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ANALOG/MIXED SIGNAL
PUSH-PULL
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- ELETTRONICA OGGI 455 - GIUGNO/LUGLIO 2016
connessioni interne configurabili tra le periferiche grazie alle
quali è possibile semplificare il routing esterno della scheda
PCB e liberare pin di IO per altri utilizzi.
La versione FV della famiglia è stata scelta grazie alla pos-
sibilità di operare con una tensione di 5V, migliorando in tal
modo l’SNR del sistema. La figura 3 riporta le periferiche e le
connessioni utilizzate per l’amplificatore.
L’amplificatore operazione OA1 è un buffer per i segnali au-
dio in ingresso. Il generatore triangolare utilizza una coppia di
comparatori, un modulo a celle logiche (CLC – Configurable
Logic Cell) configurabile impostato come latch SR e un ampli-
ficatore operazionale configurato come integratore. I compa-
ratori sono cablati come comparatori a finestra (windowed),
con soglia impostata da DAC1 e dalla tensione di riferimento
del comparatore.
L’uscita del comparatore a finestra viene quindi convertita
in un’onda quadra, utilizzando il latch SR e successivamente
in onda triangolare attraverso la funzione di integrazione di
OA1. L’onda triangolare è quindi inviata nuovamente al com-
paratore a finestra completando il circuito autorisonante.
Il comparatore Comp3 crea la forma d’onda pulsata confron-
tando la forma d’onda triangolare con l’ingresso audio. CLC2
configurato come un inverter fornisce il segnale complemen-
tare per la topologia full-bridge.
Nello schema sono previsti tre comparatori. I comparatori
Comp1 e Comp2 funzionano come comparatori a finestra,
utilizzando il riferimento di tensione del comparatore di rife-
rimento e DAC1 per impostare i livelli di tensione di soglia.
Il comparatore Comp3 confronta il segnale audio con l’onda
triangolare per creare il segnale PWM digitale.
OA1 si comporta come un buffer per il segnale audio ana-
logico in ingresso. Questo è impostato come un inseguitore
di tensione utilizzando la connessione interna selezionabile
dall’uscita all’ingresso
invertente. Opzionalmente OA1 può essere impostato come un
filtro con o senza guadagno. OA2 è utilizzato nel generatore
triangolare come un integratore: l’uscita viene inviata in re-
troazione al comparatore a finestra per creare un oscillatore.
I convertitori D/A vengono utilizzati in uno stato statico per
fornire un livello di tensione DC programmabile per il genera-
tore triangolare. DAC1 è internamente collegato all’ingresso
non-invertente di Comp1 per fornire la soglia di tensione
superiore del comparatore a finestra. DAC2 è internamente
connesso all’ingresso non-invertente di OA2 e utilizzato per
impostare il livello di polarizzazione in DC a 2,5V (V+/2).
I moduli CLC mettono a disposizione la logica digitale per
il generatore d’onda triangolare e l’uscita digitale. CLC1 è
configurato come un flip-flop RS per creare una singola onda
quadra a partire dalle uscite del comparatore a finestra. Gli
ingressi di CLC1 sono internamente collegati alle uscite del
comparatore. CLC2 è impostato come un inverter per creare
un segnale PWM complementare per i commutatori low side.
La vasta gamma di periferiche analogiche e digitali disponi-
bili sul microcontrollore ne consente l’utilizzo per creare un
ampificatore in Classe D completo. Le connessioni interne
tra le periferiche riducono il numero di pin necessario per
l’implementazione, liberando in tal modo pin di I/O per altri
utilizzi. L’uso di periferiche al posto di componenti discreti
per realizzare progetti di amplificatori in classe D permette di
ridurre l’area occupata sul PCB e i costi complessivi.
Fig. 3 – Schema delle connessioni delle periferiche del microcontrollore PIC24FV16KM202