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2014年11月

2014年11月28日 (金)

Analog DiscoveryでLCの測定

参考データーです。

20141128_233527_2

20141128_234205

Capacitorの位相特性(Analog Discovery)

Film Capは1uF/100Vのインピーダンス(Orange)vs位相特性です。

1uf_100v_film

キャパシターの場合の

SRF(Self Resonance Frequency)自己共振周波数のインピーダンスは

10mΩ近くまで下がります。

逆にインダクタ−の場合のSRFは1MΩ位まで上昇します。

ダイナミックレンジを確保する為にはログアンプの必要性を感じています。

Analog DiscoveryでInductance測定

Bunpeiさんからインダクタンス測定時の位相特性が知りたいとの要望がありました。

前回までの測定はロー・インピーダンスの治具だったのでハイ・インピーダンスの
治具を作り測定してみました。
公称1mHのチョークコイルです。
縦軸のインピーダンスが通常とは反転していますが雰囲気はつかめていると思います。
Analog DiscoveryのNetwork AnalyzerをS21に見立てた回路構成で測定しました。
送りも受けも50Ωなのでショート時のインピーダンスは-6dbです。
縦軸のインピーダンス値は抵抗を接続して確認しています。
20db Decadeです。
測定したインダクターは太陽誘電のLHL10TB103でSRF(自己共振周波数)は
290KHz min.ですが実測は400KHzでした。
また直流抵抗値は19Ωですがプロットカーブは100Ωを超えています。
かなりアバウトな結果になりました。
しかしながら1KΩ以上のカーブにおいては相対的に比較するならば使えると考えます。
たった抵抗2本で測れます。

103_400khz


2014年11月24日 (月)

Analog DiscoveryでCRの測定

Analog DiscoveryでLCRを測定する為の
Impedance Analyzer Interfaceを創りました。
ターミナルに実装してあるのは1mΩのシャント抵抗器です。
タカチのケースでコンパクトに仕上げたつもりです。

20141123_114334

シャント抵抗器の測定結果です。
ターミナルでのSHORT状態のインピーダンスが
前回試作のコネクタ・ダイレクト・ショート時と同等の
インピーダンスになり改善されています。
メーカー製のインピーダンス・アナライザーは
SHORT,OPEN,LORD補正ができて
残留インダクタンス、アドミタンスを補正できます。
また残留ノイズ特性も-20~-40dbほど優れています。
しかし
安価なAnalog DiscoveryのNetwork Analyzer機能でも工夫すると
下図のように低インピーダンス領域の素性が判る測定ができました。
SHORT時のインダクタンスをエクセル上でdbの引き算補正してあげれば
より正確な特性が得られると思います。
また縦軸のdbをΩ表示にできれば完璧です。
MATLAB/SimulinkでLCR Impedance Analyzerの
専用アプリを創れると思うのですが......

20141123_114142

コンデンサを測定して遊んでみました。
データシートではよく見かけるカーブですが
実際自分の手で測定するとカーブに親近感がわき
アナログな自分は思わずにんまりしてしまいました。

20141124_141020修正:2014.11.28

タイトルをAnalog DiscoveryでLCRの測定から

Analog DiscoveryでCRの測定に変更しました。

2014年11月22日 (土)

Analog Discoveryのアナログ電源部の部品配置図

出力ノイズの原因がスイッチング・レギュレータにあるかもしれないと考えて
外部からクリ−ンな電源を供給する為に調べました。

外部からノイズの少ない電源を供給しても結果は変わりませんでした。
電圧を測定しながら回路図と付き合わせて出力箇所を見つけました。
外部から電源を供給する時は下図を参考にしながらダイオードをはずしたり
スイッチング・レギュレータのEnable端子をDisAbleにする等の変更が必要です。

20141122_004705

Analog Discovery-Mesuring a Low Impedance Profile

Analog DiscoveryのNetwork Analyzer機能を利用して

シャント抵抗器のLow Impedance測定を試みました。
バナナチップの配線は最短にしましたが1mΩと10mΩは
バナナチップのインダクタンスがもろに効いて正確ではありません。
バナナチップをパスしてコネクタにダイレクトに接続した「10mΩx4pcs」は正確な値だと考えます。
下図のデータはAnalog Discoveryからcsv.でExportしてEXCELで集計しました。
今回の実験でCMRRを改善すると良いという事が見えてきました。
-80dbの10mΩラインはノイジーですが傾向はわかります。
また1mΩもショート時の残留インダクタンスを僅少にできれば相対的な傾向を把握できそうです。
-80dbあたりがAnalog Discoveryの限界値だと思われます。
あと20dbほど頑張ってほしいところですが、その値を希望するには
100万円クラスの測定器になってしまいます。
赤丸の箇所は入力を短絡した時の残留ノイズがそのまま現れています。
これに関しては随分と調べましたが不明です。
アナログ電圧の+/−5.5VはUSBの+5Vから昇圧して作られていて結構なリップルが観測されます。
このスイッチング・レギュレータを停止させて外部からクリーンな+/-5.5Vを供給しても結果は同様でした。
固体で違いがあるかも、と考えてもう一台購入して観測してみましたが結果は同じでした。

20141122_001902

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