SVF(State Variable Filter)をブレッドボードで実験。WaveGeneとWaveSpectraで周波数特性を見てみる。

前回LTSpiceでSVFのシミュレーションをしてまあまあうまくいきそうだったので、ブレッドボードで実験してみた。

電源電圧を±5V、OPAMPをNJM4580、CRの定数を手持ちのものの値に変更して再度シミュレーション。

回路図

AC解析

配線図

NJM4580の片チャンネルだけ使って実験してみた。

実測値

名称	実測値	備考
R1	992.4Ω
R2	19.992kΩ	Q設定
R3	9.843kΩ
R4	9.987kΩ
R5	14.887kΩ	周波数設定
R6	14.904kΩ	周波数設定
C1	9.766nF
C2	9.747nF

WaveGeneとWaveSpectraで周波数特性を測定

WaveGeneのユーザー波形でサンプル数32768のFLATSWEEP_032768.WAVを読み込ませ、WaveSpectraのFFTのサンプル数を32768、窓関数を「なし（矩形）」にして測定した。計測の途中で入力オーバーで歪んだりしたので入出力レベルを調整した。なので、レベル（RMS）に関しては正しく見れない。

Loop Back （オーディオインターフェースの入力と出力を直結）

いつもの通り高域で出力レベルが落ちている。「オーディオ・インタフェースの出力特性の劣化？（TASCAM US-144MKII)」でオシロを使ってUSBオーディオインターフェースからの出力を見る実験をして、オーディオインターフェースの劣化かな？と思っていたが、「迷走の果て・Tiny Objects」さんの「AD9850 DDSモジュールを試す（9） またまたフィルタの変更とsinc関数」の記事を読むと、もしかするとDAC特有の問題が原因かもしれない？という気がしてきた。

R5、R6の値を変えて周波数を変更

R5 = R6 = 15kΩ、R2 = 20kΩ

理論値で、fc = 1 / (2 * pi * C * R) ≒ 1061.6(Hz)

LPF

BPF

HPF

LP/BP/HPでカットオフ周波数/共振周波数がちょっとずつずれている。

R5 = R6 = 1kΩ、R2 = 20kΩ

fc = 1 / (2 * pi * C * R) ≒　15,924(Hz)

実測値：
R5: 991.5Ω
R6: 989.2Ω

LPF

BPF

HPF

R5 = R6 = 100kΩ、R2 = 20kΩ

fc = 1 / (2 * pi * C * R) ≒　159.24(Hz)

実測値：
R5: 99.69kΩ
R6: 100.46kΩ

LPF

BPF

HPF

R2の値を変えてQを変更

R5 = R6 = 15kΩ、R2 = 1kΩ

実測値：
R2: 989.2Ω

R5 = R6 = 15kΩ、R2 = 10kΩ

実測値：
R2: 9.895kΩ

R5 = R6 = 15kΩ、R2 = 100kΩ

実測値：
R2: 99.67kΩ

R5 = R6 = 15kΩ、R2 = Open

R2を取り去ってみた。Qはかなり上がるが、発振はしない。安定してるな～