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Dozy
タイトル
AD630
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アクセス2467
カテゴリーインターフェース&スイッチ
キーワード AD630   Ultra Low Noise   Lock in Amp   雑音密度計測   遠坂   Powered by Yahoo
投稿日時16/04/04 21:15
初投稿です、ときどき覗いては参考にさせて頂いています!

AD630のデータシートの最後の方にLock in Ampの使用例がありました。
Fig.35の回路でピン接続は間違っているのではないでしょうか。
添付ファイルのFig.AのようにするとFig.BのようにNon_inverting G=2になると思うのですが
正しいでしょうか。
遠坂さんの「計測のためのフィルタ回路設計」p.234にロックイン・アンプによる雑音密度計測という記事を読み
ADM715xのようなUltra Low NoiseなLDOのスポット出力雑音密度を測定してみたいと思いました。
AD630_Fig.35の回路において例えば参照周波数を1KHzの正弦波とし
測定信号はLDOの出力をAC結合で増幅後AD630へ接続という構成で可能なものでしょうか?
OPAの場合はゲインを1000倍にしての計測が出来ますが
LDOの場合はどのような増幅器が必要になるかご助言頂けませんでしょうか。
また雑音密度計測時のLPFの後処理についてもアドバイス頂ければ幸いです。
どうぞ宜しくお願いいたします。
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zaka 回答番号 10
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電解コンデンサの背中合わせ
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アクセス2359
投稿日時16/04/14 11:12
 電解コンデンサの専門家による詳しい等価回路をみるとダイオードがはいっていたりします。
 フィルムコンデンサとの違いは漏れ電流と非直線性そしてその経時変化ではないかと思います。
 専門家に電解コンデンサの逆極性印加時の特性を詳しく解説して貰いたいですね。

zaka 回答番号 9
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雑音電圧密度の計測
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アクセス2346
投稿日時16/04/14 11:03
 コメントが行き違いになりました。

 交流増幅器ならCBoxは基本的に不要です。
 ただ60dBアンプのカップリングコンデンサが1uFで小さいですね。雑音の考え方としては入力短絡時、増幅器のベース抵抗に相当する抵抗と1uFとでLPFを構成します。したがってその抵抗から発生した雑音はカップリングコンデンサが大きいほど低域で発生する雑音が小さくなります。
 参考文献ではこの部分を320uF1kΩにして発生する雑音を極力小さくしています。
 60dBアンプは複雑ですね。低域遮断周波数と入力インピーダンスはどの程度になっているのでしょうか。

 雑音を計測するには分析帯域幅を最低周波数の1/10程度以下しなくてはならず、さらにアベレージングするので10Hz付近で数分はしょうがないですね。
 当然ながら周波数が高くなれば分析帯域幅を広く取れるので速くなります。そして計測結果を分析帯域幅の平方根で割ってグラフにします。

 
 

Dozy 回答番号 8
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60db Amp
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アクセス2337
投稿日時16/04/14 10:57
zakaさん
AD797+C boxを作ってみます。
いつも疑問に感じているのですが
カップリング・キャパシタはバイポーラとユニ・ポーラをバック・ツー・バックで接続した場合の違いはあるのでしょうか。

zaka 回答番号 7
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60dBアンプ
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アクセス2355
投稿日時16/04/14 10:36
 60dBアンプは交流増幅器ですね、失礼しました。
 回路図をみると入力コンデンサが1uFになっています。
 20Hzでの1uFのインピータンスは約8kΩです。低域の超低雑音を計測するにはちょっとコンデンサが小さいかなと思いました。

 AD797を使用した低雑音直流増幅器は簡単に製作できるので、用途に応じて外部にCRBoxを接続すれば応用範囲が広がるかと思います。また小さく作るほどハム等の外部磁束の影響を少なくできるのでICのほうが有利です。


Dozy 回答番号 6
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雑音電圧密度の計測
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アクセス2353
投稿日時16/04/14 10:34
zakaさん
ターミネータ(50Ω)は負荷抵抗として使用しました。
この出力配線は出力インピーダンスを測定していたセットアップを流用した為に大げさになっています。
Cboxに相当する部分は60db Ampの入力が0.5Hz(-3db) HPF構成になっているので省略しましたが入れた方が良いのでしょうか。
1decade毎にデータを収集して10Hz~100KHzまでの測定をしてみます。
その時Decade毎のFFT・Resolution設定の最適値はありますでしょうか。
またアベレージングに数分を要しますがこのようなものなのでしょうか。
FFT AnalyzerはAnalog Discoveryで初めて使う測定器なので暗中模索です。
貴重なアドバイスのおかげで測定に少し自信がつきはじめました。
これからも宜しくご指導をお願いいたします。

zaka 回答番号 5
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雑音電圧密度の計測
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アクセス2328
投稿日時16/04/14 09:19
 AnalogDiscoveryはコスパが最高で、計測屋さんはこれから大変ですね。

 計測システムの接続図がないので構成が良くわかりませんが、50Ωの終端は必要ないかと思います(それとも50ΩはLDOの負荷ですか)。同軸ケーブル1m程度以下で周波数が1MHz以下ならばインピーダンスマッチングは不要です。写真ではよく解りませんが参考文献p146のC Box(320uF,1kΩ,fc:0.5Hz)に相当する物は入っていますか?

 ちょっと面倒ですが分析周波数帯域を切り換えて、1デカードづつデータをエクスポートし、エクセルで等価雑音帯域幅のデータ処理し、整理すると10Hz~100kHz等の広帯域での出力雑音密度-周波数特性のグラフが完成します。

 

Dozy 回答番号 4
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ADM7151の出力雑音電圧密度を測定しました。
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アクセス2609
投稿日時16/04/12 19:22
zakaさんのアドバイス通りの測定方法で
Analog DiscoveryでADM7151・評価基板のノイズ測定をし
バイパス・キャップ100uFの効果が確認できました。
スペアナは1Hz Resolutionで周波数レンジは20Hz~2KHzです。
縦軸は1nV,10nV,100nV,1uVになります。
データシートの特性は出せませんでしたが………..
60dbアンプはBF862・8パラで以下の記事からDIYしました。
Linear Audio Volume3 p143
A low noise laboratory-grade measurement preamplifier
*
AD630でのLock-in Ampもそのうちにチャレンジしたいと考えていますが
Analog Discoveryでしばらくは用が足りそうです。
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Dozy 回答番号 3
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Analog Discoveryのノイズ測定について
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アクセス2576
投稿日時16/04/12 09:54
Analog DiscoveryにBNC Adapterを接続して入力を50Ωで終端してスペクトラムを観測しました。
縦軸をuVRMSにしてResolutionを0.97653Hz(約1Hz)に設定しました。
この場合は縦軸の読みが雑音電圧密度直読値と考えて宜しいでしょうか。
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Dozy 回答番号 2
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有り難うございます!
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アクセス2357
投稿日時16/04/11 17:48
zakaさん
LDO等の雑音密度がAnalog Discoveryで測定できる!
それも希望していた表示方法で………
Spectrum AnalyzerのBINs vs Resolutionの関係が理解できた気がして目から鱗状態です。

FFTを使うときに窓関数をどのようように設定するのかは勉強不足でしたので
Rectanglarのアドバイスは大変に有り難い事でした。
*
両方とも手元にありますので測定結果が出たときには
あらためてこの場をお借りしてご報告いたします。
zakaさん、有り難うございました!

zaka 回答番号 1
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LDOの雑音計測
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アクセス2483
投稿日時16/04/10 17:59
 LDOの出力雑音スペクトラムを計測するならAnalogDiscovery(秋月で 36,800)を使うと安価に計測できます。
 「電子回路シミュレータSIMetrix/SIMPLISによる高性能電源回路の設計」CQ出版 のp146 図6-23に示されている接続にします。
 AnalogDiscoveryのスペクトルアナライザの窓関数はRectanglarにします。雑音計測で他の窓を使用すると誤った値になるので注意してください。計測された値を分析帯域幅の平方根で割れば雑音電圧密度が得られます。
 データをエクスポートしEXCELで整理すればp147 図6-24と同等な結果が得られるはずです。

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