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2016年3月

2016年3月 8日 (火)

ADM7151 vs LT3042 (Output Impedance) by Analog Dicovery

Low Noise Regulatorの代表格である2種類のOutput Impedanceの比較を試みます。
ADM7151は評価基板のByp Capとして100uF/4V polymer Capを追加してあります。
LT3042はユニバーサル基板でDIYしたものです。

入出力のCapは10uF/50V X7R+OS-CON 22uF/20Vで

Ref Bypass Capは4.7uF/35V PMLCAPです。

条件はLT3042の最大出力電流に合わせて測定しました。

Input Voltage : 5V

Output Voltage : 3.3V

Load Current : 200mA

ついでにTPS7A4700の評価ボードのデータも収集しました。

実使用時は出力に接続されるパターンやワイヤのインピーダンスが加算される事になります。

20160308_174543

という事で
リ−ド線と銅箔のインピーダンスが気になりあらためて測定してみました。

5x20mmの銅箔(35u..だと思う)で2mΩあります。

銅箔の中央部にそって半田を盛ったのがSolderで1mΩまで減りました。

銅線は2本を並列にするとインダクタンスが下がります。

セオリ−通り打ち消し具合が間隔により変化しています。

ピッチは5mmと2.5mmのアバウトな間隔です。

φ0.8 L=20mmのインダクタンスは半田付け部分をのぞいて17mmとすると12.58nHです。
100KHzにおけるインピーダンスは7.9mΩで実測値は6.8mΩでした。

20160308_174842

TPS7A4700評価基板の出力は端子迄グランドプレーン構造になっています。

これはかなりのインピーダンスだと思い測定してみました。

測定箇所1は出力端子の裏側で半田付け。

測定箇所2は出力キャップに直接半田付け。

20160308_181824

違いは驚く程ありました。

上記グランドプレーン構造のパターンは1KHzにおいて1mΩ弱でした。

レギュレータの出力インピーダンスを最大限に生かす為には

負荷端に太く短く配線する事が大事だという試験結果でした。

20160308_181752

LT3024のセンス端子の効用。

DIY_LT3024 PCBに20mm長のワイヤを配線して故意に出力インピをあげて
センス端子の効用を実験してみました。

20160308_190029

結果は若干ながら改善がみられれています。

20160308_191321

最後に活躍してくれたDIY Impedance Analyzer Intefaceの写真を再度掲載しておきます。

20160308_185643

今回のAnalog Discoveryでのデータ収集はWaveForms2015を使用しました。

WaveForms2015を1世代のAnalog Discoveryで動作させているせいかは不明ですが
Network Analyzerを10Hzから100KHzまでの500ステップ・スイープはWaveForms2.7.5よりかなり遅いです。
しかし
WaveForms2015のNetwork Analyzerには下図の機能がついているので使用しました。

MagnitudeのGain(X)機能のお蔭でExcelにExportしたときに直読容易なLog-Logにしやすくなります。

20160308_185824


ADM7151 vs LT3042(Load Transient)

3lt3042adm7151_pcb_2

Low Noise Regulatorの代表格である2種類のLoad Transient(Step Response)の比較を試みます。
ADM7151は評価基板のByp Capとして100uF/4V polymer Capを追加してあります。
LT3042はユニバーサル基板でDIYしたものです。

入出力のCapは10uF/50V X7R+OS-CON 22uF/20Vで

Ref Bypass Capは4.7uF/35V PMLCAPです。

条件はLT3042の最大出力電流に合わせて測定しました。

Input Voltage : 5V

Output Voltage : 3.3V

Load Current : 10mA-200mA

ADM7151

Adm7151

LT3042

Lt3042

LT3042はスパイク成分が1/2、200mA時の変動がほぼ0という結果でした。

あくまでも最初に記述した条件化のレスポンス結果です。

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測定治具は以前製作したJim William氏のLinear Technology Application Note 104です。

製作した治具の不具合を発見しました。

原典にはDUTとスイッチ部分の接続は最短と記されています。

考慮したつもりでしたが理解不足でした。

下図に詳細を記します。
上記データはDUTの出力に直接SMAコネクタを直づけしてDCR,Inductance成分を極力排除して測定しました。

Load_transient_response_inductance_

2016年3月 5日 (土)

Analog DiscoveryのFFT Analyzerについて

A Low noise laboratory-grade measurement preamplifierの記事の中で
FFTでのスペクトラムに関して

henさんから下記のようなご指摘がありました。

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http://www.diyaudio.com/forums/parts/229827-nxp-bf862-warning.html

BF862には1/f雑音のコーナーが高いものがあるそうです。
アナログ回路のおもちゃ箱さんのアンプはFFTでコーナーが5kHz弱に見えますが、これはanalog discoveryとどちらが原因ですか?
BF862が原因ならまさしく玉に傷です。20kや100kの帯域幅で見れば十分小さい傷ですが。

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下記は10Hzから100KHzまでのFFTで

 へんさんご指摘のように5KHzあたりから下の方が盛り上がっています。

20160215_222655

という事でアンプ単体を入力短絡で10Hzから10KHzまでのスペクトラム確認です。

上記写真の5KHzあたりからの盛り上がりはみられませんが
ここでまたスタ−ト地点が少し盛り上がっています。

4

2Hzから200Hzまでのスペクトラムです。
このカーブはアンプの1/fノイズだと考えます。

回りの測定器類の電源は全て切ってありますがわずかに50Hzがみえます。

1_2

henさん

Analog DiscoveryでのFFT Analyzerは設定帯域を広くするとスタート地点は盛り上がる傾向にありました。

ご指摘のお蔭でFFT Analyzerを使う際の注意点が判りました。

玉に傷で無くて良かったです。有り難うございました。

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