ローパスフィルターを2つ使った「オペアンプ正帰還型2次ローパスフィルター(以下OPamp2LPF)」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。

今回の2次ローパスフィルターは、前回のOPamp1LPFのカットオフ周波数を100Hzにして部品を再選定し、それを2個直列に繋ぐことでレスポンスを50Hzになる様に調整しています。

狙いとしては、50Hzのレスポンスを維持しつつさらにノイズが低減してくれたら良いなと思いやってみましたが現実はそれほど甘く無いですね・・・

1. 50Hzの各種PWM

50HzのPWM信号はサーボモーターの制御信号などに利用されております。

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(以下Duty)比25,50,75%のPWM信号を発生し、OPamp2LPF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。

それぞれリップル(脈動)電圧が、4.14、4.86、4.14Vでした。

前回迄暫定一位のリップル低減効果が有ったOPamp1LPFが、同条件で2.38、3.30、2.38Vでしたので、むしろ増加しております・・・。

図1-1:Duty比25%

図1-2:Duty比50%

図1-3:Duty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、Duty比25,50,75%のPWM信号を発生し、OPamp2LPF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。

それぞれリップルが、186、249、186mVでした。

図2-1:Duty比25%

図2-2:Duty比50%

図2-3:Duty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、Duty比25,50,75%のPWM信号を発生し、OPamp2LPF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。

それぞれリップルが、48.9、68.7、65.7mVでした。

図3-1:Duty比25%

図3-2:Duty比50%

図3-3:Duty比75%

薄々は気付いていましたが、カットオフ周波数100Hzのローパスフィルター(2個)に、50HzのPWM信号を通しても50Hzの方がローなのでパスしちゃいました^_^;

カットオフ周波数50Hzのローパスフィルター5種類について見て来ましたが、結論としてOPamp1LPFが一番と言う事が分かりました。

と言うことで次回は一旦ローパスフィルターデータのまとめてみたいと思います。

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