2015年6月28日日曜日

ノイズは測れるものか その2

 PicoScorp5242BのFFTにはリアルタイムの表示以外に平均とピークホールドが選べる。ビン数がなんであるか、窓関数がノイズを測るときに何が最適なのかが分かっていないが、ランダムノイズが少ないほうがよいだろうと思う。
 測定環境が違うと、どんなノイズ成分が異なるのだろうか。ディスプレイを消してみた結果。


 上のがディスプレイを消したとき。ほんの少し違うが、大半のノイズは、別のところからやってきているようだ。測っているのは実験用アナログ電源。HP6227B。
 低い帯域。


 電源を変えてみた。菊水PAB32-2.


 ここは、わかるものを測ってみる。
 TR4171で30dBのアンプをONした。発振器はKenwood AG-230D。入力オーバーで壊すのが怖いので、アッテネータを-40dBした。発振周波数は4.91kHz。


 RBWは最小の3Hz。散歩中に1画面を描画してくれた。水平ラインが-100dB。画面の一番上が-30dB。
 PicoScorp5242Bでは、40dBのアンプがほしくなる。
 いろいろ分からないが、TR4171でRBWを狭くすると、ピークのレベルが変化する。PicoScorp5242Bのビン幅というのがそれに相当するのかな、152mHzと狭い。低い?単位の意味が分からない。
 TR4171のマーカーは98.4Bを表示しているが、どこからのレベルなのだろうか。PicoScorp5242Bでピークをマウスでクリックすると。左の目盛の数値をそのまま表示するだけ。


  同じ信号元で同じ周波数分析をやっているわけだが、見えているものが異なる、レベルも異なる。逆にいえば、見せたい情報を見せることだってできるわけで、いやできないか、隠すことはできるかもしれないし。測定って怖い。素人が、いや、意図をもったプロのほうが怖い存在かもしれないね。

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戻って、電源の出力にバナナ-BNC変換プラグを取り付け、BNCケーブルで直接入力したとき。


 測定系のケーブルがノイズを拾っていたことが明白に!
 TR4171でもやり直し。入力をショート。マーカーの読み方が分かった。表示のラインが-100dB。ここからの変位を表わしている模様。つまり、このマシンのノイズフロワは-126dB付近だ。


で、HP6227Bの5V出力を測る。BNCケーブルで直結。ノイズフロワはいくらか上がることが分かる。


5kHzスパンにして、低域の様子を見る。


1kHzスパンにしてハムの様子をみる。ハムの高調波は整流時の電流波形が導通角が狭いが故に発生し、トランスの漏れ磁束やプリントパターンの配線によるインダクタンスと相まって発生している。避けられない。とにかく-130dBまで見えるというのは、よいことだ。Picoでみるためにはやっぱり40dBのアンプをかませないといけない。


電源フィルタというものがある。



PicoScorp5242Bでは50Hzがちょこっと見えるだけ。


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電波教師 #13 「ジュネーブから来た博士」  バーナス・リーって、勝手に使わないでね。
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LM317 その1

LM317+TPS7A4700 その1


LM317 その2 別の。ADJに小容量のコンデンサが入っている。




実験用電源PAB32-2+TPS7A4700 その2


ちょっと考えさせられる結果。実装やちょっとした回路の工夫で10dBぐらい簡単に変わってしまうような気がする。TPS7A4700の実力はあるが、その前の整流回路やリップルをどの程度取るかで、総合的な特性が変わりそうだ。
 何につけても言えることなんだけどね。最終的には、自分で納得のいくプリント基板が作れないと、ゴールにはたどり着けないという事実。

経験値は上がる
 PicoScorp5242Bの入力レベルを下げると、ダイナミックレンジは上がる。さすが16ビット。
 電源から220uFで直流を切り、ノイズ成分だけ、PicoScorp5242Bへ入れる。


 しかし、しかし、電源を切っても同じ波形が出る。つまり、ケーブルで拾っている。ようは、ケーブルをむき出しでは、このレベルは測っても意味がないということなんだ。
 で、-124dBくらいがノイズフロワなので、TR4171と同じレベルが計れるということなのか? PicoScorpの平均というモードは、移動平均なのかな。どんどんランダムノイズが少なくなる。AnalogDiscoveryは平均する回数の数値を入れるので、アプローチが異なる。
 サンプリング時間を長くすると、ダイナミックレンジが広くなる。
HP6227Bの5V出力をPicoScorpにつなぎ、AC結合、±10mVレンジにする。サンプリングビン数は65536。平均で表示。15分ほどたった後の波形。


 ±20mVレンジのほうが有効ビット数が15ビットになり、±10mVレンジにくらべてダイナミックレンジが増えるようだ。入力をショートした時の特性。


 LN317(2)。TR4171より10dBほど値が い。

 横軸をリニアにした。


 最大スパンで表示。200Hzから14MHzまでの間で制御がきいていると見るべきなのだろうか。ICのループゲイン、コンデンサの能力で、この特性は変化するのだろう。



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