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次に製作するAD9851駆動基板に向け、今回の基板のどこが不具合の原因なのかを調査した。
まず、正常に動作している共同研究者の基板と比較を行った。
下図が共同研究者基板の基準発振出力である。
これは自作基板とほぼ同様の出力となっていた。
次に、自作基板の基準発振をもとに共同研究者基板を動作させて見た結果が下図である。
10MHzを出力する信号を与えたが、7kHz程度の出力となっていたものの正弦波が出力されていた。
また、IOUT出力を見たが、不安定で形もいびつだったため、これからは動作試験の際はVINPの出力を見ることにする。また、SMAコネクタでないときれいな出力を確認できなかった。
以上のことから、
・基準発振出力までは正常であること
・VINPの出力を見る必要があること
・SMAコネクタでオシロスコープに繋ぐ必要があること
が、正常な発振出力が出ている際に確認するための必要事項であることが分かった。
その後、AD9851駆動基板のはんだ付けをおこなった。
回路図は、以下のものを参考にした。
下図が基板の現状である。
フィルタ部は330nH以外の部分だけ作成した。
また、信号線と電源、グランドの配線部をはんだ付けした。
次回は、SMAコネクタとDCジャック、それらを繋ぐ配線のはんだ付けを行う。
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AD9851の動作試験を行った。
前回動作していた構成と同様にして行い、下図のような出力が得られた。
Arduinoによりコントロールを試みたが、出力は変わらなかった。
・出力（上がVINN出力、下はコンパレータ出力）
また、40mV程度と振幅が小さいため正しい出力ではなくノイズであると考えられる。
まず原因として考えられたのが、基準発振の形が正常な動作を確認したときと違うことである。以前の記事、maroon555.hatenablog.com
では、下図のようなコンパレータ出力が得られ、凹凸が上端下端にはなくきれいな発振であったが、
・以前測定したコンパレータ出力
今回の出力は下図のような出力となっていた。
・今回のコンパレータ出力（下）
確認のため、先行研究基板に自作のコンパレータ基板出力を入力し、Arduinoによりコントロールしたが動作しなかった。
・先行研究基板の出力（上）とコンパレータからの入力（下）
このことからも、基準発振が原因である可能性が高いと考えられる。
また、他の可能性を考えるためにAD9851の各ピン出力を調査した。
以前の記事で測定した正常な動作をしているときの先行研究基板のピン出力が下図である。
・以前の記事http://maroon555.hatenablog.com/entry/2017/05/08/170558での結果
・今回の基板での結果
二つを比較すると7,8,11,13-18,20,21ピンに違いがあることが分かる。特に発振出力であるはずの20,21ピンが5V電源のような出力であることが異常であると思い、電源との短絡を調査したが、短絡していなかった。
次に、回路を確認するために、共同研究者が回路を作成するときに参考にした回路図のピンと素子を一つ一つ確認した。
・回路図
・共同研究者作成回路
自作のものとの違いは、
1.AGNDとDGNDを接続していない
2.VOUTNとVOUTPが浮いている（何も配線していない）
であった。
１については、先行研究基板でAGNDとDGNDは接続されていない状態、接続した状態、両方で動作試験を行い正常な出力を得られたこと。
２については、自作基板でVOUTNとVOUTPに何も接続しない状態で試験をしたが動作しなかったこと。
以上のことから動作にはあまり関係ないと思われる。
以上、全てを踏まえた結果、やはり基準発振が原因の可能性があるため、次回は先行研究基板のコンパレータ出力を自作基板に入力し動作試験を行うこととする。
次に、今回構成したシステムのブロック図を示す。青が信号線、オレンジが電源線、黒がコントロール線である。
・現状のブロック図
また、今後追加する予定である要素を追加したブロック図は以下のようになる。
・今後のブロック図
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AD9851駆動基板、水晶発振器基板、コンパレータ基板、ACアダプター分岐基板に足材を着け、アルミシャーシの上に配置し電源分岐した。
水晶発振器基板とコンパレータ基板は足材同士が多少干渉し合ってしまったが、問題なさそうなのでそのままにした。ユニバーサル基板よりも穴の位置が内側によっていることが原因のようなので次回以降調整する。
また、フィルター・アンプ基板もあったためついでに足材を着けて並べた。
・アルミシャーシ上配置図
次に、前回実行した改善内容を回路図と併せて挙げる。
まず、水晶発振器出力に10pFと10kΩを接続した。
・水晶発振器出力改善前
・改善後（赤枠内が該当部）
また、コンパレータ出力には10pFを２つ並列接続した。
・コンパレータ出力改善前
・改善後（赤枠内が該当部）
次回からは、AD9851基板を手ハンダによりもう一つ作成しようと思うが、330nHの素子が不足していたためフィルタ部は後回しにし、入手でき次第フィルタ部を作成しようと思う。
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AD9851駆動システムの動作試験を行った。
前回、基準発振回路が原因ではないかと思ったため、動作の確認されている先行研究基板に基準発振を入力して動作試験を行った。
結果は、自作基板での出力とよく似たに不安定な出力となった。この結果から、基準発振回路に原因がありそうだということが分かった。
・自作基準発振回路出力を用いた先行研究基板での出力
次に、基準発振出力の不安定さの改善のため、共同研究者及び先行研究者の基板との相違点を調査し、参考にした。
まず、水晶発振器の出力に10kΩと10pFがGNDとの間に並列につながっていたため、自作基盤にも挿入した。
・水晶発振器回路（赤枠内が該当部）
また、コンパレータ出力には10pFを並列に2個接続されていたため、挿入した。
その結果、大分出力が安定した。
・AD9851駆動基板（赤枠内がコンパレータからの入力）
・水晶発振器出力
・コンパレータ出力
次に、安定した基準発振を用いて自作AD9851駆動基盤を動作させようと試みたが、基準発振回路をAD9851駆動基盤に接続すると基準発振が不安定になる問題が発生したが、接続しなおしたら改善した。
その後、ArduinoによりコントロールしAD9851のＶＩＮＮの出力を見た結果、不安定ながらも出力は出ているようであった。
・AD9851VINN出力
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AD9851駆動基板の動作テストを行った。
最初に、USB-DDSをArduinoによりコントロールし、Arduinoプログラムが正しく動作することを確認した。次に、ArduinoによりAD9851駆動基板に信号を供給したが、ノイズが多く動作しているか分からないほどであったため原因の調査をした。水晶発振器出力、アンプ出力、AD9851出力をそれぞれ調べた。
水晶発振器の出力を調べたところ、出力が不安定でありこれが原因である可能性があることが分かった。何も接続せず電源のみを供給し水晶発振器単体で動作させた際にもノイズが多く入っていたため、原因は電源か素子にあると考えられる。
アンプは、ノイズが乗らなければ正しく水晶発振器出力を増幅できているようであった。
・水晶発振器の出力（上）とアンプの出力（下）（実際はぶれて表示されている）
AD9851の各ピンの導通を再度チェックしたが問題なかった。また、基準発振が入力されていることも確認でき、電源等も正しい電圧で供給されていた。
・AD9851出力(VOUT)
次回は、水晶発振器の電源を変えて出力の確認をしてみて、さらにAD9851駆動基板でもノイズが発生しているようなのでその原因調査を行う。
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ＤＡコンバータ駆動基盤の動作試験を行った。
VCCは5Vに設定し、REFA,REFBはともに2.5Vとした。
最初に試験した際に、出力が得られなかったため、全ての配線について導通検査及び電圧検査を行ったがすべて狙い通りの値となっていた。
その後、共同研究者がプログラムの見直しを行っている。
