FPGAでNJM2374Aを実装してみた

FPGAでADコンバータを実装できましたので、これを利用した例としてDC-DCコンバータのコントローラICであるNJM2374Aと同等の機能をFPGAに実装しました。
NJM2374AはPWM制御方式のDC-DCコンバータICで、昇圧・降圧・昇降圧コンバータを実現できます。
新日本無線 | NJM2374A

NJM2374Aのブロック図は下図のようになります。（新日本無線のデータシートより抜粋）

ブロック図を見ただけでは何も分からないので、小ブロックに分割して考えます。

FPGAでΔΣ型ADCの実験(その1：シミュレーション)

以前（もうだいぶ前になりますが）FPGAにΔΣ型DACを実装できましたので、今度はADCを同様の原理で実装してみます。

シンプルな1次ΔΣ変調器で実験してみます。
モデルとしては下記の図のとおりとなります。

 

 

∫で示したものが積分器、Qで示したのが量子化器、Z^-1で示したのが遅延素子です。

実装に関してはAltera(Intel)の下記のサイトを参考にさせていただきました。
コンフィギュレーション可能なシステムにおけるアナログ I/O のプロビジョニング

FPGAでΔΣ型DACを実装してみる

最近遊んでいるAlteraのFPGA　MAX10にはADCが搭載されているモデルがありますが、DACは搭載されていません。

マイコンやFPGAで実装するDACとしてよく使われる方式としてPWM方式がありますが、今回は将来的なADCへの応用も考えΔΣ方式としてみました。

 

実装したΔΣ型DACの構成

構成としては非常に簡単です。
誤差フィードバック構造と呼ばれる構成で、MSB以外のデータを誤差として入力にフィードバックする形となっています。
図中の遅延素子(Z^-1)は単なるDFFとしています。
FPGA上に実装したΔΣ変調器の出力は高い周波数成分を含むものになるため、外部にLPFを接続してアナログ信号を取り出します。