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PSoC® 4 を使用したアクティブ アナログ フィルタ アプリケーション - KBA87492 - Community Translated (JA)

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PSoC® 4 を使用したアクティブ アナログ フィルタ アプリケーション - KBA87492 - Community Translated (JA)

Community Translated by  MoTa_728816        Version: *C

Translation - English: Active Analog Filter Application Using PSoC® 4 - KBA87492

質問:

PSoC 4 のアナログリソースを使用してアクティブ アナログ フィルタ アプリケーションを作成するのにはどのようにしたら良いでしょうか?

回答:

殆どの PSoC 4 デバイスはシステムのアナログ フロントエンドを構築するために使用できるオペアンプを2基以上搭載しています。

このドキュメントでは例として単極のローパスフィルタをご紹介します。もし PSoC 4 を初めてお使いの場合には AN79953, Getting Started with PSoC® 4 をご参照ください。もし PSoC Creator を初めてお使いの場合には PSoC Creator home page をご参照ください。

フィルタのトップデザインは下記のダイアグラムのようになります:

001-1.png

トップデザインにおいて、青色で表示されている部品や接続記号は外付けのものとなります。

このデザインでは2個のオペアンプが使用されています:一つはアクティブ ローパス フィルタに、もう一つは電圧 バイアス バッファとして使われています。

PSoC 4 のオペアンプは単一電源動作のため、もし入力信号が PSoC デバイスの VSS に対して負に振れることが予想される場合には、PSoC のどのピンにも負の電圧があらわれることの無いように、固定電圧にクランプ(制限) する必要があります。このデザインでは、入力電圧は外付け抵抗 R4 と R5 を使用した分圧回路により生成された VDD/2 のバイアス電圧でクランプされています。この電圧は Opamp_BIAS でバッファされたの後、C2 - R3 のネットワークを使用して入力信号に加えられます。

C2 - R3 は入力信号に対するハイパスフィルタを構成していることにご注意ください。このネットワークのカットオフ周波数はアプリケーションの必要に応じて設定する必要があります。トップデザインで示されている値では、ネットワークは 0.72 Hz 未満の周波数で 3 dB より大きなアッテネーション (減衰) を提供します。

Opamp_LPF は単極のローパスフィルタを構成します。外付け抵抗の R1 と R2 により、通過帯域ゲインは下記方程式で示されたものとなります:

通過帯域ゲイン = 1 + R1R2

抵抗 R1 とコンデンサ C1 はカットオフ周波数を下記方程式で示された値に設定します:

カットオフ周波 (Hz) = 12 * Π * R1 * C1

トップデザインで使用された各値により、通過帯域ゲインは 11 に、カットオフ周波数は 1.592 kHz になります。出力は VDD/2 のバイアス電圧でクランプされていることにご注意ください。

このドキュメントに添付されている PSoC Creator プロジェクト KBA87492 をご利用いただけます。(デフォルトのデバイスは CY8C4247AZI-M485 に設定されています。)

もし、異なるデバイスをご使用の場合には、プロジェクトを開いてデバイスを変更、そしてビルド後に .cydwr ファイルの “Analog” タブを参照してデバイス中のアナログリソースの使用状況をご確認ください。下図は CY8C4247AZI-M485 の例です。OA1 がバイアス電圧用のバッファを構成し、OA0 がフィルタを構成しています。

002-2.png

注意:このプロジェクトには PSoC Creator 3.3 CP1 またはそれ以降のヴァージョンをご使用ください。

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Last update:
‎Jul 06, 2020 03:10 AM
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