2017年7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 31          
無料ブログはココログ

« 2016年1月 | トップページ | 2016年3月 »

2016年2月

2016年2月23日 (火)

抵抗のジョンソン・ノイズ測定

先に製作したSamuel Groner氏設計のBF862_8パラの増幅器は100KHz帯域幅で入力換算0.12uVでした。

50Ωのノイズは√4KTBRから0.29uVになりますので今回の増幅器を通すと
1000倍されて290uVになるはずです。
入力に50Ωのターミネータを接続すると指示値は300uVでしたが
向きを調整して誘導を最小にすると270uV迄下がりました。
*
指示値(rms)を精確に読んでみました。
100Ω以上はケースを2重シールドにして測定しました。
括弧内はノイズ電圧の計算値です。測定値は1000倍した値です。
short→測定値118uV(1000倍,BW100KHz)0.118uV(RTI)
1Ω(0.04uV)→測定値122uV(アンプのノイズレベルに埋もれている)
10 Ω(0.13uV)→測定値160uV
100Ω(0.40uV)→測定値360uV
1000Ω(1.28uV)→測定値1090uV
以上、抵抗のジョンソン・ノイズ測定結果でした。
(アンプのノイズ電圧は計算値では約9Ωの抵抗ノイズに相当します)
*
このアンプを製作した当初は
前に作った60dbアンプとさして変わらないなぁとしばし放置していました。
今回の60db Ampの帯域が1MHz(-3db)のままのノイズは320uV。
以前作った60db Ampは10Hz~100KHz BPF で420uV。
帯域が広いまま比較していたという詰めの甘さを露呈した経過でした。

2016年2月16日 (火)

A Low noise laboratory-grade measurement preamplifier

回路の原典はLinear Audio-Volume3 p143
A Low noise laboratory-grade measurement preamplifier 

Samuel Groner

これは雑誌を購入しなくてもサイトから個別アイテムとしてpdfファイルで購入できます。
僕は冊子を持っていましたが邦訳する為にpdfバージョンも購入しました。
30ページは翻訳ソフトを使っても訳しがいがありました。
BF862を駆動する定電流回路。
DC Servo 回路。

ユニークながら難解な回路でした。

Circuit

ユニバーサル基板で組上げました。

銅板の下に006Pバッテリーが4個実装されています。

Amp_inside

上記の周波数特性をAnalog Discovery(WaveForms2015)でキャプチャーしました。Frequency_responce

測定の為のBPF(10Hz~100KHz -3db)特性です。

Bpf

Pri Ampを上記BPF(10Hz~100KHz -3db)を通してノイズを測定。

スコープは1mV/divです。ほぼノイズ・レベルです。

Rms_scope

10Hz〜100KHzBPF通過後のRMS指示値です。

精確にはフイルターの特性を加味しないといけないとの事ですがここはザックリいきます。

等価入力電圧密度は指示値の120uVをBPF100KHzの平方根で割ると379nVになり

利得は60dbなので1000で割ると379pV/√Hzとなります。

Rms_meter

BF862 8パラはナイスな雑音特性でした。

end

続きを読む "A Low noise laboratory-grade measurement preamplifier" »

2016年2月12日 (金)

∆ΣADコンバータ をLinduinoで遊んでみる(測定編_Final)

LTC2499の入力を短絡した時のヒストグラム。
LTC2499はサンプリング毎に差動入力電流を自動キャンセルしているため入力を短絡した時の安定性は抜群で
ドリフトはほぼしません。
In_short
差動入力を短絡して5Vの直流電圧を印可したDC CMRRです。

Dc_cmrr

商用周波数鵜(50Hz)の除去率。

バーストしている箇所は100Hz_1Vを入力しています。

フラットな箇所は50Hz_1V入力です。
AC電圧はAnalog Discoveryから供給しています。

Cmrr_10hz_50hz

センサーをダイレクトに接続して使用する分には何の問題もありませんが
入力電圧を抵抗分圧で拡大するときには抵抗値とその温度係数の優れたものを選択しないと10ppmの精度を確保するのは難しいです。

実験風景です。

基板はシャシーに固定しています。

子亀の基板はBuffer Ampで入力に5ppmの抵抗を使用して実験しています。

Photo

差動入力が8chあるので実験項目毎に配線しソフト側で切り替えての評価実験でした。

20160212_184426

∆ΣADC 24bitを評価していてppmオーダーの電圧測定術を学びました。

この項おわり。

続きを読む "∆ΣADコンバータ をLinduinoで遊んでみる(測定編_Final)" »

ESP8266

準備中です。

Made in Tokyo

今迄創ったものを販売したいと考えています。

2016年2月11日 (木)

WaveForms 2.7.5とWaveForms 2015

Analog Discovery,今迄のドライバ・ソフトはWaveForms 2.7.5。

Analog Discovery2が発売されてWaveForms 2015が配布されました。
両方の回路図を比べて読んでも電源回路以外の変更箇所は見当たりませんでした。
周波数特性もマニュアルで見る限り同一と見なせます。

Analog Discovery マニュアルより引用。

20160211_182124

Analog Discovery2 マニュアルより引用。

20160211_182132

WaveFormsの実行環境はMacのVMware_Windows7です。

僕のマックは使用しているアプリのバージョンの関係でMountain Lionのままです。
Mac OSでWaveForms 2015を走らせる方法はこの項の最後に記してあります。

--------------------------------------------------------------------------------------------

10Hz~100KHz 60db Amplifierのフィルタ特性を両ソフトで取り比べました。
Wave Generatorから1Vを出力しCH.1に接続し

アッテネターで60db減衰させた1mVを60dbアンプに入力します。

60dbアンプの出力をCH.2に接続してあります。

測定は初代のAnalog Discoveryでソフトを

WaveForms 2.8.5とWaveForms 2015に切り替えて違いを見てみるという実験です。

100khz_bpf

WaveForms 2.7.5で測定

右下の減衰特性に注目しておいて下さい。

Fr_old

WaveForms 2015で測定

10db程分解能があがっています!これは嬉しい。

横軸の寸法を揃えておけば良かった。

Fr_new

Spectrum Analyzerの比較

これは40db Wide Band Amplifierを使いました。

Wave Generatorからは1MHzを外付けのアッテネータで絞って100uVとして
Analog DiscoveryのCh.1と40db アンプに入力しています。
40dbアンプの出力はAnalog DiscoveryのCh.2に接続しています。

10mhz

WaveForms 2.7.5で測定

Ch.1:100uV入力時のスペクトラム。

100uv_fft_old

WaveForms 2015で測定
Ch.1:100uV入力時のスペクトラム。
WaveForms 2015のSpectrum Analyzerは
横軸の周波数設定がより直感的になりResolutionも設定できるようになり
より本格的な仕様になったと思いました。
何より嬉しい事はノイズ・フロア・レベルが改善されています。
Resolutionを細かく設定できるようになりより精緻に描画できる事から
線を細くしたと推測しています。

100uv_fft_new

Ch.2に接続した40db Ampのスペクトラムを比べてみます。

WaveForms 2.7.5で測定

100uv40db_amp_old

WaveForms 2015で測定

上のWaveForms 2.7.5で測定では40db Ampのノイズは区別がつきませんが

下のWaveForms 2015では40db Ampのノイズを測定できています。

上と比較する為にあえて縦軸を変更していません。

青色が40dbアンプです。

100uv40db_amp_new

40db Ampの周波数特性も取ってみました。

WaveForms 2.7.5で測定

10mhz_fr_old

WaveForms 2015で測定

入力レベルが高い時の変化はほとんどないです。

Ch.1 Orange:入力のRefernce

Ch.2 Blue:Bode Plot

10MHz近辺の若干のピークは

このアンプのステップ・レスポンスがオーバーシュートしているからです。

10mhz_fr_new

Scope等の機能は試していませんがWaveForms 2015は
ノイズ・フロアと分解能が改善されているという事を確認出来ました。
------------------------------------------------------------------------------------
どうです、WaveForms 2015にバージョン・アップしたくなりません?
無料で配布してくれるDigilent社に感謝、WaveForms 2015の開発者に多謝!

*********Mac OSでWaveForms 2015を走らせる方法****************

日本語OSのシステム環境設定から「言語とテキスト」を
英語圏に設定すると動作するとの情報が友人からありました。

EI CaptainとMarvericks(10.9.5)で確認したとの事です。

Mountain Lion(10.8.5) は元々サポート外なので動作しないそうです。

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

end

2016年2月 6日 (土)

∆ΣADコンバータ をLinduinoで遊んでみる(測定編_基準電圧)

2.50000の基準電圧をLTC2499に接続してみました。

誤差の検討が必要になってきました。

Max6325

つづく

∆ΣADコンバータ をLinduinoで遊んでみる(測定用基準電圧編)

24Bit ∆ΣADC LTC2499を評価する為に2.50000Vの基準電圧を作りました。

24bIt ADCなのでこの基準電圧が評価される側かもしれません。25000v
つづく

2016年2月 2日 (火)

∆ΣADコンバータ をLinduinoで遊んでみる(予告編?)

ArduinoコンパチのLinduinoはLT社の製品を簡単に評価できる仕組みになっています。

I2C対応等の評価ボードにはスケッチが用意されています。
詳しくはDEMO Manualを読んで下さい[LINK]
Linduinoには自社製のUSB Isolatorが実装されています。
いつの間にか開発したんですね。
多分、これ無しにはデルタ・シグマ・24Bit ADCは評価できないと推測します。
またLinduinoには評価ボード用にクリーンな電源が用意されています。
*
評価ボードに珍しく紙のマニュアルとデータシートが同梱されていました。

Photo

つづく

« 2016年1月 | トップページ | 2016年3月 »