2/4 追記 最終結果が合わないので原因を追究した結果、NJM062を勝手にLT1055に置き換えたのがいけませんでした。とりあえず、最初からやりなおしです。この項目は書き直します。
秋月の既に発売中止になった「デジタルLメータキット」(リンク先pdf)は位相検波を使ってコイルの自己リアクタンス(L)を測定しています。「位相検波ってなんだ？」というページに位相検波の解説があります。
秋月の回路が何をしているのか知りたくてLTSpiceでシミュレートしてみました。一気に全部はたいへんなので、ちょっとずつ調べていきます。そもそも、動作がよく分からないのでシミュレーションで何とかできないかと思いました。
まずは「サイン波発振1KHz」です。電源は±2.9Vです。
JFET入力のオペアンプNJM062Dは、LinearTechnologyのJFET入力オペアンプLT1055で置き換えています。1S1588というダイオードは1N4148で置き換えています。
シミュレーション結果です。
2Vp-p (-1V～1V)のサイン波が出力されています。
FFTしてみました。
1KHzを中心にピークがあって、2倍、3倍の周波数にもピークがあります。-40dBくらいレベルが落ちています。
ちなみに、LTSpiceのサイン波をFFTしてみたものです。
-60dBくらいになってます。
これ以降は、サイン波発振はLTSpiceのサイン波を使うことにします。
次は「-90°位相発生」です。
サイン波発振はLTSpiceのものを使っています。NJM062DはLT1055で代用しています。
シミュレーション結果です。
赤が入力のサイン波で、緑が出力の矩形波です。矩形波というには、なまっていますが、-90度というか270度位相がずれています。
270度ずれた矩形波もLTSpiceで作れるので、これ以降はLTSpiceの方を使うことにします。
とりあえず、今日はここまで。
秋月の既に発売中止になった「デジタルLメータキット」(リンク先pdf)は位相検波を使ってコイルの自己リアクタンス(L)を測定しています。「位相検波ってなんだ？」というページに位相検波の解説があります。
秋月の回路が何をしているのか知りたくてLTSpiceでシミュレートしてみました。一気に全部はたいへんなので、ちょっとずつ調べていきます。そもそも、動作がよく分からないのでシミュレーションで何とかできないかと思いました。
まずは「サイン波発振1KHz」です。電源は±2.9Vです。
JFET入力のオペアンプNJM062Dは、LinearTechnologyのJFET入力オペアンプLT1055で置き換えています。1S1588というダイオードは1N4148で置き換えています。
シミュレーション結果です。
2Vp-p (-1V～1V)のサイン波が出力されています。
FFTしてみました。
1KHzを中心にピークがあって、2倍、3倍の周波数にもピークがあります。-40dBくらいレベルが落ちています。
ちなみに、LTSpiceのサイン波をFFTしてみたものです。
-60dBくらいになってます。
これ以降は、サイン波発振はLTSpiceのサイン波を使うことにします。
次は「-90°位相発生」です。
サイン波発振はLTSpiceのものを使っています。NJM062DはLT1055で代用しています。
シミュレーション結果です。
赤が入力のサイン波で、緑が出力の矩形波です。矩形波というには、なまっていますが、-90度というか270度位相がずれています。
270度ずれた矩形波もLTSpiceで作れるので、これ以降はLTSpiceの方を使うことにします。
とりあえず、今日はここまで。
の変化を測定して計算から求めるようです。
実を言うと私がLTspiceを使い始めた理由も、秋月インダクタンス計の解析でした。
ブログでも記事にしています。
インダクタンス計カテゴリ
http://gomisai.blog75.fc2.com/blog-category-7.html
その後、PSoCと出会い。
Simさんがエントリの中で紹介されているPSoCインダクタンス計記事を見つけ。
なんとかして、外部の電圧電流変換回路をPSoC内部に押し込めようと考え、低周波での実験を行ったものの
PSoCでLED正弦波電流駆動
http://gomisai.blog75.fc2.com/blog-entry-423.html
寄生発振に悩まされて居る現状です。
今後は、(正弦波電流駆動のコメント欄でのりたんさんにも指摘されていることですが)実測からPSoC内部オペアンプのポールを求め、SPICEのモデル化をし、負荷条件等をスイープしても負帰還の安定性が保たれるような位相補償の方法をシミュレーションから求めようと考えています。
さしあたり、秋月でファンクションジェネレータを購入して、開ループゲイン/位相の測定環境までは用意したのですが、なかなか実験する時間が取れずにいます。
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ちなみに、秋月キットを再現するに当たって入手困難であるのは、(基板を除けば)LTC1049だけですが、これはリニアテクノロジにサンプルリクエストをすれば送ってもらえます。
リニアテクノロジーへのサンプルリクエスト
http://gomisai.blog75.fc2.com/blog-entry-145.html
ただ、特性を見てみた感じでは、なぜこの回路のこの場所にLTC1049を選択したのか、私にはよく分かりませんでした。なので、結局秋月インダクタンス計の再現はしていません。
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ノンノさん
それは、位相検波とは違う方式の回路です。
この上位になりますと、トラ技１月号の
１２８ｐの分になりますね。
この分は他の部品は集まったのですが、
ＭＰＵがありません。
他のに振り換えられると良いんですが・・
gomisaiさんもおっしゃられている通り、位相検波を使ったLの測定は別の方式になります。
ええ、これは浪漫です。
教えていただいた記事を拝見しました。gomisaiさん、かなりこだわりがあるみたいですね。
PSoC3だとDMAの使えるCurrent DACがあります。直接sin電流を作ることも可能と思われます。また、4053がなくてもMixerがあって、位相の90度ずれたパルスもCPLDブロックで作れそうです。ローパスフィルタのブロックもありますね。なんかPSoC3を使えば、外付け部品がほとんどなしでLメータが作れそうな感じです。
今だとLTC1049よりも、性能のいいゼロドリフトオペアンプがありそうです。少なくともLTC1052の方がよさそうです。
もしくは、LTC1966やLTC1967のようなRMS-DCコンバータを使ってやる方法もあると思います。
次の電圧－電流変換のところでLに比例した電圧の正弦波が出ていることまで確認しました。4053はインチキでbvを使ってしまいました^^。
これは随分（LTC1052も）使いましたが
電源が変則なのと出力インピーダンスが高いので、
バッファリングしていました。
この OP アンプの場合，仕様書の「最大出力電圧幅」が出力電圧を決める目安となります．+/-13Vと書いてあります．これは， V+/V-=+/-15V の時の値です．この数値から，「最大出力は，電源電圧幅よりも4V少なくなる」と推定できます．意外に大きいでしょ．
これは， OP アンプの内部構造に依存していて，この構成だと VBE の二倍（1.4V）ぐらい落ちる計算になります．
レール・トゥ・レール出力の場合には，回路構成が工夫されているので，電源電圧に近い電圧まで出力することができます．
データシートの等価回路を見比べると，違いがわかりますよ．
このDVMの入力段にはバッファード・チョップスタビライズドアンプ、自分の電源を出力の±５Ｖから取り出す回路が使われていました。
チョッパが分からなかったのでぐぐってみました。以下の説明のものと思えばいいですか？
http://www.cqpub.co.jp/term/chopperamplifier.htm
ありがとうございます。データシートを見て確認しました。Output Voltage SwingがVs=±15Vのときmin ±12V、typ ±13.2Vとなっていますね。
上の記事で参照している秋月のキットではNJM062というオペアンプを使っていて、こちらは最大出力電圧がmin ±13Vとなっていてtypは書かれていませんでした。マクロモデルをダウンロードして調べてみたところ、ドロップするのは±1V程度みたいでした。サイン波発振も4Vp-pになるようです。