90年代に作った測定器を取り出して、使えそうなものを改良しようとしている。まずはACボルトメータ。デジタルパネルメータ付きというのはあまり市販品には見られない。4 1/2桁なので、FSの1/100でも実用的。つまり、最小レンジは1mVだが、10uVでも理論上3桁表示される。

下の写真は、1MHzの正弦波入力を入れたところ。

130228.jpg

当時の製作意図を書き出すと、アナログメータは動きのある値を見るためのもの。押しボタンでレンジ切換、右の3つは互いにOn/Off連動、左は独立でmV/Vを切り替える。分かりやすさではロータリーSWよりもいいが、ケース自体が軽く、フロントパネルが強度不足ということもあって、ケースをいちいち手で押さえないとスイッチがうまく入らないという問題が製作後に気づいた。そこで、モニタ出力BNCを改造して、ロータリーSWを増設した。

製作当時のゴールは、入力インピーダンス10MΩ、周波数域 10Hz~1MHz、レンジ 1m/10m/100m/1/10/100V という設定。実測したところ、1MHzでは5%の低下、1.5MHzでは-10%の低下となっていて、市販品と変わらない性能をいまでも保っている。

130228-1.jpg内部の基板は片方がデジタルメータ、片方がボルトメータ。

130228-2.jpgデジタルメータ部はFS入力が1VDC。ICL7129という、液晶LCDドライバ付き4 1/2桁のADコンバータを使っている。いまでは貴重品かもしれないが、PICチップ等の登場で役目が既に終わった。

130228-3.jpgボルトメータ部は-60dBATTにより、1/10/100Vの入力をそれぞれ1/1000に落とす。つぎに2SK30Aによるバッファを経て、高速オペアンプ LM6365Nで50倍増幅される。LM6365Nは入力インピーダンスが高くないので、そのために2SK30Aをかませた。

LM6365Nの出力をJFETアナログスイッチによって、1/10/100分の1に落とされ、異なるレンジの入力が同一レンジに変換される。LM6365NによってFS 1Vrmsに増幅し、LM6161Nによる絶対値回路に送られる。その後、LM318Nによる積分回路によってDCに変換され、最後のOP-07によって10倍増幅し、アナログメータに出力する。アナログメータはFSが10Vなので。

さて、改造する箇所を考えてみた。
1.液晶LCDからLEDへ。バックライト付きのLCDなら文句ないが、見つからなければLEDに変える。4 1/2桁のLEDはなかなか見つからない。
2.ノイズを低減させる。周波数域と最小感度の両立は技術的に大変困難。それでも、回路の見直しで少しでも向上したい。
3.プリント基板にする。製作当時はユニバーサル基板を使っていたが、片面プリント基板は自作できるようになった。
4.回路の見直し。高速オペアンプといえば、当時ではLM6361/4/5になってしまうが、いまはLM7171が格安で手に入る。入力インピーダンスも40MΩと高く、FETバッファが要らないかもしれない。また、アナログパネルを1Vにして、最後の10倍増幅を無くしたい。

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