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電源 |
+5V(ディジタル用) |
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携帯電話充電器流用。 |
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+5V(アナログ用) |
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+19V(バリキャップ制御用) |
TL497を使って24Vを作り三端子Rgで19Vに。 |
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−5V(OPAMP LM358用) |
555を使って生成。 |
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Q−Lメータ動作概要 |
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C値変化バージョン |
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ここでのQの算出方法は簡易的なもので、ある程度の誤差は容認することにして製作の容易さを |
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優先しています。 |
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測定原理は、直列共振回路において共振した |
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高周波信号 |
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L |
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場合は、Cの両端電圧が入力電圧のおおよそ |
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Q倍になるということを利用しています。 |
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Vin |
C |
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Vq |
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Q=Vq/Vin |
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E |
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中心周波数と、スパン周波数を設定するとスパン周波数を1/80して開始周波数と測定間隔を計算します。 |
リレーを切り替えてDDSの出力とLogAmpを直結して、基準値を測定します。 |
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DDSの出力は、200Ωと1Ωの抵抗を直列に接続した間からDUTに供給されますので |
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1/200になります。その後、リレーを元に戻し測定に入ります。 |
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制御電圧 |
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DDSで開始周波数を発振します。 |
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AVRのAポートを使って「0〜127」を出力しR-2Rラダー抵抗を使ってバリキャップの制御電圧を生成します。 |
(制御電圧は段階的になりQ測定の誤差要因になりますが、動作スピードとの兼ね合いで決定しました。) |
この時に、DUT(L)とバリキャップ(C)の接続部のレベルをLogAmp(AD8310)を使って測るのですが |
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この部分は、非常に高いインピーダンスになるのでFET(2SK241)を使ってインピーダンス変換しています。 |
LogAmpの出力をAVRのA/D変換を使ってAVR内に取り込み最大になるときのポート出力値を保存します。 |
ポート出力値(電圧)から、バリキャップの値を読み取ります。 |
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ポート出力値(電圧)に対するバリキャップの容量値は前もって測定しデータとしてAVRにプログラム |
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しておきます。 |
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0〜127までの測定が終わった段階で、最大値と基準値を比較してQの値を計算します。 |
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Qの計算方法 |
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基準値(DDS出力の1/200)をdbmに変換します。 |
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DUTを通して得た最大値もdbmに変換します。 |
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その差を計算し、出た値を倍率に変換しQの値を算出しています。 |
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算出したQの値を画面の左側からQの大きさに見合った高さに描画します。 |
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次にDDSの出力を測定間隔分増加させて同様な測定を繰り返し、得られたQの値を順次右に移動しながら |
LCDに描画していきます。 |
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Q曲線は対数グラフを使うのが普通ですが、リニアグラフを使っています。 |
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Q |
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80ポイント |
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一連の測定の中で、Qの値が最大になる周波数とその時のCの値を保存します。 |
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その周波数とCの値からLの値を計算します。 |
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最後に、画面にその周波数とC値とL値とQ値を表示して測定を終了します。 |
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C値固定バージョン |
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Cの値を固定し、そのC値に対する周波数ーQ特性を測定します。 |
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基本的な動作原理は、C値変化バージョンと一緒です。 |
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Cの値を指定すると、プログラム上に保存されているC値と比較して一番近いC値をC値として設定します。 |
バリキャップの値が設定したC値になるようにAVRのポートAを設定します。 |
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DDSの発振周波数を変化させながら、その発振周波数に対するQ値を測定し描画していきます。 |
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このバージョンは、最適なコンデンサが無い場合など容量値が近いコンデンサで代用した場合などに |
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どの程度の性能が得られるかなどの判断材料を提供します。 |
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この時も、Qが最大になる周波数とC値からL値を計算で求めています。 |
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SweepGenarator動作概要 |
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中心周波数と、スパン周波数を設定するとスパン周波数を1/80して開始周波数と測定間隔を計算します。 |
(最小スパンは1KHz 最大スパンは50MHz) |
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その後、DDSを開始周波数に設定しその出力をDUTを通してAD8310で読み取ります。 |
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その出力電圧を、AVRのA/D変換入力に入力しdbmに変換しその大きさに見合った位置に描画します。 |
DDSの発振周波数を測定間隔分増やして80回繰り返します。(1スイープは約0.5Sです) |
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その後、最初に戻って繰り返します。 |
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DDSの出力は約-3dbmです。(フルスパン時の平坦度は±1.5db以内) |
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フィルタ等の測定にはこのまま使えますが、AMP等の測定をする場合は必要に応じて外部ATTを使います。 |
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マーカーは、常に最大値を表示します。 |
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SignalGenarator動作概要 |
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DDSの出力は、50MHzのLPFとATTを通って出力されます。 |
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出力周波数は100KHz−50MHzの間で1Hz単位で設定出来ます。 |
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出力レベルは、−2dbm(±1.5db)一定です。 |
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必要に応じて外部ATTを使います。 |
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