スマートアナログを使って、スイッチトキャパシタ型ローパス・フィルターとハイパス・フィルターの動作実験をしました。設定は・QB-R5F10FME-TBボード(RL78/G1E\,SAIC500/RAA730500)・VDD=AVDDn=3.37V、AVDD=LDO_OUT=3.27V・RL78はHOCO=8MHz(誤差-0.2%)・HPFのFc=800Hz 、CLK_HPF=200KHz(TO07出力)・LPFのFc=4.5KHz 、CLK_LPF=1MHz(TO04出力)・SC_INにパルジェネから10～1MHzのSIN波を印加・LPF_OUTまたはHPF_OUTをスペアナで観測測定の結果、設定どおりのFcになっていました。ちなみに、HPFで10Hzあたりに盛り上がっているのはCMOS特有の1/fノイズで、1MHz付近が下がっているのはループゲイン起因LPFで500KHzにピークがあるのはLPFの内部動作クロック(1MHz/2)起因のノイズですね。
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HPFの設定にした場合CLK_HPFの1/2の周波数で折り返しノイズがでるようです。CLK_HPF=200KHz(HPFの内部クロックは100KHz)の場合、例えばSC_INに98KHzを入れると約2KHz(100KHz-98KHz)のノイズがHPF_OUTから出力されてきました。右の画像が、98KHzに2KHzが混調した波形です。左の画像はスペアナで見たスペクトラムです。98KHzの他、1.8KHzにもピークが現れています。この折り返しノイズは結構インパクトがありますね。Fcを決める時に考慮する必要がありそうです。
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バンドパス・フィルターを作る時LPFとHPFをカスケード接続できるようなので、LPF -> HPF の接続とHPF -> LPF の接続で、どうなるか見てました。結果はどっちも似たような周波数特性になりました。でも、先ほどのHPFで折り返しノイズが発生する件があるので、先にLPFで「HPFの内部クロック」付近の信号を減衰させたいので実用的にはLPF -> HPFの順番で接続した方が良いと思います。
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