2020年5月23日土曜日

電解コンデンサ比較 10uF 100uF 220uF

AnalogDiscovery2のImpedance Analyzerで10uF、100uF、220uFのアルミ電解コンデンサの特性を測定しました。

以前測定したものもありますが、同じ条件で測定することにより品種の差がはっきりするので再測定しています。

この定数はEuroRack化する予定のトランジスタラダー・フィルタのTLF01で使用する電解コンデンサのものです。10uFはACカップリング、100uFは電源のデカップリング、220uFは入力段のバイアス電圧のAC成分を接地するためのものです。

10uF

比較した品種

左から

ルビコン PK 10uF 50V
ニチコン FG 10uF 50V
東新工業 UTSJ 10uF 16V
ニチコン KZ 10uF 100V
ニチコン ES 10uF 50V (両極)

ルビコン PK

ニチコン FG

東新工業 UTSJ

ニチコン KZ

ニチコン ES (両極)

100uF

比較した品種


左から

日本ケミコン KMG 100uF 25V
ルビコン ZLH 100uF 35V
ニチコン KA 100uF 25V
ニチコン FG 100uF 25V
ニチコン KZ 100uF 50V
パナソニック SPEC 100uF 16V (OS-CON)

日本ケミコン KMG

ルビコン ZLH

ニチコン KA

ニチコン FG

ニチコン KZ

パナソニック SPEC (OS-CON)

220uF


比較した品種


左から

パナソニック M 220uF 35V
ELNA RJF 220uF 25V
ニチコン KA 100uF 16V
東新工業 UTSJ 220uF 16V

パナソニック M

ELNA RJF

ニチコン KA

東新工業 UTSJ

どれを選択するか悩みますね。

2020年5月21日木曜日

AnalogDiscovery2 インピーダンスアナライザのCompensationとタンタル電解の特性測定

AD2でインピーダンスを測定するときあらかじめ補正しておくと測定精度が向上します。

ツールバーのCompensation(補償)をクリックすると補正できます。


なお、インピーダンスアナライザ・アダプタを使う場合、測定回路(「W1-C1-DUT-C2-R-GND」など)を選ぶプルダウンメニューで「Adapter」を選択しておくとCompensation画面で「do for each register」を選択できるようになり、Open/Closeそれぞれ自動的に抵抗値を設定してまとめて補正できるようになります。


Workspaceを保存するとCompensationのパラメータも保存され、再利用することが出来ます。

4.7uFのタンタル電解、アルミ電解、フィルム、MLCCの特性の比較


あまり使われることはありませんが、タンタル電解コンデンサはアルミ電解と比較してサイズが小さく、高周波での特性が良いと言われています。欠点は破損した場合、ショートしてしまうので周りのデバイスも道連れにしてしまう可能性が高いことです。発火することもあるそうです。

実際どの程度の特性なのか、AD2のImpedance Analyzerで測定しました。


左から

WIMA MKS2 フィルム 4.7uF
NIPPON CHEMI-CON NTD MLCC X7R特性 4.7uF
Tancap タンタル 4.7uF
aitendo タンタル 4.7uF
Panasonic M アルミ 4.7uF
Rubycon PK アルミ 4.7uF
Murata RDE MLCC F特性 0.1uF

です。0.1uFのMLCCはアルミと組み合わせて高周波でのインピーダンスを下げる目的でよく使われるので一緒に比較しました。


WIMA

NTD

Tancap

aitendo

Panasonic

Rubycon

MLCC 0.1uF

リアクタンスを見るとフィルムとMLCCは直線的に右肩下がりですが、アルミとタンタルは若干カーブしています。4.7uFの10kHzでのリアクタンスXc(10kHz)は、
Xc (10kHz)= 1 / (2 * π * f * C) = 1 / (6.28 * 10 * 10^3 * 4.7 * 10^(-6) ≒ 3.34[Ω]
100kHzでのリアクタンスXc(100kHz)は、
Xc(100kHz) ≒ 334[mΩ}
なのでカーブの仕方の目安になると思います。

位相を見ると、フィルム/MLCCとタンタル/アルミでは位相の回り方が異なりますね。前者は遅れ位相と進み位相がスパッと切り替わり、後者はダラダラと変化しています。

印象としてはアルミと比較してもタンタルはいうほど特性いいか?という感じです。どうなんでしょうね。

2020年5月18日月曜日

LME49600_HPA V2.1 ACカップリングなしバージョンはんだ付け完了


回路図

AnalogDiscovery2で動作テストしました。

OPAMPはNJM4580DD、電源はAD2のSupply(±5V)です。


入出力

±100mVの入力で、±1Vの出力になっており、増幅率Av = 10程度になっています。

入出力(入力に+500mVのバイアスをかけた場合)

入力は+500mVのバイアスがかかっていますが、出力はDC成分がほぼ除去されています。無事DCサーボが機能しています。

周波数特性

10倍増幅なので、20dB、低域は10Hzから平坦で、高域は500kHz程度まで伸びています。高域はNJM4580DDの帯域による制限です。

参考:「AnalogDiscovery2でOPAMP比較(バイポーラ入力)

DCサーボの反応

0.5Hz/+200mVの矩形波を入力して出力がGNDに落ち着くまでのようすを観測しています。

回路図のR5=1MΩ、C7=1.0uFなので、
時定数τ = CR = 1[MΩ] * 1.0[uF] = 1[s]
だと思っていましたが、測定グラフの青の線が36.8%(時定数のポイント)になっているのは0.2[s]付近です。

DCサーボについてはAnalog Devicesの「一緒に学ぼう!石井聡の回路設計WEBラボ」で解説されているので少し真面目に読んでみようかと。

ひとまず動作確認がとれたので、PCM2704_HPAに組み込んで動作確認&音出ししてみたいと思います。

2020年5月13日水曜日

AnalogDiscovery2でOPAMP比較(FET入力)

FET入力のOPAMPをバイポーラ入力のものと同じようにAnalogDiscovery2で測定しました。



測定開始時の電源電圧: +6.57V / -6.57V
測定終了時の電源電圧: +6.50V / -6.50V

負荷抵抗: 1kΩ

AnalogDiscovery2で100Hz~10MHzのAC特性と500kHzの矩形波を入力した応答を測定しました。

AC特性


TL072CP

NJM072BD

NJM2082DD

OPA2604AP

OPA2134PA

MUSES8920

過渡特性


TL072CP

NJM072BD

NJM2082DD

OPA2604AP

OPA2134PA

MUSES8920

バイポーラ入力のものと比較して、FET入力のものは概ね高速、広帯域ですね。MUSES8920の癖の無さはさすがという感じです。

メモ:


以前自作の測定器でJFET入力のOPAMPの特性を比較しましたが、@2MHzでのAC特性がAD2での測定結果と傾向が異なります。

前回と同じように±5V電源で非反転2倍増幅した場合も測定してみたいと思います。