいようで、検波用のショットキダイオード他、手持ちの数種類ではうまくいかずあきらめました。他のトランジスタの選択が問題である可能性もあります。高速高Hfeトランジスタにしたのが失敗だったのかもしれません。MS20やTB303と同じ回路のほうが安全かもしれません。

電源電圧によらず振幅を一定にするために、専用の基準電圧U5を使いました。

LFOにするために、キャパシタは大きめです。これでも5kHzくらいまで行きます。なぜかキャパシタを小さくしても5kHzから10kHzの間で発振が止まってしまいました。LFOにしたのはそのためです。

最低周波数は少なくとも0.1Hzまで下がりました。ここまで下がればLFOにも十分です。LFOなのですが、あちこち交流結合にしています。低周波でも波形がくずれにくいように、大きな電界コンデンサをたくさん使いました。

ノコギリ波から三角波への変換は、U3の全波整流回路で行っています。この変換回路はMS20の回路を高精度に改良したものです。きれいな三角波が出ました。

http://houshu.at.webry.info/201201/article_5.html

U4はコンパレータで、ノコギリ波を方形波に変換しています。単電源にするために入力を少し持ち上げています。

シミュレーションですが波形例を出しておきます。

画像


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ちなみに、ほとんど同じPCBレイアウトで、PTC(正係数の温度補償抵抗。いわゆるTempco。)を使うこともできます。

おわり

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先月作ったVCLFOの発振限界周波数を上げることに成功しました。これで無事にVCOになります。 ...続きを見る
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2014/10/14 00:23

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