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出力リレーの動作に悩む。
D級PHPAを作ろうかなー、と最近妄想しているのですが。

久しぶりにプリント基板を作るつもりでレイアウト等考えていたのですが、ちょっと電池ホルダ等の寸法的に不安があり…。単四電池4本駆動を想定していたものの、考えなおして単三電池2本に仕様変更。

音声回路まわりのレイアウトは出来たものの、当初から入れるつもりだったPIC+フォトMOSリレーに悩んでおります。

で、以下メモ書きを兼ねた仕様検討。全くの机上の空論ですので、全然テストしてません。なにか助言があったらありがたいです。

搭載したい物…PICを使ったミューティング機構


気にしない方も多いかもしれませんが、常用するアンプにはポップノイズが無い方が良いですよね。回路定数などの調整でなんとかするのが本筋だとは思いますが、安直にリレーを仕込んで対処したいと思います。

個人的に電池残量警告も欲しいところ。色々なポタアンを見ても、そんな機能はなかなか無いんですよね…。また、今回のアンプはDC直結にする予定なので、可能ならば出力オフセット検知もさせたい。

そこで、PICを使ってミューティング機構、および電池残量警告機能を搭載予定なのですが…動作仕様に悩み中。


欲しい機能をまとめると…

  • 電池2本動作として、動作電圧が2.1V程度になったらLEDで警告
  • 電源ON時、2秒程度待機時間をおいてリレーON
  • 電源OFF時、即時リレーOFF
  • オフセット電圧が±10~20mV程度以上出たらリレーOFF

…といったところ。


問題は。


電池2本駆動だというのが難しいところで…。PICのADCをそれなりの精度で使いたい場合、電圧2.5V以上無いと10ビット精度で使えません。また、「電池=電圧が変動する」という点も見逃せません。

というわけで、PICだけ昇圧するのが手っ取り早そうな気がしてきました。HT7750Aとか色々手頃…5V(±2.5%)ならPIC動作にはちょうど良いかな?

制御の仕組みをどうしよう?


HT7750Aを電池2本の直列電圧で動作させれば、アンプ本回路のV-を基準に安定化5Vが得られるでしょう。昇圧した電圧をPICのADC基準にすれば、電池2本の電圧をそのまま測定できるハズ。

電池電圧2.1V位で警告用LEDを光らせ、2.0VになったらリレーOFFにすれば、電源OFF時のポップノイズもカット出来るでしょう。誤差を考えるともう少し電圧高くした方が安全かもしれませんが。

難しいのは出力オフセット検知。アンプ出力をRCのローパスフィルタを通してDC電圧をPICに入れれば電圧は調べられそうですが、昇圧電圧基準だと電池電圧が減るごとに中点も下がるはずなので、オフセット電圧の許容範囲が決めづらい。

一番良いのは中点(GND)電圧をADCで測定し、オフセット電圧の測定値と比較して±数%の範囲内ならリレーONにする…という感じの制御でしょうか。ボリューム位置や電池残量などでオフセット電圧がある程度上下するはずなので、ヒステリシスを持たせた方が良さそう。

使えそうなPICの品種は?


最初は8ピンPICを使うつもりだったのですが、どう考えてもピン数が足りない。その上になると14ピンになりそうなので、表面実装のPIC16F676が良さそう?

そうすると逆にピン数が余りそうなので、電源電圧もV+・V-を別々に測定してGNDと比較すれば、電池各セルごとに監視出来そう。配線的にはICSP接続が可能な感じにしておけば、プログラムのアップデートもやりやすくて良さそうなので、VppやPGD、PGCピンなどはフリーにしておくと後が楽?

最大の難関は…


PICのプログラミングが未だに良くわからないこと(苦笑)。GND測定値と各所の電圧測定値を比較して、「GND電圧x適当な定数」としてやれば良いのかな?結局やることはLED光らせるだけなのですが…。
雑記 | [2013-09-03(Tue) 00:26:15]
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