ST560 のバックアップ(No.4)

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  • 1 (2019-07-12 (金) 20:37:33)
  • 2 (2019-07-19 (金) 14:55:12)
  • 3 (2019-07-19 (金) 14:55:44)
  • 4 (2019-07-25 (木) 17:42:50)

AndoLabInstruments

• SR560-likeなスイッチ切り替えフィルタ回路

機能 †

• ローパスフィルタ / 位相補償フィルタ
  
• カットオフ周波数 (f1, f2)：0.03, 0.1, 0.3, 1, ..., 10k Hz
  
• DCゲイン (G)：1.0, 2.1, 4.5, 10, 21, ..., 4500
  
• 入力DC/AC切り替え
  
• インバータ
  
  
  

ゲイン100以下, 周波数1kHz以下での使用を推奨（理由は最後の「問題点」を参照）

外観・内観 †

3つのノブがそれぞれf1, f2, Gainのスイッチ

内部構成 †

内部はオペアンプ基板と切り替え用コンデンサ・抵抗の基板に分かれており、スイッチ・コネクタ等がフロントパネルに固定されている



オペアンプ基板


切り替えコンデンサ・抵抗の基板

回路図 †

使用部品 †

• 切り替えスイッチ：アルプス電気　ロータリースイッチ12極 M-1C（資材室より）
• コンデンサ：ポリエステルフィルムコンデンサ
  • 33uF : EPCOS ポリエステルコンデンサ(PET), 63 V ac、100 V dc, 33μF, ±10%
  • 10uF : KEMET ポリエステルコンデンサ(PET), 40 V ac、63 V dc, 10μF, ±5%
  • 他：安東研ストック品
• 抵抗：金属皮膜抵抗（？安東研ストック品）
• 回路基板：GeneralBoard（汎用フィルタ基盤　P板.comで製作）

パフォーマンス †

伝達関数 †

• ローパスフィルタ（カットオフ周波数切り替え, DC gain=1固定）
  
  

• ローパスフィルタ（f2=100Hz固定, DCゲイン切り替え）
  
  

• 位相補償フィルタ（f1=f2/10固定で切り替え）
  
  

• 位相補償フィルタ（f1=100Hz固定, f2切り替え）
  
  

ノイズレベル †

• ローパスフィルタ（f2=0.03Hz固定, ゲイン切り替え）
  
  最下段のゲイン切り替えオペアンプの前段階換算で約1.5e-8 V/rtHz @ f>10Hz

問題点 †

• 高周波数帯に約3e-5×(f/10kHz)の伝達経路がある　※ 1つ目の伝達関数参照
  • 配線等を介したカップリングか？

• 高ゲインの場合に余分なローパス特性がかかる　※ 2つ目の伝達関数参照
  • ゲイン切り替え段の抵抗部分に並列に約40pFの静電容量がある？　配線などによるものか