「アナデバ社(ADI社）のWeb記事『StudentZone』を初回からすべて読む」の2022年１２月号の実習１回目です。今回からPLLの実習です。PLLと言われただけでなんだか高級になった感あり。でも今回は不足の部品もあり、VCO部分を「担う」AD654のところだけ。AD654はVFCということで過去にも登場の石。
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アナデバ様のStudentZone 2022年12月号記事（日本語版）へのリンクは以下です。
今回からの実習ではAD654、VFC（電圧周波数コンバータ）をPLL（フェーズ・ロックド・ループ）のVCO（電圧制御発振器）として使用するみたいです。VFC、どちらかというと一種のA/Dコンバータ的なお役目の石としてAD654を何度か使ってきています。ただ過去回に書いてますが、残念なことにこのデバイスは「新規設計非推奨」扱いみたいです。製品ページが以下に。
AD654 VF（電圧 / 周波数）コンバータ、低価格、モノリシック
確かにスペックみると、そんなに尖ったデバイスではない感じもしますが、わびしいなあ。
今回（も）アナデバ様に申し上げたい儀これあり
今回もコマケー話です。今回記事では、最初AD654を使って「VCO部分」を組み立てたあと、徐々に回路を「伸ばして」行く戦略？みたいっす。それでブレッドボード上にAD654部分の回路を組み立てるとき、「ブレッドボードの片端に寄せて」構成せよ、とのご指定があります。後からそのご指示に気が付いて、大汗かいて、一端作成した回路を「右よせ」しましたが。しかしそこで問題に気づきました。
以下の写真を御覧じろ。上が手元にあるアナデバ製の学習部品キットADALP2000所蔵のブレッドボードです。下はソースは不明の「中華」ブレッドボードであります。
今回の回路、ADALP2000付属の片側だけに電源レールがあるタイプだと、ちょっと配線辛そうです。実際、アナデバ様の記事の実体配線図に使われているブレッドボード、下の両側電源レールタイプで、両側のレーン使ってるし。まあ、ブレッドボードだしね、ジャンパ飛ばせばなんとでもなるのだけれども。いいんだよ、コマケー話は。
実機回路
アナデバ様の記事どおりに組み立てたつもりのAD654周りの回路が以下に。以前AD654を使ったときは５V単電源で動作させていた筈。また、データシート的にも5V単電源動作OKな筈。しかし、今回、電源電圧＋９Vで使う、とのお言葉で＋９Vの電池使うように回路描いてありました（アナデバ様製のADALM2000でも、Digilent AD2でも正電源は＋５VMAXの筈、＋９Vは対応できないので要別電源。）普段、電池の＋９Vをブレッドボードに直接刺して使ったりしないので、大慌てで（９V用のスナップコネクタがなかなか見つからなかったっす）接続してみたのが以下です。
しかしな～、なんで今回は＋９V電源なんだろ。どっかに理由が書いてあるのか？なお、ここの部分の回路にも＋５V電源供給してますが、FOUT信号（デジタル出力）のプルアップに使っているだけなので、ここではIO電源ってことみたいです（次回からの回路は５Vで動かすのでそちらとの整合性もあり。）
実験結果
VINに＋１V、＋２V、＋２．５V、＋３V、＋４Vを与え、そのときFOUTに出力される周波数を測定してみました。たった１回測っただけの手抜き測定っす。一応、RT、CTは記事どおりの10kΩ、100pFですが、抵抗は±5%のE24系列品、コンデンサは±10%のE12系列品の筈。
以下では黄色C1がFOUT、青色C2がVINです。測定値が右側にあります。
まずはVIN＝＋１Vに設定した場合。測定値ではVin＝0.95Vくらい。
VIN＝2Vのときが以下に。
VIN＝2.5V設定。
VIN＝3.0V設定
VIN＝4.0V設定。
上記５つの測定結果をまとめるとこんな感じ。
５点（手抜きな）の測定値から線形な回帰直線を表計算ソフトに描いてもらったら、これが結構ピッタンコに線形。R2の値など文句なしか。一種のADコンバータとしても使えるくらいなんだから、当たり前か。でも新規設計非推奨なんだよなあ。