お手軽ツールで今更学ぶアナログ(5) 信号の影は何? Analog Discovery 2

JosephHalfmoon
JosephHalfmoon

一昨日発注の部品が昨日には届き、秋月電子通商殿のデリバリには関心しきりなのであります。最近、別シリーズでSOT23をブレッドボードに刺せるようにする変換基板の使いでが良いので、手持ちのOPアンプどもにも適用したいと考えて部品を入手したのであります。そのテストの過程で、Digilent社のAnalog Discovery2に抱いていた疑問の一つが氷解(ってほどでもないか、予想通り。)

引っ張っても何なので、Analog Discovery2に抱いていた疑問の件を最初に書いておきます。Analog Discovery2のオシロの画面で、末尾のスクリーンキャプチャのように、信号に「影」が付くことがあり、それは何?という疑問です。漠然と、

ノイズかや?

などと流していたのです。マニュアルにも書いてないっぽいし。今回Digilent社の質問のページをあさっていて、その理由が書いているページを発見しました。

Analog Discovery oscilloscope waveform plot

結論から言えば、予想どおり。なんのことはない。

さて、今回は、なぜそれが今更気になってしまったのか、その過程をダラダラ書きます。(少しアルコールも入っているし。。。)

「古代MOS回路」の別シリーズを読んでいただいている方はご存知だと思いますが、ディスクリートのNMOSトランジスタ、BSS138(SOT23パッケージ)を秋月電子の表面実装基板を2.54mmピッチのピンに変換する基板に搭載してブレッドボードで実験するのがなかなか使いで良いです。そう思っていたら、Analog Devices社の実験部品キットADALP2000にも表面実装部品をブレッドボード用に変換するBOB(ブレーク・アウト・ボード)が多数含まれていました。ブレッドボードで実験するならこれだね、とばかり、手持ちの部品を端からBOB化することにいたしました。そのために変換基板やらソケットやらを秋月電子の通販で手に入れた、というわけです。具体的には、

  1. DIPのICには、丸ピンのソケットを漏れなく配布
  2. 表面実装部品は2.54mmピッチに変換する変換ボードに半田付け

というだけのことです。DIPの足はひ弱で幅広、直ぐに曲がってしまい、折れて下手をすると取れてしまいます。ADALP2000についてきたブレッドボードには刺さりますが、もともと持っていたピンの径の狭いブレッドボードには刺さりませぬ。そこで足が曲がって悲しくならないように、ブレッドボードに刺しやすい丸ピンソケットを使うことにいたしました。

また、表面実装部品をピン化する変換基板は秋月電子殿にはいろいろな種類が売られています。今回は、オペアンプ共メインなので8ピン、1.24mmピッチのものを中心に入手してみました。

楽しく?半田付けなどをして、テストはどうするかな~と考えました。

オペアンプだし、反転増幅器でも作って確認すればよくね

安直ですが、それで決まり。

まずは、何度かお世話になっているアナデバOP97。DIPパッケージなのでソケットをつけてみただけ。でもこれで、普通のブレッドボードにも刺さるようになりました。確認用の反転増幅回路(大体ゲイン5倍)はこちら。

Analog Discovery2で1kHzの入力信号を与え、だいたい5倍の出力が得られることを確かめました。OK!

続いて、もうひとつDIP。NJU7043Dであります。JRCのCMOSフルスイングオペアンプ。8ピンDIPに2回路搭載であります。7043の確認用の反転増幅回路(大体ゲイン5倍)はこちら。

メンドクサイので、信号にオフセットを加えず、重ねて表示。入力は100mA振幅に設定、ま、大体5倍になってますね。

つづいて、リニアテクノロジー(今ではアナデバですが)LT1498 。こちらも1パッケージに2回路搭載のタイプ。パッケージはSOP8なので、SOP8の変換基板に半田付けであります。しかし、この秋月電子製変換基板に搭載すると

NJU7043Dとピンコンパチ

ま、オペアンプは会社が違っても似たもの同士は同じピン配であることが多いので、びっくりすることもないのだと思います。上で作ったNJU7043D用の実験回路のIC部分を差し替えるだけで動く筈!

差し替えました。Analog Discovery2の電源やら入力信号やらオシロやらの設定もまったく同じ。動きました。上のグラフとまったく同じに見えますが、下は、LT1498の波形です。

さて最後は、LT6230、ここまで試してきた中ではもっとも高速なオペアンプであります。これもパッケージによっては2回路搭載。その場合は、NJU7043DやLT1498とピンコンパチになった筈。しかし、手元にあったのは、1回路搭載のSOP23です。このところ多用している6ピンのSOP23変換基板に半田付け。実験回路はこちら。

動かしてみました。下のようになりました。実線の信号だけ見ていると、他のチップ同様、大体5倍で増幅しているのかな~という感じなのですが、

周囲に見えている影のようなものは何?

まあ、以前からAnalog Discovery2使っているときにはそれが見えていて(見て見ぬふりをしていた?)、ノイズかね、などと思っておりました。

今回、Digilent社のページをあさり、このページの頭の方にリンクを貼り付けましたが、その考えで間違っていないようです。高速なLT6230だからか、などと一瞬思いましたが、よく見れば黄色の入力信号自体にノイズが乗っています。青の出力信号のノイズはその大体5倍くらいの幅にみえます。アンプというより実験回路の入力に問題があるようです。原因追及はまた後で。いいのかそんなんで。

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