2018年3月 9日 (金)

Analog Discovery_Impedance Analyzer(9)DE-5000

随分と前のできごとですがLCRメータDE-5000は内部をいじって壊してしまいました。
今回はそのケースを有効活用する事にしました。
内部には都合の良い事に1MΩ,100KΩ,10KΩ,1KΩ,100Ωの精密なチップ抵抗が実装されていました。
10Ωのみ追加しました。

20180309_193816

この状態でOPEN-SHORT補正を行いました。

ケーシングしているので補正結果は安定していて再現性があります。

20180309_193728

外側が補正後のOPEN-SHORTです。

20180309_212343

ケルビン・クリップも試してみました。

この状態でOPEN-SHORT補正してみました。

20180309_193745

外側が補正後のOPEN-SHORTです。

縦軸は注意して読んで下さい。

20180309_212400

OPEN-SHORT補正も限界はありますので配線はなるべく短い方が良い結果となりました。
OPEN-SHORT補正曲線の内側が測定可能範囲になります。
上記2点の測定結果の条件はRESISTOR FIRSTモードで基準抵抗は1KΩです。

2018年3月 3日 (土)

アンチエリアシング用 7次 LPF(5)パターン設計

アンチエリアシング用 7次 LPFのパターンを設計中で基板サイズは100mmx25mm。

入出力コネクタは BNCですがSMAも実装出来るように変更中。

20180303_113558

アンチエリアシング用 7次 LPF(4)

前々回の説明と重複する箇所があります。
バターワースで150Hz,1.5KHz,15KHz,150KHzのFDNR 7th LPFをLTspiceします。
***

アンチエリアシング用 FDNR 7次 バタワース LPFの抵抗値を正規化テーブルから求めます。

正規化テーブルは「計測のためのフィルタ回路設計」遠坂 俊昭著著p.127からの引用です。
BRUTON変換した抵抗値はE96(1%)を並列接続して計算値に合わせ込みました。
赤色が計算値と実装値になります。

20180303_104936

実装する抵抗値でLTspiceしてみます。

20180303_105026

キャパシタの誤差を含まないLTspice結果です。
150KHzはGBWの異なるOPA2種で試しています。
GBW=150KHz : LT1057 < 150KHz_2 : LT1122
カット・オフ周波数:150Hz,1.5KHz,15KHz,150KHz
抵抗値は同じ条件でキャパシタをデカード毎に変更しています。
キャパシタ値は上図に記してあります。

20180303_105057

2018年2月28日 (水)

アンチエイリアシング用 7次 LPF(3)

カット・オフ周波数(ー3db)ポイントを拡大するとフィルター方式の違いが判ります。

この波形からチェビシェフとバタワースのステップ・レスポンスは
リンギングが生じるであろう事は容易に推測できるとおもいます。
赤:ベッセル
青:バタワース
茶:チェビシェフ
アンチエイリアシング用フィルタはバタワースで組む予定です。
FDNR(Frequency Dependent Negative Resistance)の性能を引き出すには
Cを選別する手間ひまにかかってきそうです。
20180228_164537

アンチエリアシング用 7次 LPF(2)

LPFのカット・オフ周波数とキャパシタから抵抗値を求め

正規化テーブルからBruton変換する表計算をエクセルでつくりました。

20180228_134936

Bruton変換した抵抗値をLTspiceに入力します。
上からChebyshev,Butterworth,Besselの値を入れました。
150Hz、1.5KHz、15KHz、150KHzはキャパシタ値をかえてLTspiceします。
0.22uF,0.022uF,2200pF,220pF

20180228_135027

左から150Hz、1.5KHz、15KHz、150KHzで
縦軸を150Hzに合わしてあります。
150KHzはOPAのGB積が足りないように見えます。

20180228_133731

OPAをLT1057(GBW=5MHz typ.)からLT1122(GBW=13MHz typ.)に変更してみると
Butterworthは7th(-140db/dec)を確保できたようです。

20180228_143327


2018年2月27日 (火)

アンチエリアシング用 7次 LPF

「計測のためのフィルタ回路設計」 遠坂 俊昭著

アンチエリアシング用 7次チェビシェフ・フィルタの設計 p.133の設計図を
LTspiceしてみました。
入出力には設計図には記されていないバッファを配置しました。
抵抗はE96を並列接続して設計値に合わせてみました。
7次のフィルタって凄いですね!
キャパシタ誤差0%でのシミュレーション結果はBrick Wall Filterです?

20180227_190118

コーナ部の拡大です。
Cut Off Frequency : 19.92KHz-3db
Ripple : +/-0.3db
リップルをシミュレーションに近づけるためには教本によると
キャパシタの相対精度の合わせ込み次第との事です。
20180227_191255
カットオフ周波数を変えての定数の決定方法を勉強中です。

2018年2月24日 (土)

Capacitor Flux Cancellation

キャパシタを表裏に実装すると

フラックスがキャンセルされインダクタンスが減少する事の確認実験です

最終的には下図のような実装になりました。

チップ電解コンデンサは33uF/10Vです。

20180224_151350

Cカーブは33uFを20個並列接続のデータです。

Dカーブは33uFを基板の表裏に各10個並列接続したデータです。

同じ容量ですが表裏に各10個を配置すると

フラックスがキャンセルされてインダクタンス成分が減少しています。

表題の写真のデータはEカーブになります。

20180224_150957_2

スピーカのインピーダンス測定

スピーカのインピーダンスを測定してみました。

20180224_101023


設定はResistor Firstで1KΩです。
この辺りのインピーダンスだとOPEN-SHORT補正無しでもほとんど変化は有りません。
公称インピーダンスは400Hzで測定します。7.79Ωでした。

8ohm_sp_impedance

f0は141.7Hzでした。

20180224_100736

この測定方法は入力抵抗が1KΩで

DUTの8Ωに比して十分に高い抵抗値なので電流ドライブと見なせます。

  • 入力抵抗が1KΩなのでスピーカの駆動レベルは非常に少ないという条件になります。

2018年2月23日 (金)

アンチエイリアシング・フイルタ

80 万ヒットの応募はありませんでした。

多分に見過ごしてしまったかもしれません.....また企画..?します。

***

久しぶりにトランジスタ技術を購入しました。2月号。

Analog Discovery2 の和訳マニュアルが欲しかった?

記事で興味を持ったのはAnalog Discoveryでのスペクトラム測定時に

アンチエイリアシング・フイルタの必要性の詳述記事が勉強になりました。

Fcが150Hz,1.5KHz,15KHz,150KHzのLPFを用意すると正確に

スペクトラムと雑音測定が出来るそうで

LPFは7次のバターワース特性だそうです。

*

トランジスタ技術 2018年2月号 p.118からの引用↓..↓

20180223_204825_2

2018年2月22日 (木)

Analog Discovery_Impedance Analyzer(8)Load First

Analog Discovery_Impedance Analyzerの回路方式で今まではResistor Firstで実験してきました。

今回はLoad Firstで実験してみました。
100mΩ近辺のノイズが大きい結果となりました。

20180222_171655

20180222_171214

20180222_171232

緑の線はW1の出力でクリップ先端に半田付けしています。

少しですが100mΩ のノイズ低減が出来ましたが体制に影響は無いと思います。

20180222_171107

収集結果に贅沢な注文はつけられません。

なにせ抵抗一本でここまでのデータが採れるのですから!

より以前の記事一覧