Variable Response Current Source for LM13700 VCA

CVに対するVCAの利得の応答曲線を変えられる電流源を、LM13700で、かつ単電源で動作するように考えました。

正負電源なら難しくないです。この回路をPNPで組んでCVを反転させればできます。

Variable Response Current Sources for VCA. Pt. 1.
http://houshu.at.webry.info/201511/article_1.html

基本的に対数変換と指数変換の組み合わせなのですが、単電源にするために妥協しました。

新しい回路図はこちら:
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OTAのIabc入力のカレントミラー(Q6-Q9)を指数変換回路として使います。というかそういう使い方に制約した回路を考えました。

入力のトランジスタQ3で雑な対数変換をします。単電源できれいな特性になる対数変換回路が思いつきませんでした。Q4のコレクタまでで対数の2倍になります。Q4周辺は対数変換としては冗長なのですが、あとにつながるカレントミラーと対称な特性にするための回路です。

この雑な対数変換回路は、CVが0.5Vになるくらいまで動きがにぶいので、Q5とU4で少し持ち上げます。ここは要調整です。

もしQ3,Q4がLM13700内のトランジスタQ6-Q9と同じ特性であれば、R20とR6からなるVRが中点の時に対称になり、CVの応答がほぼリニアになります。VRが偏ると、対数的な応答が優位になったり、指数的な応答が優位になったりすることで、応答曲線が変化します。

トランジスタの特性違いに多少は対応できるようにR25を半固定抵抗にするようにしていますが、十分に対応できるかはちょっとわかりません。Vrefでも対応できますが、いろいろ影響があるので、この抵抗R25を変えたほうがいいと思います。

電圧源からの電流をダイオードD1で吸い込むような制御をしています。D1がないと指数的な応答にしたときに、Iabcが大きくなりすぎます。オペアンプは当然0Vまで入力として扱えるものです。

一応定数にはいろいろ理屈や制約があるのですが、Iabcの最大値を200μA前後にして、かつきれいなカーブを得るにはおそらく定数はほとんど変えられないので、説明しません。VRの抵抗値もトランジスタの特性との兼ね合いがあり、あまり変えられません。

曲線は以下のようになります。VRが2kΩくらいのときが曲線がキレイな感じがします。
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電流の最大値は180μAで、応答曲線がキレイに変化していると思います。

2kΩのVRは入手できないかもしれないので、一応10kΩの場合も設計しました。

回路図:
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カーブ:
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ちょっとVRの使い勝手が変わりますし、曲線が角ばっているような感じもしますが、それらしく使えると思います。

おわり。

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