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11.USB Peripheral,USB Isolator

2016年12月19日 (月)

USB Isolator for Analog Discovery

先週の土曜日に収集したデータです。

HP3325BのFunction Generatorから1KHz、10mVの正弦波をAnalog Discoveryでスペクトラム観測した結果です。

Analog DiscoveryはiMacのVMware Fusionで動作させています。

1KHzの高調波以外は

iMacとHP3325BのAC100Vラインでのコモン・モード電圧による影響で

USB Isolatorで奇麗になったと、土曜日は気持ちよく帰宅しました。

20161218_100947

USB Isolatorを介したデータです。

20161218_101134

本日追試しましたが再現が取れませんでした。ACラインの配線は同じ条件のはずなのですなのですが.....................

ということで下記のように接続してスペクトラムを観測してみました。

BNC ConnectorボードのCh.1はショート・プラグ、Ch.2は50Ωで終端してあります。

Ch.1のスペクトラムを比較してみました。

この方法は再現性が取れました。

50hz_test
USB Isolatorを介すと50Hzの誘導は軽減されています。
本来USB Isolatorの目的は外部AC機器をAnalog Discoveryに接続した時のコモン・モード低減にあるのですが
Analog Discovery単体で使用するときでもラインからの誘導を軽減できているようです。

20161219_194616

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今回使用したUSB Isolator PCBです。
ACアダプター6Vを接続するとダウン・ストリームのUSB-Aコネクターの5V出力には1A_max.まで供給できます。
Analog Discovery2で+/-5Vを出力させ
電子負荷装置でトリップ寸前の+/-80mA流した時の
6V入力の電流値は679mAでした。
その時のAnalog Discoveryの出力電圧は+4.990V/-4.989Vでした。
Analog Discovery単体での消費電流は384mAで出力電源をONにすると無負荷で423mAでした。
トリップ寸前の電流値は個体差があると思われます。
USB Powerでの仕様は+/-250mWmax. なので5V出力時は+/-50mAがMax.ですが実測は上記数値(+/-80mA)でした。
通電後レギュレータのタブ部の温度をK熱電対で測定したところ52℃でした。
Pcb

2013年7月30日 (火)

USBコネクターからの電源供給(2)

完成したTPS7A4700内蔵USBコネクター。

DCジャックに+6V 2Aスイッチングレギュレーターを接続します。

トランス式の電源を使用するときは5.5Vのプリレギュレータを使用すると

今回の放熱器でのTPS7A4700は1A近く流せると思います。

20130730_101713

USBコネクター部の露出した放熱器。

この放熱器で連続500mAを通電したときの放熱器温度は48.5度でした。

放熱器は千石さんの本店2Fで売っていました。

20130730_101623

負荷電流を1Aまで流したときの出力電圧の変動です。

20130730_101429

負荷電流を500mA流した状態でのノイズ波形です。

測定に使用した60dbアンプはこちらを使用しました。

20130730_101438

Aitendoさんで見つけたUSB-Aコネクター。

このコネクターがなければ今回のアイディアは生まれなかったです。

20130730_103602_2

前回の案1は電源部をケーブルの途中を裂いて分岐させましたがこのコネクターから分岐させる方が製作が容易になりそうです。

このくらいスペースがあるとコモンモード・チョークとかも組み込めますし、電源ラインへのフェライトビーズ、大容量MLCC とかも組み込めそうです。

お気に入りの外部USB給電のオリジナル・ケーブルを作ってください。

おわり

2013年7月27日 (土)

USBコネクターからの電源供給(1)

USB DAC を使用するときに外部からクリーンな電源をDACに供給したいときに使います。

第一案はDACに接続するUSB-Bのコネクターから供給します。
麻紐部を収縮チューブで覆うと奇麗に仕上がると思います。
DACの至近距離から供給できるのでケーブルロスによる電圧降下を最小限に出来ます。
ケーブルは既存のケーブルです。写真位置で途中を裂いて電源部をを分岐させました。

20130727_32053

第二案はPCサイドのUSB-AコネクターにTPS7A4700を組み込んでしまおうというものです。

3種類作ったTPS7A4700 の「ちっちゃい版」がハウジングにドンピシャ収まります。

写真は後日載せます。

20130727_32108

TPS7A4700+放熱器でどのくらい迄電流を許容できるかを実験してみますね。

 つづく

2013年6月10日 (月)

I2S信号について

AmaneroのI2S信号をロジックアナライザーで観測してみました。

音源のサンプリング周波数をFIDELIAで変えて観測しました。
キャプチャー画面の右側に表示されている
Frequencyがサンプリング周波数です。
プローブをあてて信号を観測して
I2S信号の理解度が深まりました。
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サンプリング周波数44.1KHz
20130610_204652
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サンプリング周波数384KHz
20130610_204745
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使用したのはsaleaeのlogic16という
Macで動作するロジアナです。
外観はAppleTVに似ていて大きさは一回り小さく
アルミケース製のとてもキュートな製品です。
20130610_211921
logic16を分解してみました。
興味のある方はメーカーのYouTUBEをご覧ください。
20130610_213335

2013年4月 4日 (木)

デジタル顕微鏡

20130404_212536

以前から気になっていたこのデジタル顕微鏡
このてのやつは中々マック対応が無くようやく見つけました。
いつもルーペで観ていたのが楽になりそうです。
イメージセンサーの解像度は5Mながら補間して12Mピクセルの解像度。
レンズの歪みも無く奇麗です。
マックに接続して27インチで観るとこんな感じです。
キャリブレーションが出来て寸法も測れます。
バッテリー駆動で持ち運びもできます。
動画も撮れます。
最後の展示品をゲットしました。
20130404_211754

2011年6月 9日 (木)

USB Isolator

USB Isolatorは
PCのUSBポートと接続される周辺機器を絶縁します。
一番のメリットはグランド・ラインが完全に切り離されますので
パソコンからのノイズを排除できます。

Analog DeviceのADuM4160は
Full Speed対応(12Mbps)のIsolatorです。
他社には相当するICは見当たりません。
資料から引用したブロック図です。

20110609_195732

このICの特徴はチップ内部にMEMSで作られた小さなコイルです。

20110609_200529

180MHzの共振回路からはかなりの輻射ノイズが生じるようです。

20110609_200849

その影響は下図のように入出力間が
ダイポールアンテナの様相を呈し
不要輻射が発生します。

20110609_201308

ラジエーション対策として
以下のような対策が
Application Note AN-0971に掲載されています。

20110609_201231

参考資料

Analog Device社
ADuM4160:Full/Low Speed 5 kV USB Digital Isolator
AN-0971: isoPower デバイスでの電磁放射の制御