プリント基板製作
回路はKiCADで設計し、プリント基板のレイアウトも作成しました。
一度自家製エッチングを実施してみて、パターンには問題がなさそうだったので、海外の業者(JLPCB)に発注をしてみました。
両面基板かつ大き目ということもあって、自家製のエッチングでは失敗の可能性もあった為です。
5枚の基板でOCS NEPという送料最安のオプションで約2,000円ほどの費用でした。
基板発注は初めてでしたが、やはり楽ですね。思ったより早く到着しました。
部品実装後の様子
基板背面はクリーム半田とホットプレートリフローではんだ付けしました。その他の部品は手はんだです。
ゲイン切り替え用の押しボタンスイッチ付近
アナログ入力付近、スライドスイッチでAC DCの切り替えをできるようにしています。
左側がレベルコンバータです。右下にあるのがゲイン制御用PICです。左上のジャンパで3.3V or 5Vの入力切替を行います。
PICOのパターンを間違ってしまい、本来の幅より一個分(2.54mm)広くしてしまった為、基板幅調整用にアダプタをかましています。
実際の利用用途からすると、ブレッドボード上の信号を計測するシーンが多いかなと思い、専用のプローブ基板を準備しました。
こちらは1:1入力する為の物です。
こちらは1/10に分圧する為の回路が入っています。
分圧プローブ回路
利用例
ちょうどよいスマホスタンドがあったので、これを利用してこんな感じの接続状況になります。
スマホスタンド接近画像です。
ロジアナ機能
まずはロジアナ機能の確認のために、PICがアンプを制御する際に使っているSPI信号をキャプチャしてみました。
きちんと取れました。
アナログ入力
続いてアナログフロントエンドの実力確認です。
電圧の設定がこれでいいのか、ちょっとまだ自信がありませんが、こういう設定にしています。
ゲインから電圧範囲を逆算しています、ゲインによって電圧のオフセットがあるようなので、こちらは実測で調整しています。
-17dbmぐらいの10kHzの正弦波を入力します。
ゲインx1の場合
信号レベルが小さいので、波形も段差が大きいです。
FFTで見るとノイズ(高調波)が多いことがわかります。
ゲインx5の場合
まだ、波形はあまりきれいではありません。
ゲインx10の場合
だいぶ良くなってきました。
ゲインx32の場合
かなり純度が上がったようですね、FFTの結果にノイズがほぼなくなりました。
どうもゲイン切り替えると画面を上下に移動しまって、波形を見るために、だいぶ移動しないといけないのが不便なのですが、一応目的としていた微小信号の観察にも利用できそうです。
DSOとロジアナを切り替えて利用できるのもとても便利ですね、卓上に置いて電子工作のおともにいかがでしょうか。
基板が4枚余ってしまって、さてどうしたものか。。