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2019年8月 8日 (木)

量子力学 dcs Elgar DAコンバータ 5bit Ring DAC の解析 4

08082xxdcs Elgar DAコンバータ 5bit Ring DAC の解析の準備だが、先ず基板が取り出せるようにrca出力やバランス出力の配線を切断する。次はドライブトランジスタ(4個パラネジ止め)で、a級動作をしているからかなり熱い。うっかり触ろうものならば手元が狂い、オシロスコープのプローブで短絡しかねず危うい。そこで断熱用のフェルトを仮付けした。gndポイントは基板の中央に設けて、どのポイントからも最短gndにする。シンメトリーな基板だから、手前側半分の赤色丸印opamp4個が調査対象回路になる。

08083基板のパターンを表から裏から追っかけて、できるだけ多くの回路スケッチする。1980年代に遡るが、ロボットベンチャー黎明期は大手サーボモータメーカーのサーボアンプをこのようにして良く調べたもので、回路より仕組みとか思想を読み取るのが主な目的だった。しかし今回はだいぶ事情が違い、思想や仕組みではなく、どのポイントから電流出力を引き出せば良いかを探るために、回路は正確にスケッチしなければならない。

080846層か8層か?多層基板は内層までパターンが縦横無尽に走り見えない。それを追っかけるのは結構面倒な作業になり、4個のopamp周りを調べるのに丸一日も掛かった。抵抗ラダー部と差動電流電圧変換の一部のスケッチが上がった。何となくイメージは沸いてきて、opamp黄色丸印の一番上側のop275に抵抗ラダー部が接続されており、ここが電流電圧変換回路か?この段階で通電してスケッチが概ね正しいか評価をする。

08085オシロスコープtds784dをdpo(デジタルフォスファ)にする。先ずは無信号時のtp12のオフセット付きアナログ出力と、正相の抵抗ラダー部の電流波形(強引に電圧で読む)を見る。ご覧のように50mvレンジでは、2.822Mhzサンプリングノイズがこれだけの大きさになる。

08086次は正相で、1khzサイン波のtp12出力と抵抗ラダー部の波形です。これは本邦初公開?のdcs daコンバータの電流出力画像になるでしょう。


08087続いて逆相で、上と同じ1khzサイン波のtp12出力と抵抗ラダー部の波形。tp12の位相に対して、同じ位相の電流波形が出てしまい、これはおかしい?どうやらアナログ回路が起動してサイン波ノイズが増えて正確な電流波形の測定は無理がありそう。だがda流入電流ポイントは明らかのようだ。

08089xそこで回路のスケッチを追い込んだ。するとopamp ad797の-端子に電流が流れ込んでいるのを遂に発見した。これで電流電圧変換の大局は判明したコトになる。op275が電流電圧変換担当として追っかけたがそうではないようで、イマイチ不明だが後で丁寧に解析する。100phか100μhか分からないが、2.822Mhzのノイズを落とすためにインダクタが使われており、このポイントが電流回路であることを表している。

08088そこでインダクタ部にテストピンを立てて正相と逆相の電流を見た。サイン波は出ているが180度位相ズレが見えない、とゆうコトは1khzサイン波電流によるノイズのボトムアップと判断する。デジタルフォスファにしないと見えない波形で、tds784dの真骨頂です。上画像のように正相逆相の電流出力が分かり、パターンカットして外部に引き出し水晶粒防振ofc純銅トロイダル差動トランスを接続する。

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