「FMmelody」ハードウェア解説
PWM DAC 出力を利用する場合には、コネクタ CN2-5 番ピン (PC4 / TIM1_CH4 出力) から LPF を介してオーディオ出力を取り出します。 隣の 7 番ピンはグラウンドなので、好都合です。
PWM 周波数は 16 MHz / 512 = 31.25 kHz となっています。 音源としてのサンプリング周波数はその 1/4 の 7.8125 kHz です。
STM8S-Discovery 基板上で PD0/TIM3_CH2 に接続され、表示が「LD1」となっている LED を CPU 負荷量の表示に使っています。
アイドル状態が多いほど LED は明るく光り、CPU が忙しくなるほど LED は暗くなります。
PD/TIM3_CH2 ピン (CN4-5) を周波数カウンタで測ると (平均で) サンプリング周波数の 7.8125 kHz を示し、 デューティー測定可能なテスタでデューティーを測ると、ビジー状態の大体のパーセンテージが分かります。
実測したビジー率は 77 % 程度です。
LPF の具体的な回路は次のようになります。
(a) は OP アンプを使ったアクティブ・フィルタで、(b) はパッシブ LC フィルタで、 カットオフ周波数 8 kHz 程度の 3 次バタワース特性の LPF を実現したものです。
LM358/LM324/LM2904/LM2902 タイプの OP アンプを使ってもクロスオーバー歪が出ないように配慮してあります。
(c) と (d) は、圧電スピーカー (圧電サウンダ、Piezo Speaker) を使う場合で (d) は直結した場合です。
(c) は抵抗を挿入して、圧電スピーカーの容量分と組み合わせてカットオフ周波数 4 〜 8 kHz の１次 LPF を構成したものです。
当然 (d) ではノイズが多く、(c) では音が小さくなってしまいますが、ノイズは減って聞きやすくなります。
16 ビット・ディジタル・オーディオ DAC に BU9480 (ROHM) を使用する場合の接続図を下に示します。 PWM DAC の場合の接続も記述してあります。
