ご愛読有り難うございます。
2018年2月22日午後一時現在のカウント値です。
800000ジャストの方にささやかながらプレゼントを差し上げたいと思います。
800000ジャストの方は
Made in TOKYOの中からお好きなアイテムを一品選んで
カウント値のキャプチャ画面と一緒にプロフィールのメアドに送って下さい。
速攻でプレゼント品をお送りします。
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80万カウントのプレゼント
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Analog Discovery_Impedance Analyzer(7)
前回測定したAnalog Discovery_Impedance Analyzer(6)での
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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。
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。
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！
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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。
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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。
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トランジスタ技術 2018年２月号 p.118からの引用↓..↓
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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。
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。
f0は141.7Hzでした。
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。
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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。
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。
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DigiKeyからの贈り物
DigiKeyから贈り物が届きました。
t=1.6mmのPCBの表裏にmmとinchスケールで
プリント基板設計に重宝しそうなアイテムが満載です。
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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？
コーナ部の拡大です。
Cut Off Frequency : 19.92KHz-3dbRipple : +/-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。
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。
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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。
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
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。
Butterworthは７th(-140db/dec)を確保できたようです。
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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。
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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。
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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。
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。
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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。
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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。
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。
外側が補正後のOPEN-SHORTです。
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。
外側が補正後のOPEN-SHORTです。
縦軸は注意して読んで下さい。
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。
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60db Low Noise Amplifier (案）
60dbの低雑音アンプがあるとAnalog Discoveryは測定器 になります。
AD797 の基本性能を100 ％引き出したいと思います。
電源は外部からと内部バッテリーの両方を使えるようにしたいと考えています。
また006Pバッテリーは使い捨てと充電式の両方を使えるような回路です。
充電式は外部電源が供給されると回路動作+蓄電池に20 mAで充電します。
実験しているときは外部電源で50 Hz成分を許容しながらの測定で
最終データはバッテリー・オペレーションで.....という目論見です。
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Ideal Diode Bridge Controller（LT4320)＿１
秋月電子通商扱いは大電力対応です。
創ったのは小電力対応で面積は約1/4です。
つづく。
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60db Low Noise Amplifier_2(基板設計）
組み立てが容易になるようDIP ICとデスクリート部品で設計してみました。
部品面は全面ベタアース仕様とし
ICの配置は信号ライン優先です。
半田面の電源ラインは可能な限り面積を確保しコーナーはRでまとめました。
回路構成は
「計測のためのアナログ回路設計」遠坂俊昭著
「第2章 低雑音プリアンプの設計と製作・評価」の記事を参考にしました。
オリジナルは増幅部:NJM5534x2 DC Servo:uPC811という構成で
入力換算電圧密度は5nV/rtHz以下(100Hz~100KHz) という仕様です。
今回の目標は１nV/rtHz以下としますので AD797 を採用しまました。
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コンデンサアレーの実測 (Capacitor Array)
積層セラミックコンデンサを高密度に両面実装した［無極性］大容量キャパシタ基板です。
２２μＦ２５Ｖを７個（Ａ面４個、Ｂ面３個）並列接続したブロックが４組あります。
各ブロックの組み合わせで、さまざまなバリエーションの静電容量を得ることができます。
全ブロックを並列に接続すると、６１６μＦ２５Ｖの大容量になります。
という秋月さん扱いの密集実装大容量キャパシタのインピーダンスを測定してみました。
SRFは30KHzで、そのときのESRは4mΩという密集実装MLCCならではの値です。
1000uFを並列接続したときはCカーブは容量が増加した分インピーダンスが減少しています。
インダクタンス領域では1000uFと616uFの中間をなぞっています。
急峻なSRF(Self Resonance Frequency:自己共振周波数）からは容量性から
誘導性に切り替わり位相は急激に反転します。
並列接続したキャパシタに10mΩを直列に接続しました。
SRF点のインピーダンスカーブとともに位相の変化はなだらかになりました。
使用目的よってはあえて抵抗を追加してインピーダンスをコントロールすることは
有用なことだと思います。
直列抵抗10mΩと100mΩを比較してみました。
当たり前の結果といえばそれまでですが可視化できるとより理解が深まると思います。
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LT4320+GS61008T（GaN)＿LTspice
コメント欄は新しい記事で隠れてしまいます。
Bunpeiさんから頂いたコメントは大変に興味深いものなので備忘録として再掲します。
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最近、InfineonのSiCの整流ダイオードに換えて、GaN FET素子のBody Diode部分を整流ダイオードとしてディジタルオーディオ回路の電源回路に使ってみたところ、顕著な聴感上の音質向上効果を感じることができました。
そのことを、diyAudio ForumにKazuo Ozawaさんと投稿しております。
なぜ音質がよくなったように感じるかの理由は不明ですが、聴感上はノイズが減ったような印象を受けます。
この場合、GとSをそのまま接続して使っているためVf的な電圧が2Vくらいになります。
もしこのLT4320を使ってゲート電圧をかけてやることが可能ならば、そこが改善できると思いましたが、果たしてLT4320はGS61008TのようなGaN E mode トランジスタ（N-type)に対して適用可能なのか、自分では判断がつかず、ご相談させていただく次第です。
Bunpei さんのdiyAudio Forumへの投稿記事
Applying GaN transistor as a replacement of SiC rectifier
Konちゃんの虫眼鏡（Kazuo Ozawaさん）
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LT4320のデモ回路で
60Hzを50Hzに、.tran 33mSを40mSに変更しました。
これを基準に GaNと比較したいと思います。
Silicone Power MOS FET をGaN Transistor(GS61008T) に変更しました。
同じような波形でLT4320はGS61008T を駆動できているようです。
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Ideal Diode Bridge Controller（LT4320)_2
LT4320はパッケージが3種類あります。
設計した基板はできるだけ小さくしたかったのでパッケージも一番小さいのを採用しました。
秋月さんの扱いは真ん中のパッケージだけだと勘違いしていました。
左のDDパッケージも扱っていましたので急遽購入して組み立ててみました。![20180326_171904]( "20180326_171904")
久しぶりの0.5mmピッチは少々位置決めに時間を要しました。
MOS_FETはFDS5680(60V,8A,20mΩ)を実装しました。
これは1.27mmピッチなので簡単ですがドレンとソースのパターンはベタアースなので
半田ごての温度を上げてパターンを温めてからICリードにコテを当てました。
小粒ながら必要だと思われる部品はすべて実装しています。
入力に20Vの直流電圧を印加し、電子負荷で1A流してドロップ電圧を測定したところ
20.0446V（無負荷）から20.0216V（1A)に降下しドロップ電圧は23.8mVでした。
FDS5680のR_DSはV_GS（6V)で25mΩ,V_GS（10V)で20mΩです。
23.8mΩは問題のない測定値だとおもいます。
下の写真は20V,2Aを通電している状態です。
100mW弱しか消費していませんが確認のために3時間ほど通電しました。
発熱は全くありません。
回路図と基板外形です。
説明で基板は赤色になっていますが領布基板は緑色です。
出力のTVSはバイポーラを使用していますがユニポーラでもOKです。
MOS FETとC1~C4は選択可能です（部品リストを参照してください）
MOS FETは希望する出力電圧と電流から選択してください。
この基板の許容電力は500mW以下です。
入出力ピンはインチピッッチになっています。
TVS,X2YとC1~C4は未実装でも動作に問題はありません。
MKS2とX2Y以外の部品は全て秋月さんで揃えられます。
上記の基板でX2Yを除いた基板を含めた部品代は1.000円位です。
A：秋月電子通商
S：千石電商(MKS2)
D：DigiKey(X2Y)
秋月電子通商扱いのMOS FET で使用可能なものを部品リストにあげました。
基板はSOIC-8ですが部品リストにあげたパッケージも実装可能です。
一箇所のみドレンの金属部がショートしないようにカプトンテープ処理をしてください。
上記処理をしてRJK0328DPB-01 を実装しました。
注意：実装時は出力に電解コンデンサ（560uF以上）を接続してください。
ピンの接続にコネクタを使用すると接触抵抗で電圧がドロップしますので気をつけてください。
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7ページ目に有意義な情報がありますのでご一読をお願いします。
普通郵便での郵送料は当方負担です。
お支払いは振込手数料が不要なPayPalでお願いいたします。
ご希望の方はプロフィールからメールで
件名を「LT4320PCB購入希望」として
お名前、住所、希望数量を明記していただければ
折り返しPayPalでのお支払いメールをお送りします。
入金を確認でき次第即日発送します。
Vカット基板なので基板端には若干のバリが発生します。
また郵送中にVカットから折れる可能性もあります。
性能に問題はありませんのであらかじめご了承をお願いいたします。
お送りするのは基板のみで紙の媒体は付属しません。
ここに書かれている内容が全てですので理解していただけますようお願いします。
完成品はお問い合わせください。
また教材として使われる場合は特別単価を提供できますのでお問い合わせください。
アナログ回路のおもちゃ箱羽澤
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Ideal Diode Bridge Controller(LT4320)_3
MOS FETのオン抵抗の違いによる発熱を調べてみました。
12V_3A出力のトランスをシリーズ接続にして24V_3Aとして
Ideal Diode Bridge Controller基板の入力とします。
出力電圧は26.4Vで負荷電流が3Aの温度上昇の結果は
下表のようになりました。Bは秋月さんの基板に使用されているMOS FETです。
4個使用でMOS FETだけで1.000円になりますが
この基板の放熱で3Aは全く問題ありません。
Aは耐圧が30Vですがオン抵抗は小さいので出力電圧が20V未満の時は
選択の余地は大だと思います。
Cは出力電流が3A未満の時はコスパが優れて採用できます。
Dも同様に使用できますが温度は上昇します。
もう少し電流を流して様子見をしようと考えましたが
定格3Aのトランスを定格いっぱいで通電していたので.....手が触れない程過熱していました。
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余談ながら国産には無いこのアリゲータ・クリップは強力です。
今回のように流す電流が大きい場合は重宝します。
ちょっと古いスペックかもしれません。
これを放熱器に取り付けて同じ条件の3Aを通電してみます。
LT4320でのMOS FETブリッジは発熱もトポロジーもCoolでした。。
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