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2013年8月 8日 (木)

Howland Current Pump for I/V Step Responce

ファンクション・ゼネレーターからのパルス電圧に比例して電流出力ができる回路を組んでみました。目的はI/Vコンバーターのステップ応答や周波数特性を測定する為です。

調整前のステップ応答波形
出力にオーバーシュートが発生しています。
入力周波数は2MHzです。
オシロの帯域は500MHzです。
入力ステップ電圧は5Vで出力電流は5mAになります。負荷1KΩで電圧に変換されて5Vになります。

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調整後のステップ応答波形
オーバーシュートを調整しました。
立ち上がり時間は30.1nS-10.5nSで19.6nSです。

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反転させたときの応答です。

レベル調整(2KΩ)もして正出力と同じ出力レベルになりました。

立ち下がり時間は25.7nS-10.2nS=15.5nSです。

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回路図です。

出力のポラリティーはトグルスイッチで切り替えます。

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測定風景です。

中央の茶色の線材を撚ったのが補正用のキャパシターです。

撚り加減でレスポンスを調整しました。容量は2,3pFだと思います。

測定プローブはFET Probeを使用しました(1MΩ,<2pF)

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補足

回路図の1KΩ(R13)を100Ωにすると入力電圧1Vで10mAの出力電流になります。

LM7171は出力電流が100mAまでとれます。

周波数特性は15MHz-3dbでした。

回路図はパスコンを省略してあります。

また電源電圧は+/-15Vで実験しました。

Reference:AN-1515 A Comprehensive Study of the Howland Current Pump

最後に配線面の写真です。

使っているコネクターはスイス製のレモ・コネクターで小型で抜き差しが簡単なので重宝しています。少し高価ですが....以前は秋葉の神保商会でも扱っていました。

昔のマーク・レビンソンにも使われていましたね。

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立ち上がり時間と立ち下がり時間の差は4.1nS。

同じ物をもう一台作り差動出力のV/Iにしてみようかな?

部品の入手先

LM7171:秋月

抵抗 0.1%:千石

 

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