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同期検出回路の検討

https://blogs.yahoo.co.jp/ngydx785/21412106.html でPLLが収束すると、位相比較器の電圧が一定範囲内に収まることが確認できたので、これを使って、同期検出とMCLK切り替えを行うことにした。
回路を考える前に、同期時の電圧と波形を確認するイメージ 1イメージ 2
非同期時、上に張り付いたりイメージ 3イメージ 4
1V以下だったりイメージ 5
ばたついていたりするが、ロックすればイメージ 6イメージ 7イメージ 8イメージ 9イメージ 10
イメージ 16イメージ 171.2〜1.6Vくらいに収まることが確認できたのでイメージ 18イメージ 11
コンパレーターを使ってイメージ 12イメージ 13イメージ 14イメージ 15
同期検出回路を作る。

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PLLの収束条件を調べる

https://blogs.yahoo.co.jp/ngydx785/21410441.html でLoopFilterを見直して、ようやく収束するようになったDACのYTOPLLイメージ 2
https://blogs.yahoo.co.jp/ngydx785/21411241.html でロック状態で周波数を確認してイメージ 1イメージ 3イメージ 4
これなら行けそうとなったが、これをDACのMCLKに戻すには、もうひと工夫いる。
というのも、ロックする前後で位相比較器の出力を見てみるとイメージ 5イメージ 6
そもそも起動ときは、MLCKが大きく外れ、ロックまでに時間がかかりイメージ 7
この間は、MCLKは周波数も合ってないし、位相もおおきく揺らいでいる。
こんな状態でMCLKを切り替えたら。どんな音が出るかわかったものではない。
ということで、PLLが収束してからMCLKを切り替えるような回路を追加する。
そのためにイメージ 8
収束時の位相比較器の電圧を確認。
収束すると、概ね1.2Vから1.6Vに入っており、ロックが外れているときは、0.8Vくらいになるか1.6V以上になることがわかった。
この電圧変化を使って、自動切り替え回路を検討する。

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本当にロックしているか、周波数を確認してみる。
イメージ 1
41800A。
一般的なパッシブプローブは、入力が結構大きな容量性となっている。
高速のクロックを測るときは、この容量が回路の動作に影響するので、あまり好ましくない。
アクティブプローブはその容量が小さいが、それでも無視できない容量がついている。
41800Aもそのまま使うと3pFの容量がついているが、ロスレスなので、先に分圧抵抗を入れても、それほど信号レベルは下がらない。
ちなみに、純正品に付属の1/10分圧器は1.5pFの容量がついているが、代わりに純抵抗を使うと、もう少し小さい容量で測れる。
ただし、周波数特性は犠牲になるが、今回の用途では影響ない。
オシロで波形を見たいような場合は、この方法だと正しくないので悩ましい。
ただ、容量がついても、それはそれで本当の動作状態の波形は正しく測れないので、これまた悩ましい。
さて、CN6402Aには、こんな感じで
イメージ 10本体とBNCのアダプターしか入っていなかったのでイメージ 2
こんなグランドクリップを作ったが、ちょっと位置関係が悪い。
イメージ 3
こんな感じに作り直してイメージ 4イメージ 5イメージ 6イメージ 7
わかりにくいが、信号側には500kΩの抵抗を分圧用に入れてあり、41800Aの入力抵抗とあわせて適正レベルが入るようにしてある。
信号側からすると500kΩの抵抗の先に何か繋げられても、ほとんど動作に影響しないので、実動作状態での測定としては理想的である。
イメージ 8イメージ 9
音源を変えながら、周波数が24.576Mと22.579Mなのを確認する。
53131Aに周波数標準を繋ぐのを忘れてしまったので、少し高めに出ている。

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PLLようやく収束

https://blogs.yahoo.co.jp/ngydx785/21408825.html でPLLが収束しない原因がわかったが、電圧駆動を電流駆動に作り変えるのは、ちょっと大変だ。
もっと簡単に治せないか、Spice上であれこれ検討。
イメージ 1イメージ 2イメージ 3
電圧で考えると、YTOのコイル分が遅れ要素となって、想定以上に位相が回ってしまうのが敗因だった。
遅れ要素はラグリードのC2だけでいいのに、余計な遅れがあるからいけない・・・・。
そこで発想の転換。
コイルを電圧駆動して電流が遅れるのを積極的に使ってラグリードのラグにできないか。
つまり、もともとあったラグをなくして、コイルにその代わりをさせられないか。
ためしに、イメージ 4
ラグのコンデンサを1/100にしてみた。
イメージ 5
収束に向かう。実質的にとっぱらって
イメージ 6
周辺の定数も見直して、回路決定。
イメージ 7
まずはイメージ 8イメージ 9
コンデンサをとってしまう。イメージ 10
位相比較器の定数も見直し。
イメージ 11
帰還量は調整できるようにしてイメージ 12
収束した。イメージ 13
収束時間は、音源を切り替えて、ロックを外して回復する挙動を確認しながら、調整イメージ 14イメージ 15イメージ 16イメージ 17イメージ 18イメージ 19
あまり欲張りすぎるとイメージ 20イメージ 21
収束しなくなる。少し戻してイメージ 22イメージ 23イメージ 24イメージ 25イメージ 26イメージ 27
実験を続けるイメージ 28イメージ 29イメージ 30イメージ 31

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とうとう時間切れ

今まで何度かYTOとかYTFは使ってきたが、基本、電流駆動で電圧駆動は、あまりしたことがない。
YTFはオープンループで使うので、電圧で駆動すると、コイル電流による発熱等でコイル抵抗が変わるので、電圧で駆動すると、周波数がドリフトしてしまう。
今回のようにYTOでPLLを組む場合にしても、周波数と電流が比例関係にあるから、電圧で駆動すると、インダクタンスのせいで電圧に電流が追いつかないので、遅れ要素となり、それを組み込んでループゲイン計算をしないといけない。
とはいえ、既にリード入れてあり、パッシブでそれ以上に進ませるのも無理なので(アクティブでも、安定になりそうもない)、電流駆動に修正することを考える。
イメージ 1イメージ 2
に変更するとしてイメージ 3
こんなモデルを追加して、電流駆動した場合のイメージ 4
挙動を確認。
電流駆動部分は別途イメージ 5イメージ 6
大丈夫そうなことを確認したが、この変更を実装している時間的余裕はない。
ということで、オーディオオフミにはイメージ 7
YTO部分未完成のまま持参することにした。
このケース、2重底なので、ケース加工中の切粉が残っている。
イメージ 8イメージ 9
ついでに予備のケースから底板を外して、はめかえる。イメージ 10
案の定、切粉が潜んでいた。イメージ 12イメージ 13イメージ 14イメージ 11
電池駆動でも、動作確認をして、輸送用の箱に詰める。
イメージ 15
箱にはイメージ 16
取っ手をつける
取っ手の裏はイメージ 17イメージ 18イメージ 19
M5のネジで固定。イメージ 25
開閉時の仮押さえも兼ねてイメージ 20
ここにイメージ 21
つめてイメージ 22
会場に持ち込む。オーディオオフミは先月の某日、大阪の某所で
イメージ 23
残念ながら、USB入力のPC音源が不調で、折角の完全フローティングにはならない。イメージ 24
YTO未完成とあわせて、ちょっと残念。

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