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2015年8月

2015年8月31日 (月)

Low Impedance Measurement Interface for Analog Discovery(2)

元データはエクセルがクラッシュして無くしてしまったがグラフだけはキャプチャーしてあった。

ショート時の残留インピーダンスが下がった分1mΩシャント抵抗値がかなりフラットになり良い感じです。

この回路を正式に?組んで再度データを取りたいと考えています。

20150831_230436

Low Impedance Measurement Interface for Analog Discovery

TridentとNazarのShunt Regulatorのノイズと過渡応答特性は以前の記事で比較を試みました。

とても気にしていながらなおざりにされていた出力インピーダンス測定を敢行。

大概のレギュレータの出力インピーダンスは1mΩから数100mΩまでと判断しました。

下図は校正と確認の為に抵抗器のデータを含んでいます。

Nazar回路はTridentより5mΩ程劣りますが

100KHzまでフラットで暴れもありませんでした。

短絡時の残留インピーダンスは10KHz以上でも600uΩ以下になっていますので

1mΩ台は信用できる値と考えます。

1mΩの4端子シャント抵抗が100KHzで右肩上がりをしているのは
1mΩシャント抵抗のインダクタンス成分の影響です。

縦軸をエクセルでdbVからVrmsにそしてΩに変換してようやくログ・ログ表示が叶いました。

グラフは散布図だと線が細すぎるので+マーカで表示しています。

20150831_191106

入力短絡時の測定風景

20150831_190421

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2015年8月18日 (火)

秋月さんの店舗が......

日が変わったので昨日の夕方の事になります。

部品を購入する為に行ったところとても綺麗な部品の陳列に驚きました。
携帯を忘れたので写真は取れませんでしたのでチラシをスキャンしました。

雰囲気に慣れる迄時間がかかりそうですが部品を探し易くなった事は確かです。

New_akizuki_2

2015年8月14日 (金)

PSU for High end audio without electrolytic capacitors_3

さらなるチューンナップ。ノイズ波形が綺麗になりました!?

Test Condition

Vin:5.2V Battery  Vout:3.3V Loard:20mA

60db 10Hz〜100KHz Low Noise Amplifierでノイズを増幅して測定。

20150814_230246

夏休み自由工作の課題終了です。

2015年8月13日 (木)

PSU for High end audio without electrolytic capacitors_2

Nazarの回路を小さな基板にくんでTwistPearのTrident v3.0とノイズ比較をしてみました。

入力電圧条件(5V)が同じになるように前回の回路を変更してあります。
RMSメーターの読み(赤字)ではNazar CircuitはTrident v3.0の半分以下とLow Noiseな結果になりました。

20150813_210808

測定風景

20150813_211239

2015年8月11日 (火)

PSU for High end audio without electrolytic capacitors

表題の回路説明はS-Audio Systemsにあります。

電源の出力から電解質による聴感上の音のシフトを廃止するというコンセプトのようです。
上記サイトから回路図を引用しました。
回路図を最初に見た時はR2で出力インピーダンスが決まってしまうと考えていました。
巧妙な回路だと思い、また図面で読み切れない時は実験してみよう!
という事で
回路の正電源部分のみ3.3V出力になるように定数を変更して実験してみました。
R2及びR4の定数の決め方は上記リンクのサイトを参考にして下さい。
今回の実験では出力電圧3.3V、シャント電流100mAに設定しました。

20150811_175539

LTspiceでざっくりと挙動を把握してみました。

このノイズ特性が回路を組んだ時にどのようになるのか興味がわきます。

20150811_173146

ステップ応答で出力インピーダンスをチェックしてみました。

20mAの変化で1.75mVのドロップ電圧なので87.5mΩになります。

R2(5Ω)が出力インピーダンスに関係のない事がわかります。

この状態で出力に1000uF(ESR:68mΩ)のキャパシタを追加するとひげはとれますが

ステップ波形に変化は見られませんでした。

20150811_174819

実測値です。

出力電流20mA時のノイズは0.92uVrmsでした。

測定は10Hz~100KHz 60db Ampを介して測定しましたので写真の1mVレンジは1uVになります。

UA-1Sの周波数範囲の仕様は20Hz~150KHz(-0.5db)ですが実測したところ下限の20Hzは7Hzまで伸びていました。

20150811_172821

 スコープでのp-p波形です。まだ50Hzの誘導が残っています。

uVオーダーの測定にはしっかりしたシールド・ボックスが欲しいところです。

キャプチャー画面は5.1mV(5.1uV)p-pですが実際は9mV(9uV)p-p位迄揺らいでいます。

20150811_183117

試作した基板です。

330Ωを2本並列接続して負荷抵抗(20mA)としています。

出力は0.1uF/50V X7Rが5個並列のみです。

お薦めはCOG(NP0)を使用します。

写真でOSコンは使用していません。

LM317の入力に1000uFを入れてありますが実際は1〜10uFで良いと思います。

0.1uFの実装は配線インダクタンスに配慮しています。

20150811_172849

出力電流は20mAを流した状態でFETで+20mAをスイッチングした波形です。

+20mAで600uVのドロップ電圧なので出力インピーダンスは30mΩです。

シミュレーションでは87.5mΩでした。

これは使用しているトランジスタの違いだと勝手に解釈しました。

BC557C→2SA1015

2N2222→ZXT690BKCT

下記のデータを取ったあとに活線状態で出力に1000uFを接続したところ

600uVのドロップ電圧が975uVと大きくなり、接続無しでも975uVになってしまいました。

出力インピーダンスは49mΩまで劣化してしまいましたが、この値でも優秀です。

突入電流が悪さをしたようです。次回からは気をつけようとちょいと反省。

20150811_192057

上記はスイッチング周波数が1KHzです。

スイッチング周波数を遅くして6Hzとした時の応答です。

20150811_215014

FETを追加して+20mAをスイッチング出来るようにした様子です。
入力は51Ωで受けてゲートへは100Ωをシリーズに接続しています。
すべて最短距離です。

20150811_192402


バッテリー駆動はNiCdを使用して安全の為にポリスイッチをいれてあります。
強力なアリゲータ・クリップでマイナス・ラインをシャシーに落としています。
50Hzを僅少にする為にシャシーの角度を変えたり、白子のりが入っていたブリキ箱をのせたりします(笑)
20150811_224121

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2015年8月 6日 (木)

FINESSE VOLTAGE REGULATOR NOISE! 回路組立測定

回路を組み上げての実測風景です。
電源はラボ用のAC電源ではグランドから誘導がのる為にバッテリ−駆動で同軸ケーブル給電としました。
10Hz~100KHz 60dbのLow Noise Ampを接続します。

20150806_192658

回路構成はLT1763 -3.3VにClean-up回路を接続し出力電圧は3.3Vです。
抵抗値等はオリジナル回路(15V)から3.3V用に変更しています。
10Ωが挿入されていてもLT1763はセンス端子がありますので出力端に
センスを接続すると3.3Vが得られます。
出力電流は20mAなので10Ωでのドロップ電圧は200mVになります。
実測ではLT1763の出力は3.42V、最終出力電圧は3.22Vでした。
R3をトリミングした結果、ノイズ・リダクションは-28.7dbと優秀です。
注:この波形は1:1のプロ−ブでの1mVレンジでも測定できません。
*
スコープの電圧軸は同一スケールで20uV/div.です。
赤字はスコープの読みをアンプのゲインで割った値を上書きしました。

20150806_191849

参考迄にデーターシートからLT1763−5のノイズ波形です。
今回のBYPは1uFを使用しています。
LT1763のノイズはカタログ値で20uVrms(10Hz~100KHz)です。
実測では15uVrms(10Hz~100KHz)で
最終出力では0.6uVrms(10Hz~100KHz)でした!20150806_200017
0.1Hz〜10Hz 40db BPFを介してのヒストグラムです。

20150806_191816

R3はボリュームを追加してトリミングしました。

RMSメータでノイズが低くなるように調整します。

ブロードですがディップ点はありました。

20150806_192619

ノイズのクリーン・ナップは良い結果が得られました。
また静的な電圧はセンス回路が働いて10Ωのドロップ電圧は補正されています。
しかし出力インピーダンスが10Ωありますので必然的に過渡応答特性は良くありません。
消費電流があまり変化しない例えば発振回路等に適していると思います。
*2N4401は秋月扱い。
Let's Enjoy

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