前回の記事で紹介しましたローパスフィルターの一つ「RLCローパスフィルター」について、iCircuitを使ってシュミレートした結果をご紹介します。

1. 50Hzの各種PWM

ローパスフィルターノイズ低減目標の記事より、ラジコンの受信機から出力されるPWM信号の周波数「66.6Hz」電圧「2.85V」デューティ比(以下Duty比)は左折時「6％」ニュートラル「10％」右折時「14%」でしたが、計算結果の比較がしやすいので以下の値を使いました。

50Hz、5V、デューティ比25,50,75%のPWM信号を発生し、RLCローパスフィルター通過後にArduinoへ入力した電圧の変化をシュミレートした結果を図1-1～1-3に示します。

それぞれノイズ(リップル)が、2.53、3.50、2.53Vでした。

CRやLCローパスフィルターに比べ、電圧のノイズが大幅に減少していますが、これは主に初段の620Ω抵抗が急激な電圧の立ち上がりを抑制し、補佐的に1Hコイルが電圧の降下を抑制し、10μFコンデンサで電圧が均された事の相互作用によるものと言えます。

図1-1:デューティ比25%

図1-2:デューティ比50%

図1-3:デューティ比75%

2. 490Hzの各種PWM

490HzのPWM信号はArduinoUNOの3,9,10,11番ピンからのPWM出力に利用されています。。

5V、デューティ比25,50,75%のPWM信号を発生し、RLCローパスフィルター通過後にArduinoへ入力した電圧の変化をシュミレートした結果を図2-1～2-3に示します。

それぞれノイズ(リップル)が、49、66、49mVでした。

図2-1:デューティ比25%

図2-2:デューティ比50%

図2-3:デューティ比75%

977HzのPWM信号はArduinoUNOの5,6番ピンからのPWM出力に利用されています。。

5V、デューティ比25,50,75%のPWM信号を発生し、RLCローパスフィルター通過後にArduinoへ入力した電圧の変化をシュミレートした結果を図3-1～3-3に示します。

それぞれノイズ(リップル)が、12.8、17.5、13.2mVでした。

図3-1:デューティ比25%

図3-2:デューティ比50%

図3-3:デューティ比75%

先日の記事で通りすがりさんに適切なコメントを頂きまして、ラジコンのPWM信号をスルーするのに他にもっとイイ方法を教えて頂きました。

いつものワルイくせですが、目的の為の手段が既に目的にすり替わっており、各種フィルターの効果の程に依然興味がありますので、引き続きを各フィルターの効果を試してみたいと思います。

きっといつか何かに使えます!?

因みに現在までに検証した3種のローパスフィルター(カットオフ周波数50Hz)において、今回検証したRLCはCRやLCに比べPWM信号50Hzで1/1.3、PWM信号977Hzで1/24.1にノイズが減少しており、現時点で暫定一位のノイズ低減効果を確認出来ました。

RLCローパスフィルターイイ感じですが、1Hのコイルがでかい・・・入手性の良い220μHで計算すると抵抗0.13Ω⁉のコンデンサ47,000μF!?今度はコンデンサがでかい・・・1mHで計算すると抵抗0.62Ωのコンデンサ10,000μF、この辺が妥協点ですか

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