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オーディオ用 R-2R型DAC (その11)

試作版を作りました。抵抗・FETを取り付けるのにかなり淡々とした作業を繰り返して疲れました…。で、早速、正弦波400Hz相当の信号を入力し、出力端の波形を録ってみたところ…ノイズっぽいのが規則的に入っているのが気になります。

R2R_test_400kHz


正弦波の波形的にはそこそこ出ているので、いきなりですが、アンプに繋いでみました。勿論、壊れてもあまり痛くないアンプとスピーカを使ってです。

400Hzの正弦波を聞いたところ、そこそこ聞けます。次に音楽をかけてみたところ、ノイズが凄いです。ん~、ユニバーサル基板で作ったのとノイズ対策まったくナッシングなのがきいているのかな?

とりあえず、そこそこ聞ける音は出るので実際に基板化してみることにします。

RIMG0176

RIMG0177


写真に写っているデッカイ青い物体は47μFのフィルムコンデンサです。DAC終端用にとDigi-keyで買ってみたのですが…大きいですね。

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LTSpice シミュレーションで症状再現

MOSFET のゲート容量と出力容量だけを考慮し、あとは理想スイッチで代用した簡単なモデルを使った LTSpice シミュレーションで、上向きのグリッチが多発する現象が再現できました。

URL のリンク先に回路図と結果のプロットを起きました。

グリッチの原因は、MOSFET が ON になる場合には出力容量が大きくても低い ON 抵抗により急速に出力は変化しますが、OFF になる場合に数百 pF の出力容量に溜まったチャージは 10 k の抵抗を介してしか放電できないため、変化が遅くなり、これに足を引っ張られるためです。

PMOS が ON する場合には NMOS の出力容量、NMOS が ON する場合には PMOS の出力容量が効いてくるため、PMOS が ON する方向の方がスピードが速くなり、上向きのグリッチが生じます。

対策として一番簡単なのは、「普通」の R-2R の回路に戻して、PMOS と NMOS でプッシュプルの構成にすることです。

Re: LTSpice シミュレーションで症状再現

LTSpiceを使て解析していただいて、ありがとうございます。
リンク先の波形を見ましたが、下ヒゲを除けば発生ポイントがドンピシャです。

正直、OFF時の電荷の移動までは考えていなかったです。
確かに、本当のC-MOS構成にした方が良さそうですね。

貫通電流ってどのくらい流れるのでしょう?
この辺は…というかアナログは初心者に毛が生えたくらいなので、pcm1723さんが言われている内容の半分くらいしか理解できていない状態です。

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