ソフトLTspiceを使って、USB-DACの出力部について、その周波数特性をシミュレーションしてみた。

モデルの構築に関しては、以下のことを考慮した。
 ① 入力源はPCM2704データシートによると、振幅が0.55×3.3=1.815V、DCオフセットが0.5×3.3=1.65Vになっている。
 ②オペアンプはOPA2604だが、シングルバージョンのOPA604が使いやすいので、後者にした。なお、LTspice用モデルはどちらも製造メーカのHPからダウンロードできた。
 ③フィルタのスペック(とくにインダクタンス)はわからないが、インダクタンスを10uH、キャパシタンスを0.022uF(こちらは実物に合っているようだ)。

<発振した時の様子>
 昨日の実験では450kHz付近で発振したので、その原因を探ってみた。まずはLTspiceモデル。

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オペアンプの入力P1、 出力P2、および最終出力P3の3点における周波数特性。

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450kHzからは多少ズレているが、300kHz付近で大変不安定なことがわかる。

<改造前の安定度>
 よく売られたキットのようで、改造しなければ安定しているだろうと思うが、ついでに確認してみた。

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確かに安定している。問題は自分の改造にあった。

<100Ωを付け直した後の安定度>
 昨日の実験では、発振したことがわかると、省いた抵抗R13, R15(=100Ω)を付け戻した。そこで発振が止まった。その様子もついでに確認してみた。

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改造前の周波数特性に近づいているとも感じる。実質的にフィルタ直前のカップリングコンデンサを省いただけの改造だから。

しかし、音質については不満だった。さらなる改造を考える。それと、オペアンプを導入したメリットを考えてみたい。ゲイン3倍以外に何かがあってしかるべきだ。

<訂正>
 PCM2704のアナログ出力振幅は1.8515Vではなく、その半分の0.93Vだ。ただ、周波数特性には関係ないことだ。

<多重帰還型フィルタにしてみる>
 高周波をもっとシャープにカットするには、多重帰還型フィルタにしたほうがいいかもしれない。せっかくのオペアンプだし。

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<VCVS型フィルタなら>
 ゲインをもたせ、オペアンプを非反転に使うなら、VCVS型フィルタがいいかもしれない。ただ、位相が激しく変動し、音感への影響は不明。

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