秋月ファンクラブ掲示板

inara1(2018/07/17 Tue 09:30) [ 編集 ] [ 返信 ]

秋月のオシロスコープキットDSO138

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信号発生器のモニタ用にdarumaさんが組み込んだオシロスコープキット(DSO138)
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-09710/
を作りました。

いくつか変更しました。
・タクトスイッチのボタンが硬いので手持ちのものに変更
・後で取り換える可能性のある部品はpinソケットを介して実装
・C7の容量を120pFから150pFに変更

液晶モニタを付けたままだと下の回路の波形を観測できないので、波形を撮影するときには、液晶モニタの配線を延長しました。


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  1. [4140] 信号発生器のモニタ用にdarumaさんが組み込んだオシロスコープキット(DSO138)
    http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-09710/
    を作りました。

    いくつか変更しました。
    ・タクトスイッチのボタンが硬いので手持ちのものに変更
    ・後で取り換える可能性のある部品はpinソケットを介して実装
    ・C7の容量を120pFから150pFに変更

    液晶モニタを付けたままだと下の回路の波形を観測できないので、波形を撮影するときには、液晶モニタの配線を延長しました。
    秋月のオシロスコープキットDSO138
    inara1 2018/07/17 09:30 *
    1. [4141] 周波数特性補正後の波形です。左側の波形は市販のオシロスコープ(TDS2012)、右側がDSO138の波形です。DSO138の波形にはジッタ(時間軸方向のゆらぎ)があるので、写真では波形がダブって写っています。

      左側の波形のADCINという場所は、ここ
      http://akizukidenshi.com/download/ds/jye/UserManual_138_new_s.pdf
      の3ページ目の回路図の2列D行の領域にあるC8とR12の間の配線です。ここの波形がマイコンに取り込まれます。

      ADCINの波形に若干リンギングがありますが、それよりも大きなピークがDS138の波形に現われています。このピークはADCINの波形にはないので、ピークの原因はマイコン側にあると思われます。このピークは波形の立ち上がりと立下りエッジ付近だけに現われるので低周波では問題ありません(添付図の入力信号は20kHzなので目立つ)。

      ADCINの波形に現われるリンギングの原因は、オペアンプの負電源電圧(AV-)のゆらぎです。このゆらぎはデカップリングコンデンサを追加することで小さくすることができます。
      Re: 秋月のオシロスコープキットDSO138
      inara1 2018/07/17 09:42 *
      1. [4142] デカップリングコンデンサの効果を示す写真です。オペアンプの負電源ライン(AV−)のノイズと、ADCINの波形とモニタ波形が同期しているので、電源のノイズがリンギングの原因となっていることが分かります。電源ラインのデカップリングコンデンサを入れると電源ノイズは小さくなり、表示波形のリンギングも小さくなっています。

        このキットは多層基板を使っているので、電源ラインの配線がどのようになっているのか外から見えません。このノイズは三端子レギュレータ(79L05)の入力(V−)には出ていなくて、79L05の出力(AV−)の出力にだけ現われます。79L05の入力には100μFがついていますが、出力には0.1μFしか付いていません。

        波形の立ち上がりと立下りに現われるピークはマイコン側が原因と思われますが、マイコンのアナログ電源にデカップリングコンデンサを入れると改善されるかのしれません。
        Re^2: 秋月のオシロスコープキットDSO138
        inara1 2018/07/17 12:27 *
        1. [4143] 本物のオシロにはかなわないにしてもそれなりの波形は得られるということですね。

          私のほうは、SEN1のスイッチを引き出した線にブリッジが見つかって、それを直したらレンジ切替は正しくなりました。1V側でテスト信号がはみ出すことはありません。
          が、矩形波の表示が激しく乱れるようになってしまいました。カドが丸いとかヒゲが出るとかいったレベルではありません。振れ幅よりも大きな角が立ちあがり側の上下に出ます。周期的に増減します。そしてそれが、SEN1をパネルに引き出す線をつまむと一層乱れます。波形写真あとで掲出します。

          できあがった当初はそんな現象は無かったので、いじりまわしているうちにどうかなってしまったと思われます。

          トリマコンデンサを取り替えたいと思いながら100円のものだけを発注するのもなんだとズルズル経過しています。

          inara1さんのスライドスイッチはピンソケット取り付けになっているということは、延長も試してくださるのですね。それで大きな問題が出なければ私の工作に問題があるということです。
          分析的建設的な手法ではありませんが、新しくもう一度買って身を清めて作り直そうかなと思い始めたりしています。

          コンデンサの容量変更やでカップリングコンデンサなどもしたほうがよいとなれば取り入れたいと思います。
          Re^3: 秋月のオシロスコープキットDSO138
          daruma 2018/07/17 14:45
          1. [4144] >スライドスイッチはピンソケット取り付けになっているということは延長も試す
            そのつもりです。明日、実験してみます。
            Re^4: 秋月のオシロスコープキットDSO138
            inara1 2018/07/17 17:15
            1. [4145] このキットのGND側のランドはハンダが乗りにくいですね。GND側のパターンは面積が広くハンダコテの熱が逃げやすいので、普通はサーマルランド構造
              http://jaco.ec.t.kanazawa-u.ac.jp/edu/vlsi/pcbe/ch07.html
              になっていますが、このキットのサーマルランドは熱伝導が良いため、20Wくらいのハンダコテではハンダが充分溶けません。こちらでは、サーマルランドのハンダ付けのときだけ60Wのコテを使いました。

              darumaさんのキットで、トリマコンデンサを回しても調整できないというのは、トリマコンデンサの一端(GND側)のハンダがちゃんとつながっていなかったのではないでしょうか。今は偶然つながっていますが、何かの拍子にまた外れるかもしれません。
              Re^5: 秋月のオシロスコープキットDSO138
              inara1 2018/07/18 01:28
              1. [4146] たしかにハンダが乗りにくいと感じるときはありました。特にトリマコンデンサの足はそうです。以前、「足が大きいぶんたくさん乗っています」と書いたのは、イモになってたのかもしれません。大きいコテを使うほどでもないとおもったのですが。Re^6: 秋月のオシロスコープキットDSO138 daruma 2018/07/18 06:14
                1. [4171] このキットは、垂直感度を2個のスライドスイッチで切り替えるようになっていますが、それでは使いにくいので、秋月の格安ロータリースイッチ
                  http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00100/
                  を使って、普通のオシロスコープのように、つまみを回すことで感度を9段階に切り替えられるように改造しました。キットのスライドスイッチをピンソケットを介して実装したのは、この改造を予定していたからです。

                  2個のスライドスイッチの機能を置き換えるのなら、単純に4回路9接点以上のロータリースイッチを使えばいいのですが、そのようなロータリースイッチは手元になかったので、2回路2接点のリレーを4個と、ダイオードロジックで作った選択回路としました。

                  感度切り替えのスライドスイッチの配線を延長したとき、周波数特性が変わることを予想していたのですが、その予想が当たりました。影響が大きかったのは1V/divレンジで、選択回路を追加すると、矩形波のエッジがかなり大きくなり、トリマコンデンサでは補正しきれなくなっていました。そのため、C7を150pFから330pF+33pF(330pFと33pFを並列接続)に変更しました。2個のコンデンサを並列にしたのは、330pFだけだと補償不足で、470pFだけだと補償過多になったからです。0.1V/divレンジのほうは、C4のトリマコンデンサの再調整だけで済みました。

                  darumaさんの信号発生器でも1V・2V・5V/divのレンジの波形がおかしくなったようですが、SEN1のスイッチの配線を延長したのが原因だと思われます。C7の容量を220pF、330pF、470pFなどに変えて、トリマコンデンサC6を調整すると、きれいな矩形波になると思います。

                  darumaさんのほうでは垂直感度の調整をロータリースイッチ化することはないと思いますが、この掲示板を見た人のために、回路図と配線図を後で添付します。
                  秋月のオシロスコープキットDSO138の改造
                  inara1 2018/07/26 09:19 *
                  1. [4172] 発明クラブやら子供工作会やらでオシロのほうは中断しています。

                    そうですか、SEN1の配線延長が原因ですか。C7の変更を試みます。先日書いた大きな乱れはトリマコンデンサのハンダ不良が怪しいと思っています。一応トリマコンデンサは発注して今日届いていますが。

                    ロータリースイッチで感度切替、いいですね。私もそのようにしたいところですが、フロントパネルがもうぎっしりなので残念ながらできません。

                    お仕事すでにリタイヤされていたのですね。お疲れ様でした。充実した日々を過ごせますね。
                    猛暑が列島をおおっていますが、そちら暑いんでしょうね。札幌は昨日今日かなり暑いですが、それでも30℃を超えるか超えないかです。エアコンの無い我が家ですが、夕方には涼しくなります。
                    Re: 秋月のオシロスコープキットDSO138の改造
                    daruma 2018/07/26 14:02