目次＞５章 第２ステップ（色々な実験）＞（１２）正弦波を作る
正弦波を作る
− 発振では無くＤ／Ａ変換で −Ｄ／Ａ変換（デジタルデータをアナログ信号に変換）によりＰＩＣで正弦波を作成します。
正弦波は一般的に発振回路により作成しますが、ここでは発振回路は使わずにＰＩＣからデジタルデータを出力し、Ｄ／Ａ変換回路とローパスフォルタできれいな正弦波を作ってみます。（あえて作成と表現しました。）
ｓｉｎの計算結果に基づいていますので正確な正弦波が作成できます。
| 実験回路 | ||||||||||||||||
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今回作成する回路図です。
ＲＢ０〜ＲＢ７につながる抵抗群（５ＫΩ×７本，１０ＫΩ×９本）は、ラダー抵抗回路と呼ばれるＤ／Ａ変換回路です。 今回は、分解能８ビットとしました。（ポートをＯＮにしたときの電圧を２５５等分した任意の電圧が出力できます。電源電圧が５Ｖの場合、約０．０１９Ｖ刻み。）
５ＫΩと１０ＫΩは、１：２の比率であれば、１ＫΩと２ＫΩなどでもかまいません。
その右の１ＫΩの抵抗と０．０２２μＦのコンデンサはローパスフィルタで、ここでは出力波形をきれいにするために使っています。
さらに右の４７μＦのコンデンサは直流分をカットします。
ＰＩＣの上にあるディップスイッチ（ＲＡ０〜ＲＡ３）と、ＲＡ４のスイッチおよびＭＣＬＲのプッシュボタンスイッチは、周波数選択のために使用します。
４つのディップスイッチで、１６種類の中から周波数を選択します。
設定した周波数と分割数は、ＭＣＬＲのプッシュボタンスイッチを押した時に反映されます。
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| プログラムの作成 | ||||||||||||||||
正弦波の１サイクルを６４分割して作成することを考えます。
こちらは、同じものを棒グラフで表しています。
今回作る回路では、ＰＯＲＴＢに出力する値（０〜２５５）に対応した電圧を出力できます。
上の棒グラフの縦軸を０〜２５５にして表現したものが下の図です。 横軸は時間で、１目盛りは正弦波の１サイクルを１／６４した時間です。
従って、横軸の１目盛りに相当する時間毎に、対応する縦軸の値をＰＯＲＴＢに出力すると、下図のような正弦波が出力されます。
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| プログラム全体 | ||||||||||||||||
| 今回作成したプログラムはこちらです。 メモ帳などのテキストエディタに取り込んで、ＳＩＮ．ＡＳＭという名で保存し、ＭＰＬＡＢでアセンブル＆ＰＩＣライタでＰＩＣに書き込んで動かしてみて下さい。 ＲＡ４のスイッチにより、１サイクルを６４分割とするか１２８分割にするかを選択し、 ディップスイッチで出力する周波数を選択して、リセットスイッチ（ＭＣＬＲに接続したプッシュスイッチ）を押すと該当する正弦波が出力されます。
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| 出力波形 | ||||||||||||||||
| この回路での出力波形の例をいくつか載せておきます。 全て、１サイクルを６４分割で作成したものです。
こちらはＤ／Ａ変換の出力で、今回の回路とプログラムで出せる最低周波数の１００Ｈｚです。
こちらもＤ／Ａ変換の出力で、最大周波数の４５９６Ｈｚです。
こちらは、１００Ｈｚをローパスフィルタを通した後です。
同様に、４５９６Ｈｚをローパスフィルタを通した後です。
上と同じ４５９６Ｈｚですが、ローパスフィルタのコンデンサを０．０２２ｕＦから０．０１ｕＦに変えたものです。
ＰＩＣと、Ｄ／Ａ変換回路，ローパスフィルタできれいな正弦波を作成できます。
＜いずれやってみたい追加実験＞
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