周波数特性の測定

トランスやアンプの周波数特性を測りたい。それも、自動で。
オーディオアナライザというのが世の中にあるが高価だ。
Analog Discoveryにはネットワークアナライザが入っている。もちろん、これで測れる。
それにFFTがある。発振器もある。
発振器はスイープができる。
つまり、正弦波を低いほうから高いほうへスイープさせて、FFTを連続にかければ、周波数特性を表示できるのではないかと。

●結果は失敗しているんだろうな、きっと
　Analog Discovery、PicoScope、RedVitayaで試してみた。RedPitayaは発振器と同時にFFTは使えないので、Analog Discoveryを併用した。
　いずれも、スイープの間隔とか周波数の増加スピードとFFTの兼ね合いで、表示結果に干渉のうねりが出る。そういうのを解決しないと、安定した結果を表示できない。解決しているのがFRAなのかもしれない。
　PicoScopeは結果の演算ができるが、どう演算したら、うねりをとるようなことができるのか、これまた奥が深い。

●蛇足　USB、プローブに乗るノイズ
　mV単位、それも15/16ビットのADCを使っているので、しっかり波形の上にノイズが見える。パッチンコイルを使うと、それなりに低減される。ノイズは２ｍV程度。

　スイッチングアダプタのノイズ自体に等しいので、何を測っているのわからない状態になる。
　スマホのUSB充電器のアダプタは、ACアダプタより絶対的なノイズが少ないことが分かった。しかし、製品によってノイズの傾向はいろいろある。
　電源を手で握ると、パルス状のノイズが増える。部屋の中にはノイズがいっぱいだ。

　USBオシロのいいところは、画面をいくらでも大きくできるところ。今、４Kのディスプレイだから、縦軸はマイクロボルトの表示まで見せてくれる。それが。本当の信号であるのかは分からないが。

　USBをAC電源経由のパソコンでつないでいると、USBケーブルにパッチンコイルを入れると効果がみられた。
　バッテリ動作のパソコンの場合は、プローブのケーブルにパッチンコイルを入れると効果がみられる。

●USBのケーブルっておかしな規格だよね

　電源と差動の信号線で4本が入っている。USB2.0であれば480Mbpsという高速な伝送をサポートしている。D-/D+の差動信号はよじってはいるが、近接している電源線にノイズを振りまいていることにならないかい。
　USB3.0に至っては、信号の伝送は、差動の電圧というより、磁界と電界による電波として信号が伝わるわけで、導体と誘電体（被覆）の間を飛んでいるという状態。
だから電源線は汚染されっぱなし。
　USBケーブルは、PCの本体からのいろいろなノイズのアンテナとして働くうえに、信号線自体によってノイズを包含しているという二重のノイズ伝達ラインであるわけだ。

　もともとストレージに使えればよいという趣旨の規格をいろいろなんでも使える規格に変えてしまったから、ノイズの話は考慮されていない。

●進歩した　Youtubeスペシャルサンクス

Analog Discoveryのネットワークアナライザで、600Ωの入出力用トランスPikatron RUP349Mを測る。

　　50オーム系で測っているので、この特性は正しくないが、素直な特性といえる。たぶん。
　youtubeで、FFTを使った周波数特性の表示方法を見つけた。



　発振器の設定は間違っていなかった。
　fftのオプションで、ビン数を256にするところと、やっぱりピークホールドという項目があったんだ。いやー、ビン数を増やすことしか試していなかった！

　いずれも、入力1次側にCH1のプローブと発振器AWG1をつなぎ、CH2をコイルの2次側につないでいる。

　最近、スペアナとFFTは違うものだということを知った。どちらも同じ結果が得られるから同じだと思っていた。
　それに、スペアナにはTGというスペアナの掃引周波数と同期した発振器というのが用意されていることがわかった。
　PicoScopeでは発振器に外部同期が設定できる。この測定器にはExtの端子もある。なので、AWGの出力をExtにつないでみたのだが。まだ、まだ、まだ、うまくいっていない。

　理解しようとTracking Generator付きのスペアナを買ってみたのだ。
　重かった。死ぬほど重かった。いまだに、うまく使いこなせていない。。。。。こわれていないかい。

　ところで、Windows7で4Kで困ったことが起きている。スクリーンキャプチャされるエリヤがでたらめになること。どこかで齟齬が起こっている。マイクロソフトの頑張りに期待する。というか8月にWin10になってしまい、なし崩し的に解決してしまいそうだけど。

  Analog DiscoveryのFFTでボーデ線図（位相の情報がないから単なる振幅特性）を描く方法がわかった。PicoScopeと同じく、AWGでスイープ信号を作る。FFTのパラメータでWindoはFlat top,TypeはPeak Hold contを選ぶと、描ける。ビン数を入れる場所はない。

  Analog DiscoveryでFFTを使う意味はない。PicoScopeでは高い周波数まで測定できるので、意味はある。