2017年9月
          1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
無料ブログはココログ

« 2013年7月 | トップページ | 2013年9月 »

2013年8月

2013年8月28日 (水)

OPA861 I/V Convertor(2)

PCM1798 4 PARA NOS-DACをOPA861 I/Vへ接続してヘアリングでのチューンナップを試みました。

TPA6120 HPAへ接続して無信号時にボリュームを3時過ぎにすると軽くサー音が発生していました。

下図のように1000PFのフィルム・キャップを挿入したところ耳を研ぎすましてようやく感じられる程迄に軽減出来ました。

またNOS-DACの+Iout と-Ioutにいれた0.22uFのキャパシターは出力ノイズ軽減におおいに有効でした。

この状態での過渡応答特性をチェックしたいと考えています。

20130828_00615

PCM1798 NOS-DACの二枚目の基板は活線抜差をしていたら壊れてしまいました。

PCM1798 の交換作業です。

 昔の半田コテに銅板を写真のように加工してICの足に交互に当てると数秒以下で取り外せました。

ラウンドに被害はありませんでした。

20130828_03100

2013年8月27日 (火)

OPA861 I/V Convertor

OPA861のI/V変換のステップ応答が満足のいく結果だったので

音出しが出来るよう組み立ててみました。

DACはPCM1798 2PARA・NOSーmodeです。

オフセット電流をキャンセルする為に取り敢えず2SK369Vを使用しました。

PCM1798の場合パラ接続で7mAのオフセットがあります。

最終的には4パラを想定しているので14mAまでキャンセル出来るようにと2SK369V を選択してみました。

この回路については腹案がありますが取り急ぎ、音だし優先の回路です。

回路図ではオフセット・キャンセラーFET回路に−10Vを使用していますが実験では−5Vから供給しています。

20130826_234636

数ミリアンペア以上の電流を流すと通電時間と共に自己発熱の影響を受けます。

チャンネルのFETを熱結合させる事によりドリフトを同一方向へ向かわせる事が出来ます。

一旦マッチングさせるとFETが自己発熱によってドリフトしても

同じ方向にドリフトしますので差動増幅器のコモンモード範囲内であれば出力に変化は現れないはずです。現れても僅少です。

実際、今はザックリと「0』調整した状態ながらDC結合で聴いています。

FETのドリフト・データーはエージングしてからとってみたいと考えています。

HPAを作っているときはDC結合にこだわりました?

DACの場合は高域をいかに残すかにこだわりたいと考えています?

下の写真はオフセット・キャンセラーFETの実装状況です。

20130827_11657

カーレント・コンベアの音は真珠の玉の精緻さを感じました。

次の課題はNOSが故の残留高周波成分をどうするかを思案中です。

I/Vはスピードが早い方が佳いと言う事は実感しました、しかし........

まだまだお勉強中です。

試作終えたあとの音だしはいつもながら夜のふけるのを忘れさせてくれます。

20130827_10041

オフセット・キャセラーFETの放熱器熱容量を少し大きくしてみました。

20130827_23102

この回路に関しては腹案があるのでここ迄しなくとも考えながらつい試してしまった。

結果、銅のバスバーだけより安定している。

2013年8月24日 (土)

PCM1798 Output Current Bias (I ref)について

PCM1798 Output Current Bias (I ref) Pin 20は推奨値が10KΩです。

この抵抗を変化させたときの挙動を観測してみました。

20130824_155842

2013年8月22日 (木)

Balanced I/V Convertor(OPA1632+THAT1200)そのご

Fully Differential Amplifier OPA1632とTHAT1200を使用したI/V Convertorのステップ応答を実測してみました。

X2Yキャパシター(1000pF/50V X7R JOHANSON製)の効果をデーターとして残す事が出来ました。
20130822_155948

測定はHowland Current Pump回路を2系統にして+/-のVCCSとして入力しています。

写真の左側が2段構成にした差動出力(+/ー)VCCSです。

20130822_155912

ZEN/CEN/SENを調査中にHowland Current Pumpを知り、寄り道した結果
今回のように電流入力でI/V Convertorが評価できるようになりました。

OPA861(OPA860のBuffer無し版)とAD844が入荷したので

暗中模索ながらNon Feed BackのI/V Convertorをもう少し実験してみます。

************************************************

参考迄に入力電流を+/-1uA(2uAp-p)としたときのTHAT1200の出力波形です。

入力周波数は1KHzでスコープのBWは20MHzです。

OPA1632の帰還抵抗は820Ωです。

20130822_172126

I/V Convertorの入力をオープンにしてTHAT1200mの出力に

60dbアンプ(BW:10Hz~100KHz)を接続したときの残留ノイズ波形です。

60db(1000倍)増幅しますので垂直軸は50uV/div.になりノイズはRMS値で約35uVでした。

大きいですね!

20130822_173515

2013年8月20日 (火)

TPS7A4700 PCB →Mods TPS7A3301

I/V Convertorを実験するにあたり負電源のレギュレーターも必要になり

TPS7A4700の基板を流用してTPA7A3301の負電源を作りました。

TPS7A4700とTPA7A3301は同じシリーズの正負レギュレータで
入出力及びレファレンス等のピンアサインは同じです。
下図の回路図は3種類作成した大・中・小の大と小を記してあります。
小の基板にはX2Yキャパシターは実装されていません。

20130820_231849

抵抗2本とキャパシター1個を追加して負電源基板としました。

R1およびR2はパターンを削って実装しています。

TPS7A4700を使用時の電圧設定用パッドは全てグランドに接続しています。

TPS7A4700は価格は高いですが大変に便利なレギュレーターICです。

また

負電源のTPS7A3301がピンコンパチという設計者の使う身になっての計らいに思わずニンマリしてしまいます。

これからTPS7A4700の基板を作られる方はR1,R2およびCFFのパターンを追加しておくと佳いと考えます。

20130820_233327

参考迄に

作った3種類のTPS7A4700基板のソルダー・サイドです。

TPS7A4700の裏側はレジストを除去して放熱効果を持たせるとともに、入出力電位差が多きいときは放熱器を接着出来るようにしてあります。

スリットはグランドの表裏を接続し共通インピーダンスを下げる目的です。

大・中・小ともに施してあります。

20130821_01304

2013年8月16日 (金)

OPA860 I/V Convertorの実験

Operational Transconductance Amplifier(OTA)のOPA860 を使用したNon-Feed Back I/V Convertorです。

下図は測定方法と20KHz入力時のステップレスポンスです。
Function Generatorからの矩形波は前回作った「Howland Current Pump」回路で電流に変換されてOPA860のEmitterに入力されます。
ローインピーダンスのEmitterに入力された電流は高速でハイインピーダンスのCollectorにミラーリングされます。
その電流を500Ωの抵抗で電圧に変換しています。
20130816_201023
上記測定条件のときの正弦波入力時の出力波形です。

20130816_194534

周波数が2MHz時の矩形波応答です。

非常に応答速度が早く「Howland Current Pump」回路の応答波形を再現しています。

20130816_194420

参考迄に周波数が2MHz時の正弦波応答です。

この状態で-3db落ちの周波数を測定しましたら11MHzでした。

この値は多分にHowland Current Pump回路の制約と考えられ、実際はもっと伸びていると推測します。

20130816_194457

標準電圧・電流発生器から+/-の電流を直接エミッターに流した時の出力電圧特性です。

20130816_212108

標準電圧・電流発生器は10年以上も前に友人の会社から廃棄処分にするのを頂戴した物です。

なかなか出番が無かったのですが今回は重宝しました。

ニキシー管の表示が何とも良い雰囲気で好きです。

ただ重いので(約25Kg)のでセットアップするのに覚悟がいりました。

20130816_215818

OPA860のエミッターには保護回路がありません。

実験中に不覚にも4個も壊してしまいました!

Reference:

1.Demystifying the Operational Transconductance Amplifier(TI)

2.New Ultra High-Speed Circuit Techniques  With Analog ICs(BB)

3.IMPLEMENTATION OF ACTIVE ELEMENTS FOR ANALOG SIGNAL PROCESSING BY DIAMOND TRANSISTORS

4.特许US4983930 (Current Conveyor)

5.無帰還IVC[LINK]

6.新しいCCII電流コンベア[LINK]

7.DEM-OTA-SO-1A Demonstration Fixture

8.OPA861 Output Stage for AYAII DAC

9.Current conveyor as a voltage amplifier(diyAudio)

10.Detail of the Current Conveyor Technology

11.ADC 入力バッファアンプの新回路(2005.09.25 Kephis @ nifty . com)

12.OPA860,OPA861,OPA660,OPA380,LM13600,CA3080,ADS820,MAX435-6


2013年8月10日 (土)

Diamond Buffer(2)

henさんから前項のDiamond Bufferにコメントを頂きました。

「この図はopa660で、current conveyor IVCですか?」
わざとピンアサインだけは伏して置いたのですがばれてしまいました(笑)
でもhenさんならわかると予想していました!流石です。
NOS DAC にNon FeedBack のIVCが似合う(?)と考え試行錯誤の勉強中です。
henさん、current conveyorという単語のおかげで少し空が開けてきました。

20130810_140222

20130810_110939

*******************************************************

CEN/SENの製作を画策中でしたが下記の理由で保留中です。

CEN/SENは単電流出力の電流値が5mA以下のDAC用に設計されていますので

差動出力電流のパラ接続に対応させる為には2SK369を2パラ以上が4組必要になります。

20個ほど選別してみましたがIdssの大きなFETは自己発熱で測定時間がかかり

アルミ板をFETにクリップすると安定する時間が短くなるものの選別結果にがっかりしています。

また

DACをパラ接続しての出力電流をSENでカバーする為にはバッテリー駆動では無理が出てきます。

4フローティング電源が必要になりこれも保留した理由です。でもいつかは…。

本気で組むとこのような感じになり、かなりのレベルで気合いがいります。

電源はTwistPairのBuffalo用に1台とCEN/SEN用に4台実装されています。

346914d1367790120-zen-cen-sen-evolution-minimalistic-iv-converte

2013年8月 9日 (金)

Diamond Buffer

美しい!

20130809_230641


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。

1

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。

2

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。

3

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。

4

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)

11

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。

0

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

 

About for Vocm terminal of OPA1632

Fully-Differential Amplifier OPA1632のVocm端子の処理について。

制作したBalanced I/V ConvertorのOPA1632は初めて使用するICでした。

そのときに調べた結果を備忘録として残しておきます。

下図は完全差動アンプ(THS41xxまたはTHS45xx)の簡略バージョンを示しています。
OPA1632も同等の等価回路と推測します。
Q1及びQ2は入力差動対で標準的な演算増幅器において出力電流は
入力差動対の一方の側のみから信号を取り出しシングルエンドの出力電圧を得るために使用されます。
完全差動増幅器では、両側からの電流はQ3/Q5とQ4/Q6のコレクタに形成されたハイインピーダンスノードから取り出します。
これらの電圧は、その後バッファリングされて出力されます。
Vocm端子に何も接続されていない場合は
Vocmは内部分圧器(R1 & R2)によってVCCとVEEとの間の中間点にバイアスされています。   
出力コモンモード電圧は入力によって制御されません。
Vocm誤差増幅器は
出力コモンモード電圧をサンプリングするVocmの電圧(R3&R4)と比較して
内部フィードバックを調整することによってVocmピンに印加される同じ電圧に出力コモンモード電圧を維持します。
以上の事から
DACのI/Vとして使用する場合のVcom端子の処理はGNDに接続するかキャパシターでバイパスしておくと良いと考えます。
コモンモード電圧をレベルシフト電圧に置き換えると理解しやすいかもしれません。

20130808_03622

Reference:Application Report SLOA054D - January 2002[Fully-Differential Amplifiers]

***********************************

補足:Vocm端子のADC における使用例

PCMPCM4222のコモンモード出力は電源電圧の約1/2(0.4875)です。

この電圧をOPA1632のVocmにバッファリングして印可しています。

ADCが単電源動作でも入力の基準点を中間点にシフトさせるとADCの出力を両極性でスイングさせる事が出来ます。

20130808_10239

Refernce:PCM4222EVM User'sGuide(sbau124)


2013年8月 3日 (土)

DAC I/V Convertor

henさんが「Sinja」というお名前でdiyAudioに投稿されているコメントに触発されてI/Vをもっと知りたくなりました。
とはいえhenyaさんのようなスキルを持ち合わせていない僕は別なアプローチ?で。
henさんからのコメント記事です。
IVコンバータ案をひとつ投稿しました。

http://www.diyaudio.com/forums/digital-line-level/239357-current-differential-voltage-line-level-pcm1794-et-al-4.html
ここの#39と#42です。アカウントがないと画像が見れないのですが、勝手にお持ちだと予想しています?」

***********
DACのI/V変換回路でシンプルな構成としてNelson Pass氏のZEN I/V Convertorがあります[Link]
それに感化されて?発展系を考案された方がEUVL氏です。
以下のDiyAudioのスレッドに詳しく書かれています。

Zen -> Cen -> Sen, evolution of a minimalistic IV Converter[Link]

流れに沿って回路図をまとめてみました。
下記の図は全てDiyAudioからの引用です。
1:ZENの回路図

20130803_134445

2:Cen(Complementary)の回路図

20130803_134258

3:Sen(Single Ended)の回路図

20130803_134316

Zen -> Cen -> Senのスレッドで中盤以降からJoachim Gerhads氏からアイディアがあり

EUVL氏はXCENと名前をつけて新しいスレッドを立ち上げました。

The XCEN -- Balanced to Single Ended Converter[Link]

4:XCENの回路図

20130803_134738

Zen -> Cen -> Senのスレッドは2011年8月に始まって以来現在も進行中で

スレッドの数が1485もありました。

翻訳しながら読んで昨夜は徹夜をしてしまいました(笑)

Zen -> Cen -> Sen I/VはLINEAR AUDIO誌のVOL.2に掲載されていて

Sen I/Vは2SK170のみの仕様なので作ってみたくなって調べていたらドツボにはまってしまいました。

DiyAudioを読んだ(眺めた)あとにもう一度LINEAR AUDIO誌を(真剣に?)読み返したら

I/Vコンバータを評価する為にVCCS(Voltage controlled current source)を作ったと書かれていますがその回路に関しては本でもスレッドでも取り上げていませんでした。

ただ回路はNational Semiconductor's(現TI)AN1515 を選んだと書かれており資料を読んでみました。

資料名は

AN-1515 A Comprehensive Study of the Howland Current Pump

ハウランド・カーレント・ポンプ!?

初めて聞く名前で、回路をみたら興味が湧いてまたネットをちょこっと散策してしまいました。

詳しくはAN-1515を読んで頂く事にして備忘録として回路図をピックアップしておきます。

20130803_142144

ADのCircuit Note CN-0151から

20130803_142349

APEXのAN13から

20130803_142502

Howland Current PumpはIVと同じくらいに興味がわいてきた。

嗚呼、すっきりした。

皆様、どうぞ良い週末を!

蛇足:EUVL氏の会社?はxen(神音)[Link]

2013年8月 1日 (木)

WEBCAST: 高速回路で高性能を実現するプリント基板レイアウトの基本(完全翻訳版)

Analog Device社の石井氏による日本語での解説です。

WebCastのライナーノーツはpdfファイルでダウンロードできます。
80ページにわたるライナーノーツは永久保存でしょう。
このライナーノーツを読み返す毎に基本が深まると考えます。
内容の一例を引用させて頂きます。
ユーザー登録が必要ですが一読をお勧めします。[LINC]

20130801_123643_2

蛇足ながらこのようなピンレイアウトを初めて知りました。

帰還抵抗の処理を最短で配置できます。

20130801_132424

日本語版を出してくれたAD japanに感謝します。

続きを読む "WEBCAST: 高速回路で高性能を実現するプリント基板レイアウトの基本(完全翻訳版)" »

« 2013年7月 | トップページ | 2013年9月 »