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Greenline
タイトル
「グラウンド」が重要なアナログ回路基板のプロトタイピング(の例)①
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アクセス3787
カテゴリーその他
キーワード ADCMP601   SOT-23   amplifiers-and-comparators   TSOP-8   プロトタイピング   Powered by Yahoo
投稿日時10/07/26 10:39
とある理由により、添付のような基板をつくりました。本来であればプリント基板を起こしたかったのですが、手持ちで無垢基板の古いものがあり、秋月電子で0.65mmのTSOP-8、0.8mmのSOT-23の変換基板が売っていたので、基板を作らずに試作してみようと思いました。

写真は途中まで作った基板のようすです。無垢の基板をベタ・グラウンドとしています。アナログ回路は「安定したグラウンド」が大切です。ワイヤで手でグラウンドを配線すると、どうしてもインダクタンスの問題が生じてしまいますので、このような形が良いといえます。

周りにアナログ回路のエンジニアがいらっしゃると、人の作業台のうえで、このような基板を見ることもあろうかと思いますが、あまりそのような環境ではない方などにはご参考になろうかと思いましたので、ご紹介します。

基板上には、ADCMP601を取り付けました。ADCMP601は0.65mmピッチかつ小型パッケージ(SC70)であるため、TSOP-8の変換基板には実装できず、0.8mmのSOT-23にギリギリ乗せて実装しました。ADCMP601の製品ページですが、

ADCMP601: コンパレータ、超高速、6ピンSC70およびSOT-23パッケージ
http://www.analog.com/jp/amplifiers-and-comparators/comparators/adcmp601/products/product.html

また写真右側にDIPICソケットが見えますが、ここにはディレイラインを挿入します。各タップから遅延した出力が得られます。今まであまり良いICを探すことができませんでしたが、Data Delay Devices社というものを見つけ、この会社のもの(3D3220シリーズ)を使うこととしました。

「アナログ回路基板のプロトタイピングのはずでは?」と疑問もお持ちになるかもしれませんが、プロトタイピングの一般論としてご覧ください(汗)。
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Greenline 回答番号 7
タイトル
PRBS-16のRTLも(折角なので)示します
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アクセス4136
投稿日時10/08/17 21:57
BBSの趣旨を逸脱するようなデジタル系の投稿なのですが、FPGAから出すPRBS-16のソースを添付します。関係者の皆様、ご容赦をば(^_^;。entity以降です。verilogはかけません(^_^;。

※TABがうまく書き込みで反映できなかったので、ベタ打ちです。見苦しいところは(こちらも)ご容赦ください。

entity PRBS16 is
port (
CLK, RESET : in std_logic;
CK_OUT : out std_logic;
PRBS : out std_logic;
PRBS2 : out std_logic
);
end PRBS16;

architecture RTL of PRBS16 is
signal LFSR : std_logic_vector( 15 downto 0 );

begin

CK_OUT <= CLK;

process ( CLK, RESET ) begin
if ( RESET = '0' ) then
PRBS <= '0';
elsif ( CLK'event and CLK='1' ) then
PRBS <= LFSR(0);
end if;
end process;

process ( CLK, RESET ) begin
if ( RESET = '0' ) then
PRBS2 <= '0';
elsif ( CLK'event and CLK='1' ) then
if ( LFSR = x"ffff") then
PRBS2 <= not LFSR(0);
else
PRBS2 <= LFSR(0);
end if;
end if;
end process;

process ( CLK, RESET ) begin
if ( RESET = '0' ) then
LFSR <= x"ffff";
elsif ( CLK'event and CLK='1' ) then
--
-- LFSR Shift
-- Polynomial is X(n) = X16 + X15 + X9 + X4
--
LFSR(0) <= LFSR(15) xor LFSR(14) xor LFSR(8) xor LFSR(3);

for I in 0 to 14 loop
LFSR(I+1) <= LFSR(I);
end loop;
end if;

end process;
end RTL;

Greenline 回答番号 6
タイトル
【ご報告】基板は一応完成し、動作しました
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アクセス3628
投稿日時10/08/17 21:52
ここまでの基板も他のデジタルICも入手でき、すべてを接続して動作することができました。詳しい説明は現段階ではできないのですが(汗)、3.3Vロジックで中間レベルになったところでトリガを出そうという回路です。

イメージとして、

ADCMP601 & ADCMP601⇒TC7S00FU⇒TC7W74FU

2つのADCMP601がウインドコンパレータになっています。

この実装のようすを写真(左)で示します。カメラ(撮影状態?)の被写界深度が浅いため、基板上にフォーカスが合っていますが、手前のボリュームやケーブルがボケボケです(汗)。

右は3.3Vロジックの中間レベルを生成する回路です。2出力を抵抗で接続し、PRBS-16の65535シーケンスのうち、1シーケンスで「のみ」論理がH/Lになる状態の2出力を作り、抵抗の中間タップから中間レベルを生成します。

この回路を入れた基板は雑誌付録のFPGA基板で、ツールはISE 9.1iです。「ぐりーんらいんさん、そんな古いバージョン使ってないで、ちゃんと最新のバージョンに上げてくださいよ」…と言っていただくのは、弊社代理店様の心やさしいシニア・マネージャの方でした(^_^;。
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Greenline 回答番号 5
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ディレイライン…
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アクセス3943
投稿日時10/07/27 17:45
Circuit from the Labのスレッドでご紹介した、US在住のデザイナの方から、「BBSみたけど、こんなディレイラインもあるよ」と紹介してもらいました。ここでご紹介いたしたく思います。

AD8120: スキュー補償ビデオ・ディレイ・ライン、トリプル、アナログ/デジタル制御
http://www.analog.com/en/audiovideo-products/video-ampsbuffersfilters/ad8120/products/product.html

しかし、遠い距離と時差を超えて、USよりありがたいなあと思いました(Hさん、ありがとうございます!)。

Greenline 回答番号 4
タイトル
皆さん試作テクニックをいろいろお持ちですね!
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アクセス3830
投稿日時10/07/27 17:20
tamanyanさん、dongdongさん、こんにちは。私の書き込みにコメントつけていただき、ありがとうございました。

銅箔テープ!ですね。私も昔ですが少し使ってみましたが、あいにく粘着力が弱いものだったので、うまく使えませんでした。tamanyanさんの書き込みを拝見し、「もう少しアイディア絞ってうまく使っていれば…」とも思いました。

たしかに高周波では表皮効果として考えてみれば、薄いモノでも十分なわけですね!


それとdongdongさんがご紹介していただいた、「基板をカットして作るランド方式」、そういえば思い出しました!遥かx年前、高校生だったときに先輩がこんな方法で実験してました(さて、一体何部?^_^;)。これはたしかに低インピーダンスが実現できますね!



皆さんプロトタイプの試作テクニック、いろいろお持ちと拝察いたしました。もしよろしければ他の方もご披露いただければと思います!こういうのもなかなか見えてこない「アナログの英知」ではないかと思っております。皆様のご投稿、楽しみにお待ちしております(^_^)

dongdong 回答番号 3
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無垢の基板
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アクセス4015
投稿日時10/07/26 22:04
無垢の基板は、Greenlineさんのゆうとおり取引のあるプリント基板メーカにお願いするのが一番ですが、事情があって難しいときは、ここなんか安いです。
http://www.pcb-materials.com/

無垢の基板をカットして作るランド方式とゆうのもあります。
http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/15/15061.htm

tamanyan 回答番号 2
タイトル
銅箔テープ基板
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アクセス4670
投稿日時10/07/26 20:24
私は、高周波回路を試作するときには銅箔テープをよく使います.
ダンボールを適当に切って銅箔テープを貼り付ければ、全面GND基板の出来上がりです.
銅箔テープはホームセンターなどで売っていますが、基板用には接着剤が強力なものが良いようです.
これなら、はさみとカッターナイフだけで作れます.
耐久性はまったくありませんので試作専用ですが、動作確認が終わったら捨ててしまうようなものなら、これで十分でしょう.
ダンボールの代わりに薄手のベニヤ板を使えば、いくらか強度があるものを作ることができます.

ダンボールやベニヤ板は、プリント基板の基材に比べて熱伝導率が小さいため、小容量の半田ごてでも半田付けし易いです.

普通のユニバーサル基板を使って回路を組み立てるときも、高周波の部分や、スイッチング電源まわりなどは、銅箔テープを使うと安定に動作させることができます.

それから、酸化した基板は、酢と食塩を混ぜたものでこするときれいになります.
ただし、良く洗い流しておかないと、また錆びてしまいますけど.


Greenline 回答番号 1
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「グラウンド」が重要なアナログ回路基板のプロトタイピング(の例)②
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アクセス4016
投稿日時10/07/26 10:40
無垢の銅張基板の加工方法について説明しておきましょう。無垢基板はサンハヤトなどで入手可能です。取引のあるプリント基板メーカにお願いするのも手かもしれません。

これを添付の写真のようなカッター(これはOLFAのpカッターというもの)の、刃の下の鋭角部分を基板に当てて、何度かそぎ切るように切り込み(溝)を作ります。ジョリジョリと切り込みが入れられます。切り込むようすはOLFAのHPで動画がありますので、参考にしてみてください。

片側を深さ1/2程度切り込みを入れて、反対(裏)側もちょっと切り込みを入れると、簡単にパキッと折ることができます。

とはいえ、この無垢の基板は長期間在庫していると化学変化(酸化)して表面が色が変わり、半田付けができなくなってきてしまいます。

そこで折り取った基板を以下のようにして対応します。実は今回の無垢基板も「ぼろぼろ?」になっているモノでした。

① クレンザーとスポンジで水を使いながら表面を磨きます
② 当然ですが台所や給湯室などのスポンジは使わないでください。また実施する場所も考慮してください
③ キレイになったところで、エアーガンやドライヤーで乾かします
④ 表面にフラックスを塗っておきます。半田付けがしやすくなるとともに、再度の表面酸化から(ある程度の期間ではありますが)保護することができます

このようにして作った基板が先にアップした写真です(^_^)

「グラウンドを安定にさせるべき」ちょっとしたアナログ回路の試作のときに、ご活用ください(別スレッドの基板プロジェクトも是非ご期待ください)。
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