2018年6月22日金曜日

トランジスタ・ラダー・フィルター TLF01 はんだ付け完了

回路図

基板図

部品面(部品挿入なし

部品面(部品挿入あり)

ハンダ面

試作がやりやすいように、念の為両面基板をつかったので、うっかり隣のホールにつけてしまったハンダは除去するのが大変なので放置しています。

電源用のコネクタは日圧NHを使いました。コネクタの専有面積は大きい方で高さも高い方なのですが、基板側のポストが普通のピンヘッダの様にICクリップやオシロのプローブが当てやすく、ロック機構があるのでケーブル側のコネクタを嵌めると普通のピンヘッダより抜けにくいという代物です。

結線図

簡単に動作確認は行いました。

テストも含めて1日4時間程度の作業で3日かかったので12時間程度の作業です。ユニバーサル基板のはんだ付けは大変なので、これも電圧→電流変換部のテストがうまくいったらプリント基板を焼いてもらおうと思っています。

2018年6月16日土曜日

トランジスタ・ラダー・フィルター TLF01の構想

波形の測定はブレッドボードでもある程度できますが、VCO/VCAなどをつないでの実験はブレッドボードではきついので、トランジスタ・ラダー・フィルターをTLF01という名前で試作することにしました。

回路図

本来はカットオフ周波数を制御する電流源は、アンチ・ログ(電圧→電流変換)回路で行いますが、簡易的にJFETの可変電流源を使うことにしました。電圧制御ではなくPOTで電流を可変します。

また、外部にアンチ・ログ(電圧→電流変換)回路を繋げられるようにJP8(IctrlSelect)で切替可能にしました。

定数を変更できるように一部の部品はピンソケットで実装して差し替えできるようにしています。

差動増幅回路のR9、R10


R9、R10の値を変更するとIC1B周りの差動増幅回路の増幅率が変わります。10倍増幅と100倍増幅でQが上がる周波数が変わるのは前回実験しました。

R9, R10=100Ω (Av=1000)

R9, R10=1kΩ (Av=100)

R9, R10=4.7kΩ (Av=47)

R9, R10=10kΩ (Av=10)

トランジスタ・ラダーのC3~C6


0.068uFで実験していますが、この値を変更するとカットオフ周波数が変化します(CR LPFのCと同じ)。

C3~C6=0.068uF

C3~C6=0.1uF

C3~C6=1uF

バイアス電圧を決めるR3

R3の値を変更するとT1~T10のベース・バイアス電圧が変化します。Qが若干変わるようです。

R3=10Ω

R3=220Ω

R3=390Ω

帰還に入れるACカップリング用のC7


C7の値を変更すると周波数特性が変化します。

C7=1uF

C7=10uF

C7=100uF

JFET電流源のR16


R16はPOT(JP6)の抵抗値にはかせるゲタです。POTの効きを調整します。

基板設計


基板図

※配線まだ。

部品並べ

2018年6月13日水曜日

トランジスタをVbeで選別

トランジスタのhFE、Vbeの測定にAVRトランジスタテスターを使っていましたが、精度が不明です。測定しなおすと値がまるで違ったりします。

測定時間もそこそこ長くかかります。

定電流源を使ったVbeの測定


「達人と作るアナログシンセサイザー自作入門」で紹介されているVbeの測定方法を試しました。



シミュレーション回路図


Q2が検査対象のNPNトランジスタです。

OPAMP U1とNPNトランジスタQ1周りの定電流源を使ってQ2のエミッタ電流を引っ張ります。Q2のエミッタ電流は100uAになるように定数を決めています。

OPAMP U1はVrefとVe1が等しくなるように働きます。

各部の電位

定電流源の出力電流I(R1)は0.1mA(100uA)になっています。

V(out) - GND間の電圧を測定すればQ2のベース・エミッタ電圧が計測できます。

ブレッドボード配線図


Q1: 2SC1815GR
U1: TL072

トランジスタのVbeは2mV/℃の温度計数があるので、測定時には作業用手袋をしてピンセットを使って熱が伝わらないようにしました。マスクも着用(^q^;


電源はヘッドホンアンプ用に作った±9V安定化電源を使用しました。

実験結果


室温: 25.7℃~25.2℃
電源電圧: +8.95V / -9.05V

Vc1 -1.617V
Vb1 -3.518V
Ve1 -4.102V
U1+ -4.101V

2SC1815GR 80本を測定。

測定時にVbeの値が徐々に大きくなるので変化がゆるくなるタイミングで計測しました。

Vbe(mV) 個数
573 1
574 0
575 1
576 0
577 16
578 34
579 26
580 9
581 0
582 2
583 0
584 2
585 2
586 0
587 1

選別後何本か測定しなおしましたが、誤差1mV程度で収まっているようです。