DAC基板が、以前使用を想定していたLTC2624から変更があったため、

MCP4726駆動基板を製作した。

回路図、抵抗値とコンデンサの容量はデータシートから下図を参考にした。

・回路図

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・値

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これらを基に製作した基板が下図である。

 

・表面

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・裏面

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表にあるtantalum capacitorの所在が分からなかったため、とりあえず無い状態のものを製作した。

 

導通に問題なかったので、次は共同研究者が駆動に成功したプログラムにより駆動する。

タグシールの貼り付けをおこなった。

また、基板リストに誤りがあったため修正した。

 

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AD9851内蔵コンパレータの出力上限が22MHzであったため改善を行った。

 

出力とグラウンド間に10pFと1kΩを繋いだところ、30MHzの出力を確認できた。

・コンパレータ出力

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しかし、出力を変化させると以下のような信号が出力される場合があった。

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上記のような不安定な出力の時には、VINP出力もノイズを多く含んでいたためそれが原因と考えられる。

そのため、VINPにも10pFを挿入してみたが変化は見られなかった。

2枚目の手はんだ基板のQOUT出力の安定化を試みた。

AD9851のDAC出力に10pFをグラウンドと並列に挿入したところQOUT高周波出力が安定した。

 

・10pF挿入後のQOUT30MHz出力

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・10pF挿入前のQOUT20MHz出力f:id:maroon555:20180110145840j:plain

 

 

しかし、3枚目の手はんだ基板に同じ改良を施したが安定はしなかった。個の基板については不安定な原因が他に存在する(IOUT出力からフィルタまでがジャンパ線により湾曲して接続されていること等の)可能性がある。

・10pF挿入後の30MHz出力

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今回は、3枚目の手ハンダ基板製作をした。

完了後、導通試験を行い問題なかったので動作テストをした。

動作テストをしたところ、正常な動作を確認できた。そこで、2枚目に製作した手ハンダ基板をPapilioにより駆動し、そのQOUTの20MHz出力を基準発振として3枚目の手ハンダ基板に入力しArduinoでのコントロールに成功した。

 

仮置きで行ったので煩雑ではあるが一応実験の様子を掲載する。

・実験の様子

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・1MHz出力

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今回は仮実験であったので、1MHzという低周波Arduinoでの駆動かつ6逓倍も選択していないが、二枚ともPapilioにより駆動すれば、180MHz程度を基準発振とした出力を取り出せると思われる。

 

次回は、基準発振を30MHzとして実験をしてみようと思う。また、QOUTの高周波での不安定さの解消も試みる。

ad9851内部コンパレータを使用したQOUT出力波形を測定した。

 

・10kHz

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・2MHzf:id:maroon555:20180110145835j:plain

・10MHzf:id:maroon555:20180110145838j:plain

・20MHz

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・30MHz

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AD9851駆動基板の周波数特性について

共同研究者の作成したプログラムにより、駆動した。

はじめに、プログラム内では基準発振周波数を30MHzの6逓倍である180MHzとしていたため、うまく動作しなかった。今回使用する基板は12.8MHzであるため、12.8×6=76.8MHzとして計算した値により駆動したところうまくいった。

 
プログラム操作方法

周波数ワードは

 目的周波数×2^32/基準発振周波数

の値を16進数変換することで得られる。

プログラムを使用する際は、

ヘッダーとして、

DDS1

と入力し、その後位相・コントロールワードを後ろから見た値

例:位相0で6逓倍選択なら、0x01

さらに、先ほど求めた周波数指定ワード

例:0x10000000

を入力することで操作できる。

 

以下、実験結果を画像と共に示す。

 

・2MHz

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・10MHz

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・20MHz

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・30MHz

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・35MHzf:id:maroon555:20180109234606j:plain

 

周波数の出力上限は、約35MHzであった。基準発振が76.8MHzであるため妥当な値であると考えられる。

電圧値は2MHz~30MHzまでは、ほぼ変化がなかった。

 

 

SMA3103-Dについて

まず、オシレーターにつないで計測して見たが、下図のような出力であった。

・SMA3103出力

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この出力は、入力を変えても変化は無く、電源のみを供給した状態でも出力されるため、ノイズが増幅されていると判断した。

その後、回路の確認や導通チェックと計測を3回ほど繰り返したが変化は無かった。

 

駆動するものを実現するためには作り直しが早いと考え、作成しなおした。

前回、二個並列で作成したが、非具合発生時に原因が分かりにくくなるためひとつずつ計測をした。また、素子の故障も視野に入れて、もう1つ青基板上に駆動回路を製作した。

・1つ外した状態(新しいSMA3103)

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電源のみを繋いだ状態で計測をした結果、出力は小さく(P-P:80mV程度に)なっていた。

これは、動作が確認されているSMA3103駆動基板と同様の出力であったため正常と判断した。

・電源のみ供給した状態

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この基板に対し、オシレータにより信号を入力し測定を行った。

40MHz以下では、波形が安定せず測定不可であったため、50MHz以上での測定結果を図と共に掲載する。入力レベルは300mVである。

 

50MHz

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・60MHz

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・70MHz

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・80MHz

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・90MHz

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・100MHzf:id:maroon555:20180109234905j:plain

・110MHz

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・120MHz(スケールがこれのみ200mV)

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・130MHz

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・140MHz

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・150MHz

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結果として、電圧値が周波数により大きく異なり、300mVの入力に対して120MHzはわずかに増幅され、その他は入力よりも小さくなってしまっていた。

波形の形の変わり方は、動作が確認されている基板と同様であったため増幅器に入力はされているようだが、出力までの過程に問題があると考えられる。

 

 

原因については次回調査する。