音源とオーディオの電子工作（予定）: ERK01

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2021年3月12日金曜日

EuroRack 電源コネクタ増設 ERK01 PSU EXT Ver.1.1

自作のEuroRack: ERK01の電源コネクタが足りなくなってきたので増設しました。ユニバーサル基板だと配線が苦行なので、PCBGOGOでプリント基板を製造してもらいました。

回路図

CV/Gate線は未だ使ったことはないのですが、規格なので通しています。

プリント基板

１辺が100mmを超えると製造費が高くなるので両端のコネクタはギリギリに配置しています。

実装

リボンケーブルで既存の基板と接続します。

ERK01に取付け

2020年3月30日月曜日

Eurorack: ERK01 電源部完成

EuroRack用の電源基板(ERK01_PSU)をはんだ付けしました。

回路図

基板図

部品面

ハンダ面

スイッチング電源VT-60に接続

デカップリング・コンデンサはOS-CONにしました。12V電源で16V品を使うのは若干心配ですが、OS-CONは長寿命らしいので運用して様子見です。

470uF電解コンデンサーのインピーダンス特性

手持ちの470uFの電解コンのインピーダンス特性をAnalogDiscovery2のインピーダンスアナライザで測定しました。

インピーダンスアナライザ使い方は以下の記事を参考にしました。
「迷走の果て・Tiny Objects」さんの「ANALOG DISCOVERY 2：インピーダンスアナライザー」
「アナログ回路のおもちゃ箱」さんの「Impedance Analyzer Imterface-6　(補正と測定）」
「DIGILENT」の「Using the Impedance Analyzer」

測定したコンデンサ

左からOS-CON、MUSE、UTSJ、PK、KMG、WXAです。

OS-CON: Panasonic SPEC 470uF 16V
MUSE: Nichicon MUSE UKZ 470uF 25V
UTSJ: Toshin UTSJ 470uF 25V
PK: Rubycon PK 470uF 25V
KMG: Nichicon KMG 470uF 16V
WXA: Rubycon WXA 470uF 16V

OS-CON

MUSE

UTSJ

KMG

WXA

比べてみると東信のUTSJは小型の割に健闘していますね。MUSEと比べるとESR(|Rs|)は若干高いですがリアクタンス(|Xs|)はリニアでMUSEより高周波数まで伸びています。見た目もシルバーでかっこいいと思います。

OS-CONとMUSEはさすが低ESR品です。100mΩ以下の測定値になっています。

470uFのコンデンサのリアクタンスX＝1/ωCなので

10kHz: X = 1 / (2 * 3.14 * 10[kHz] * 470[uF]) = 33.9[mΩ]

となりグラフの目盛を見ると、KMG、WXAは直線性が保たれていません。電源のデカップリング用途ならそれほど精度は必要ないと思いますが。

電源ノイズ

負荷抵抗を入れて出力ノイズを測定しました。

負荷抵抗
±12V: 100Ωｘ2並列 RL=50Ω IO=±240mA
+5V: 50Ωｘ3並列 RL≒33Ω IO=+150mA

出力電圧
+12V: 12.10V
-12V: -12.12V
+5V: +5.009V (調節可)

±12V

ch1:+12V ch2:-12V

+5V

目盛から読み取って1周期5.4us程度なので、ノイズの周波数は185kHz程度です。VT-60の仕様書によるとスイッチング電源の周波数は180kHzとなっているのでVT-60のスイッチングノイズがそのまま現れています。

+5VはVT-60の出力そのままなのでノイズレベルも500mVpp程度と大きくなっています。

AnalogDiscovery2のScopeでも測定しました。AC/DC結合の切り替えはBNCボードのジャンパで行います。

電源OFF時

±12V

+5V

ノイズが多いのでいずれVT-60とERK01_PSUの間にノイズフィルター的なものを入れるかもしれません。

2020年3月14日土曜日

Eurorack: ERK01 電源部の構想

MDFを使ってEurorackのガワを製作しました。精度は出ていませんが、タカチのレールがしっかりしているので実用できそうです。

プロジェクト名はERK01としました。いつもながら安易な命名です。

平置きしているDASS01のモジュールをラックマウントしていく予定。

Eurorackの電源

±15V/+5V出力のスイッチング電源VT-60と三端子レギュレーターを使って±12Vの電源としていましたが、Eurorackの仕様に従って電源部モジュールを新たに製作することにしました。

Eurorackの電源コネクタの仕様

10Pin x 2のボックスヘッダを使って±12V/+5Vの電源を供給し、バックヤードでCV/Gateを通す流儀のようです。2列のピンを短絡するなど、なんとも贅沢な使い方です。

参考:　
「Technical Details A-100」 http://www.doepfer.de/a100_man/a100t_e.htm
「Electronic things… and stuff」 http://www.davidhaillant.com/