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Raspberry Pi 3のオーディオ その5 - シミュレーションと実測値の差

目次: Raspberry Pi

Raspberry Pi 3のAudio Outの残された謎がいくつかあります。

• 実測だと電圧がマイナスになるのに、シミュレーションだと電圧がマイナスになりません。
• 実測の電圧とシミュレーションの電圧が10倍違います。
• PWMのDuty比100％を維持したときに減衰する速度が異なります。

一部は解決しましたが、最後の謎が良くわからないままです。

電圧がマイナスにならない問題

端的に言えばシミュレーション時間が不足していました。シミュレーション時間を0s〜0.05sではなく1s〜1.05sにしたところ、-500mV〜500mVの間で振れるようになりました

Audio Out回路の長時間シミュレーション結果

0s〜1sのシミュレーション結果を見ると、数百msかけて負の電圧側に移行していくようですね。

電圧が10倍違う問題

オシロの設定ミスでプローブを繋ぐときの設定（感度x10）になっていて、実測の電圧が10倍に見えていただけでした。実測（400mV）とシミュレーション（500mV）のスケールは合いましたが、電圧は微妙に合っていない点が気になりますね。うーむ。

減衰する速度が違う問題

これはまだ真相がわかりません。未解決です。PWMのDuty比100％を維持したときに減衰する速度が異なります。シミュレーションでも減衰はします（500mV → 450mV程度）。

Audio Out回路のシミュレーション結果（125Hz矩形波を入力に設定）

ですが実測の方がはるかに速く減衰します（400mV → 248mV）です。なんでですの……？？

Audio Out回路の実測値（黄色Audio Out、水色PWM信号125Hz矩形波）