2018年1月19日金曜日

LCRメーターDE-5000でヘッドホンやブレッドボードのインピーダンスを測ってみる。

秋月で売られているLCRメーターのDER EE DE-5000で、ヘッドホンのSony CD900STとブレッドボードのインピーダンスを測ってみました。

まずはDE-5000が出力している信号を測定しました。

DE-5000の出力(@1kHz)

振幅は1.84Vp-pで意外ときれいなサイン波を出力しています。

この時、逆にDE-5000でオシロの特性も測定しました。

抵抗(Rp) 9.912MΩ
容量(Cp) 17.9pF Tanδ 0.897

オシロのプローブはx10で公称10MΩなので正しく測れているようです。入力容量もプローブをx10で使う場合は15pF~20pF程度になっているようです。

1.84Vp-pならオーディオ・インターフェイスに直接つっこんでも平気なのでWaveSpectraでFFTしてみました。

Audio I/F: TASCAM US-144MKII
窓関数: FlatTop


2次高調波歪が-73dB程度、THDが0.026%となかなかきれいなサイン波形です(^q^/

同時にDE-5000でUS-144MKIIの入力インピーダンスも測定しました。(@1kHz)

MIC/LINE入力
抵抗(Rs) 9.177kΩ
容量(Cs) 841.2nF Tanδ 48.4

Guitar入力
抵抗(Rp) 90.60kΩ
容量(Cp) 256.3pF Tanδ 6.65

公称ではMIC/LINEで15kΩ、Guitarで1MΩとなっているので、特にGuitar入力はかなり低い値になっています。

MIC/LINE入力は1uF近くあるということになるのですが、でかすぎ(@@?

ブレッドボードの寄生インピーダンス



最近、100kHzを越えるアナログ信号を扱うようになってきたので、ブレッドボードの寄生容量・抵抗を測定しました。

ブレッドボードは2016年11月に秋月で購入したものです。←これでも手持ちの中では新しい方。

容量は、ブレッドボード普通の穴の隣り合った列で測定、抵抗は電源ラインの両端で測定しました。(@1kHz)

容量(Cp) 3.2pF Tanδ 0.008
抵抗(Rs) 0.155Ω
抵抗(DCR) 0.10Ω

3.2pFというと高周波になるとそこそこ問題になってきそうな値です。←ブレッドボード上のいたるところにこの容量がある。

0.15Ωとすると100mA流せば15mVの電圧降下。これも低電圧で電流を多く流す場合は注意が必要そうです。

CD900STのインピーダンス



抵抗とインダクタンスを周波数を変えて測定しました。ヘッドホンを装着した場合とヘッドホンをその辺に置いて測定した場合、インダクタンスの値が変わるので両方測定しました。

1.84Vp-pを直接ヘッドホンに入れると音がでかすぎるので耳栓をして測定(^q^; ヘッドホンにも悪いので、リスニング用のヘッドホンでこういうことはしないほうがいいと思います。

抵抗

インダクタンス

※OFFはヘッドホンを外して測定、ONはヘッドホンを装着して測定

ヘッドホンを装着して、耳に押し付けるようにするとインダクタンスはさらに変化します。振動板が動きにくくなるためだと思います。

測定データ

L(mH)
F(Hz) OFF ON
100 1.498 2.485
120 6.86 6.904
1000 274.5 86.5
10000 183.99 183.76
100000 140.79 141.13

Q
F(Hz) OFF ON
100 0.01 0.017
120 0.059 0.061
1000 0.024 0.007
10000 0.163 0.162
100000 0.88 0.881

R(Ω)
F(Hz) OFF ON
100 89.21 87.47
120 86.56 85.09
1000 69.95 70.16
10000 70.67 71.2
100000 100.41 100.68