2017年2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        
無料ブログはココログ

« 2014年11月 | トップページ | 2015年1月 »

2014年12月

2014年12月31日 (水)

Wide Band Instrumentation Amplifier

Analog Discoveryのフロントエンドに接続すると威力?を発揮しそうな

Wide Band Instrumentation Ampを創ってみようと思いました。
Single End OutとDifferential Outの2種類を考えてみました。
Analog Discoveryは差動入力ですが
もっとCMRRを向上させてあげると何かと便利な事が判りました。
パターン設計の半田面視図です。グランドプレーンを確保しつつ
配線の入出力容量を低減させる為にICパッドのほかに
信号線のパターンを出来うる限り抜いてみました。
周波数帯域が10MHzまでのInstrumentation Ampの設計は初めてです。
先のImpedance Analyzer に関して回路図の公開依頼がありました。
もう少し僕自身が納得できたおりに100%公開したいと考えていますが
自分はこういうふうに実験したけれど、とかの相談はご遠慮なくどうぞ。
20141231_194552_2
部品面のレジストとシルク図です。
コネクタはSMAで基板の大きさは25.4mmx50.8mmです。
入力SMAはガ−ドリング駆動も出来るようにしてありますが
その時のバッファは外付けです。

20141231_194626

皆様、佳いお歳を!

2014年12月18日 (木)

High Impedance Measurement Interface for Analog Discovery(Final)

インダクタ−等の直流抵抗が百ミリオーム位から

共振点のインピーダンスが1MΩ以上まで測定できる

High Impedance Analyzerの最終版です。

下図は前回の治具との比較です。
100Ω以下の特性が格段に良くなりました。
今回の測定は0.1Ωから10MΩまで測定してみました。
低抵抗の寸詰まりが解消されています。
高抵抗値で高域が低下しているカーブは抵抗の寄生容量の影響と
I/V Converterの入力回り寄生容量の影響です。

20141218_193747

太陽誘電のLHL101TBインダクターを再測定しました。
収集したデータは直感的にグラフを読みやすいように
エクセル上で縦軸を反転させて体裁を整えてあります。
精緻なグラフになっているのはステップ数を1000に設定した為です。
前回のは200ステップでした。

20141219_000036

MacBook Pro Retinaでデータ収集中です。
回路で使用しているオペアンプの電源はAnalog Discoveryから供給しているので
Plug & Playで測定できます。
Analog Discoveryのアナログ入力が完全差動増幅器になっているのはつくづく
素晴らしい設計思想だと改めて思いました。
今回のチューンナップで反転増幅器の奥深さを知りました。
またImpedance Analyzer InterfaceのDUTを1Ωに固定して
I/V部をDACのIVCに置き換えれば
IVCの周波数 vs 入力インピーダンス測定ができると思えてきました。
20141218_142819
随分と寄り道をしてしまいましたが良い経験させてもらいました。
Analog Discoveryでのインピーダンス測定は納得が行く結果を得られましたので
これにて終了です。

続きを読む "High Impedance Measurement Interface for Analog Discovery(Final)" »

2014年12月12日 (金)

Low Impedance Measurement Interface for Analog Discovery(Test Fixture 2)

Test Fixture 1の改良版です。
フロントエンドにここで製作した基板を実装して試してみます。

20141212_002639

Test Fixture 2の測定結果です。
これなら実用になります。
ネットワーク・アナライザーでのインピーダンス測定は
デバイスの性質を把握するのにとっても役立ちそうです。

20141212_002957

Low Impedance Measurement Interface for Analog Discovery(Test Fixture 1))

先の回路で改めてキャパシターのインピーダンス測定してみました。

電流制限抵抗はAnalog DiscoveryのStatic I/Oの出力を利用してリードリレーで切り替えられるようにしました。
また確認用の1Ωの抵抗もリレーで入力にシャント出来るようにしました。
今まではいちいち半田付けでやっていましたが
リレーで切り替えるようにしたら実験がとても楽になりました。

20141212_001234

上記のTest Fixture 1で測定した結果です。

20141212_001408

2014年12月10日 (水)

Low Impedance Measurement Interface for Analog Discovery

Analog DiscoveryのNetwork Analyzer機能でコンデンサ等の
低いインピーダンスを測定する回路において
電流制限抵抗(Rlimit)の立ち振る舞いをまとめてみました。

20141210_130458

2014年12月 8日 (月)

Analog Discovery [Improvement of CMRR]

Analog DiscoveryのCMRR特性の改善を試みました。

Wide Band OPA3個でインスツルメンテーション・アンプを利得10倍で作り
Analog DiscoveryのフロントエンドにしてCMRRを測定した結果です。
Instrumentation Ampは直流バランスのポットと高い周波数のバランスを
とる為にトリマー・キャップを使用して追い込みました。
コモンモード電圧としてAWGから1Vp-pを印可しました。
1000ポイントでデータ収集しエクセルで体裁を整えました。
800KHz位までのCMRRはノイズレベルに埋もれていてAnalog Discoveryの限界です。
1MHz以上のCMRRをさらに改善する為にはプリント基板にして部品の配置を
出来る限り対称性を保ち、また寄生容量を減らす対策が必要だと考えています。

20141208_182126

試作した回路の基板です。

このSMD用基板は裏側がベタアースになっているので

OPAの加算点は浮遊容量の影響を受けているはずです。

基板:上のOPAは2個入りで下はバランス入力ーバランス出力仕様のOPAです。

Ch.1はたまたまだと思いますが
高周波領域のバランスが取れていたのでトリマー・キャップは実装していません。

20141208_191109

確認の為に20db Instrumentation Amplifierを

Analog Discoveryに接続したときの周波数特性をとってみました。

-3db落ちが8MHzになっています。

Analog Discovery単体では10MHz-3dbです。

基板化したときにこのf特がどう変化するか試してみたいです。

Ch.1,Ch.2のIN+入力およびIN-入力にはAWGから50mVp-pを印可しています。

20141208_193708

続きを読む "Analog Discovery [Improvement of CMRR]" »

2014年12月 4日 (木)

Analog Discoveryでインピーダンス測定(インダクタ)

Analog Discoveryで治具を作り直して

インダクタのインピーダンスを測定しました。
エクセルで見やすいように体裁を整えてあります。
Analog Discoveryでの縦軸はdb表示です。
20141201_231227
下図は群馬大学のアナログナレッジ様の測定結果を引用しました。
NF社製のFRAで測定しています。
治具の原理は同じで電流検出をI/V Convertorで処理しています。

20141201_232242

Analog Discoveryのネットワーク・アナライザー機能を利用した

インダクタのインピーダンス測定において

1Ω以下はノイジーですが

特性はよく再現されていると考えます。

しかし、気になる点は

Analog Discoveryで測定したSRF値が若干高い方にシフトしていますが

FRAで測定した結果はカタログ値とピッタリとあっています。

*

下図は縦軸の確認の為に抵抗を測定した結果です。

I/V ConverterのGB積から低いインピーダンスにおいては数十KHzあたりから

誤差が発生しますが

今回のようなインダクタンス値の測定においては問題無いと考えます。

20141129_221324

« 2014年11月 | トップページ | 2015年1月 »