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14.DIY Instruments

2017年9月19日 (火)

Instrumentation Amplifier(予備編)

AD830,AD8129,AD8130は差動増幅器ですが

差動増幅器に必要な4本の抵抗がActive Feed Back Toplogyの為不要です。
AD830は最初に発売され、AD8129,AD8130は後発の廉価版です。
AD8130はG=1でAD8129はG=10以上で使用できます。
AD8129単体での評価をしてみました。
評価に使用した基板です。

20170919_182249

周波数特性は
AD8129_20dbでは10MHz/-2db
AD8129_40dbでは1MHz/-2dbでした。
CMRRは
1MHzにおいて20db、40db Ampともに約-85dbと素晴らしい値です。
CMRRの測定の入力は1Vp−pです。
周波数特性は1Vp-pは固定で20db、40dbのATTを挿入して測定しました。

20170919_182302

AC結合で測定したノイズは下図の1uS/div.のピーク値が最も大きかったです。

出力のオフセット電圧はマルチメータで確認しました。

高速のOPAなのでDC特性は良くありませんが対処は可能でしょう。

GB積が200MHzのノイズはいかんともしがたいですが...............

面白い用途があると思います。

20170919_182330

つづく

2016年2月16日 (火)

A Low noise laboratory-grade measurement preamplifier

回路の原典はLinear Audio-Volume3 p143
A Low noise laboratory-grade measurement preamplifier 

Samuel Groner

これは雑誌を購入しなくてもサイトから個別アイテムとしてpdfファイルで購入できます。
僕は冊子を持っていましたが邦訳する為にpdfバージョンも購入しました。
30ページは翻訳ソフトを使っても訳しがいがありました。
BF862を駆動する定電流回路。
DC Servo 回路。

ユニークながら難解な回路でした。

Circuit

ユニバーサル基板で組上げました。

銅板の下に006Pバッテリーが4個実装されています。

Amp_inside

上記の周波数特性をAnalog Discovery(WaveForms2015)でキャプチャーしました。Frequency_responce

測定の為のBPF(10Hz~100KHz -3db)特性です。

Bpf

Pri Ampを上記BPF(10Hz~100KHz -3db)を通してノイズを測定。

スコープは1mV/divです。ほぼノイズ・レベルです。

Rms_scope

10Hz〜100KHzBPF通過後のRMS指示値です。

精確にはフイルターの特性を加味しないといけないとの事ですがここはザックリいきます。

等価入力電圧密度は指示値の120uVをBPF100KHzの平方根で割ると379nVになり

利得は60dbなので1000で割ると379pV/√Hzとなります。

Rms_meter

BF862 8パラはナイスな雑音特性でした。

end

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2015年1月20日 (火)

AD4841 Howland Current Pump

AD4841 Howland Current Pumpの回路で負荷抵抗 vs 周波数特性を
Multisimでシュミレーションしてみました。

以前Howland Current Pumpを試作した時はLM7171でした。

Ad4817_circuit

*
TINAのほうがAC解析、DC解析、グラフの重ね合わせともに楽なのですが
TINAのリストにはアナデバは登録されていません。方法はあるのでしょうが...
ここはMultisimの習熟もかねて沢山のグラフを重ねて見ました?
*
上記回路のFrequency vs RLoadシュミレーション特性です。

Ad4817_howland_11m

回路の10KΩ→1KΩ、1KΩ→100Ω、11KΩ→1.1KΩと
一桁低い抵抗値にしたときののシュミレーション結果です。
ADA4871のOpen-Loop Gainから80dbは測定できません。

Ad4817_howland_1100k

僕にとっては回路図だけでは気がつかなかった事が見えてきました。
R5の抵抗値以下では周波数特性はあまり変化しませんが
それ以上ではデケード毎に減衰し
そのカーブはOpen-Loop Gain特性と近似します。
以下はデータシートからの引用です。
蛇足ながらLM7171の位相特性は大変に素直です。
20150120_223958

Howland Current Pumpは[R5]により出力電流を任意に設定できます。

[R5]による周波数特性の挙動が把握できたシュミレーション結果で
これでHowland Current Pumpに使われているOPAと抵抗値から
回路図の意図する事が推測できるようになります。
下図は0V~10mVまでDC SweepさせてAD4817のOffset電圧の影響を観測した結果です。
直流レベルから使用する時の留意事項です。

20150120_232939