Ver.1.003 2022.02.10
更新履歴
2019.06.24 Ver.1.000 新規作成
2019.07.12 Ver.1.001 記事追加
2019.07.16 Ver.1.002 記事追加
2022.02.10 Ver.1.003 記事追加
【はじめに】
Analog Discovery 2を使ってカーブトレーサーができます。
図 カーブトレース例
図 Wavegenを２ Channnel Autosynchronizationにする。
図 ２ Channnel Autosynchronizationにする方法
図 Chnnel2をSimpleからCustomにする
図 Custom画面
Newをクリックする。
図 Custom設定画面
図 Valuesをクリック
図 Valueの記入画面
Valueに０から９までを2個づつ書く。
図 Valueの記入
図
図 Generateをクリックする
図 Custom設定完了
図 Saveをクリック
途中でうっかりEnterを押してOKが出たら、押してください。Newの下のCutom1をクリックするとこの画面に戻ります。
終わる時は、Saveを押してください。
順当におわたっら、OKを押してください。
再度編集するときは、Newの下のCutom1をクリックするとこの画面に戻ります。
終わる時は、Saveを押してください。
図 Customの完了
図 Sample Rateの設定とOffset
Sample Rateを1.024MHzにします。パターンは4096ありますので、4.096MHzにすると、1KHzになります。1.024MHzにすると 250Hzになります。
Offsetを記入しないとAmplitudeを変更できません。
Chnnenl1を波形RampUpをえらび、Frequencyを2.5KHz Amplitudeを2V Offsetを2Vに設定します。
すると、下図のようにChneel1は０から４Vの振幅ののこぎり波になり、Chnnel2は0.65Vから2.65Vのステップパルスとなります。
Chnnel２は2SC1815のベース駆動するためで、0.65VはVBEの電圧なので、0.65Vから2.65Vの2Vを10KΩをベースにつなぐの で、2V/10KΩで200uAを１０ステッにするのでベース電流20uAステップのVc-Icカーブトレースができます。
図 設定完了
図 信号の接続図
結線を上のようにします。
図 信号源を出力させる
WelcomをクリックしてScopeアイコンを起動します。Runを押して、調整するとこういう画面になります。なお、OptionsのNoiseの チェックは外します。
赤で囲んだSouceをChnnel2に、Levelを300mVと記入しています。縦軸のChannel1,2も設定しています。
図 Scope画面
Stopの上のViewをおして、AddXYを押す。
図XY画面の表示
XYグラフをマウスでつまんで移動して、縦軸、横軸のレンジもかえて、見やすくします。カーブに点々がありますが、4096ステップを周期20ステップ で、割り振っていますので、あまりが出ますがそのせいだと思います。
図カーブトレース完了
なお、電流はR1 10Ωで検出していますので、縦軸の300mVは30mAに相当します。
このままでは、Analog Discovery 2の仕様により、4Vまでしか取れないので、外部回路を追加しないとだめです。
外部回路を設計します。
電線を引き回さなくてもいいように、Analog Discovery 2に挿してつかいます。
基板は、秋月電子通商のAE-B2-CEM3です。コネクタは2.54mmピッチ2列の2x15=30PinのL型ピンソケットです。
図Analog Discovery 2との接続
Analog Discovery 2では、電圧が足りないので、外部電源を使います。左下のコネクタから、OPアンプ用の±15Vと測定用電圧（とりあえず+24VN型半導体用、- 24VP型半導体用）を供給します。
図 P型、Ｎ型の2つのカーブトレーサー
図 2SA1015-GRの例 0〜200uAを10ステップ
縦軸は10Ωで電流を検出していますので、400mVは40mAです。
図 2SK170-GRの例 ゲート電圧 0〜-0.3Vを10ステップ
縦軸は100Ωで電流を検出していますので、400mVは4mAです。
回路は、N型半導体用
図N型半導体用回路（ケミンコンの極性に注意）
LM324/NSは、4個入りの16pinDipのOPアンプです。X1〜X4の電源が書いてありますが、同じICなので、X2のように、ICの 11pin,4pinに0.1uFのセラコンを直付けして、+15Vと-15Vをそれぞれつなぎます。
Q１は2SC1815-GRです。W1から250Hzの１VPPののこぎり波で、Q2 はソースフォロアです。
OPアンプX1とQ1とQ2は、20倍のアンプで、20VPPののこぎり波を作り出します。
なお、R8は電流検出抵抗なので、スイッチをつけ10Ωと100Ωを切り替えています。
X4とQ5は、CH1-を0Vにする回路です。
MOS-FETは、PMOSはIRFのIRFU9024N、NMOSはIRFのIRLU3410です。秋月電子通商で買いました。
Q3,Q4はいずれか１つです。配線が違うので、２つかきました。
図 P型半導体用回路（ケミンコンの極性に注意）
LM324/NSは、4個入りの16pinDipのOPアンプです。X1〜X4の電源が書いてありますが、同じICなので、X2のように、ICの 11pin,4pinに0.1uFのセラコンを直付けして、+15Vと-15Vをそれぞれつなぎます。
Q１は2SA1015-GRです。W1から250Hzの-１VPPののこぎり波で、 Q5はソースフォロアです。
OPアンプX1とQ1とQ5は、20倍のアンプで、-20VPPののこぎり波を作り出します。
なお、R8は電流検出抵抗なので、スイッチをつけ10Ωと100Ωを切り替えています。
X4とQ2は、CH1-を0Vにする回路です。
MOS-FETは、PMOSはIRFのIRFU9024N、NMOSはIRFのIRLU3410です。秋月電子通商で買いました。
Q3,Q4はいずれか１つです。配線が違うので、２つかきました。
TypeをSineにし、Frequencyを360Hzにします。Sample Rateを128KHzにします。
図３−１
そして、Scope1を以下のように設定します。
TimeのBaseを20ms/divにします。
図３−２
すると、
図３−３
つづく
2019.06.24 Ver.1.000 新規作成
2019.07.12 Ver.1.001 記事追加
2019.07.16 Ver.1.002 記事追加
2022.02.10 Ver.1.003 記事追加
【はじめに】
Analog Discovery 2を使ってカーブトレーサーができます。
図 カーブトレース例
第一章Analog Discovery 2の設定
図 Wavegenを２ Channnel Autosynchronizationにする。
図 ２ Channnel Autosynchronizationにする方法
図 Chnnel2をSimpleからCustomにする
図 Custom画面
Newをクリックする。
図 Custom設定画面
図 Valuesをクリック
図 Valueの記入画面
Valueに０から９までを2個づつ書く。
図 Valueの記入
図
図 Generateをクリックする
図 Custom設定完了
図 Saveをクリック
途中でうっかりEnterを押してOKが出たら、押してください。Newの下のCutom1をクリックするとこの画面に戻ります。
終わる時は、Saveを押してください。
順当におわたっら、OKを押してください。
再度編集するときは、Newの下のCutom1をクリックするとこの画面に戻ります。
終わる時は、Saveを押してください。
図 Customの完了
図 Sample Rateの設定とOffset
Sample Rateを1.024MHzにします。パターンは4096ありますので、4.096MHzにすると、1KHzになります。1.024MHzにすると 250Hzになります。
Offsetを記入しないとAmplitudeを変更できません。
Chnnenl1を波形RampUpをえらび、Frequencyを2.5KHz Amplitudeを2V Offsetを2Vに設定します。
すると、下図のようにChneel1は０から４Vの振幅ののこぎり波になり、Chnnel2は0.65Vから2.65Vのステップパルスとなります。
Chnnel２は2SC1815のベース駆動するためで、0.65VはVBEの電圧なので、0.65Vから2.65Vの2Vを10KΩをベースにつなぐの で、2V/10KΩで200uAを１０ステッにするのでベース電流20uAステップのVc-Icカーブトレースができます。
図 設定完了
図 信号の接続図
結線を上のようにします。
図 信号源を出力させる
WelcomをクリックしてScopeアイコンを起動します。Runを押して、調整するとこういう画面になります。なお、OptionsのNoiseの チェックは外します。
赤で囲んだSouceをChnnel2に、Levelを300mVと記入しています。縦軸のChannel1,2も設定しています。
図 Scope画面
Stopの上のViewをおして、AddXYを押す。
図XY画面の表示
XYグラフをマウスでつまんで移動して、縦軸、横軸のレンジもかえて、見やすくします。カーブに点々がありますが、4096ステップを周期20ステップ で、割り振っていますので、あまりが出ますがそのせいだと思います。
図カーブトレース完了
なお、電流はR1 10Ωで検出していますので、縦軸の300mVは30mAに相当します。
このままでは、Analog Discovery 2の仕様により、4Vまでしか取れないので、外部回路を追加しないとだめです。
外部回路を設計します。
第2章外部回路の追加
外形
電線を引き回さなくてもいいように、Analog Discovery 2に挿してつかいます。
基板は、秋月電子通商のAE-B2-CEM3です。コネクタは2.54mmピッチ2列の2x15=30PinのL型ピンソケットです。
図Analog Discovery 2との接続
Analog Discovery 2では、電圧が足りないので、外部電源を使います。左下のコネクタから、OPアンプ用の±15Vと測定用電圧（とりあえず+24VN型半導体用、- 24VP型半導体用）を供給します。
基板と回路
P型半導体用とN型半導体用の2つを作りました。図 P型、Ｎ型の2つのカーブトレーサー
測定例
図 2SA1015-GRの例 0〜200uAを10ステップ
縦軸は10Ωで電流を検出していますので、400mVは40mAです。
図 2SK170-GRの例 ゲート電圧 0〜-0.3Vを10ステップ
縦軸は100Ωで電流を検出していますので、400mVは4mAです。
N型半導体用回路
回路は、N型半導体用
図N型半導体用回路（ケミンコンの極性に注意）
LM324/NSは、4個入りの16pinDipのOPアンプです。X1〜X4の電源が書いてありますが、同じICなので、X2のように、ICの 11pin,4pinに0.1uFのセラコンを直付けして、+15Vと-15Vをそれぞれつなぎます。
Q１は2SC1815-GRです。W1から250Hzの１VPPののこぎり波で、Q2 はソースフォロアです。
OPアンプX1とQ1とQ2は、20倍のアンプで、20VPPののこぎり波を作り出します。
なお、R8は電流検出抵抗なので、スイッチをつけ10Ωと100Ωを切り替えています。
X4とQ5は、CH1-を0Vにする回路です。
MOS-FETは、PMOSはIRFのIRFU9024N、NMOSはIRFのIRLU3410です。秋月電子通商で買いました。
Q3,Q4はいずれか１つです。配線が違うので、２つかきました。
P型半導体用回路
図 P型半導体用回路（ケミンコンの極性に注意）
LM324/NSは、4個入りの16pinDipのOPアンプです。X1〜X4の電源が書いてありますが、同じICなので、X2のように、ICの 11pin,4pinに0.1uFのセラコンを直付けして、+15Vと-15Vをそれぞれつなぎます。
Q１は2SA1015-GRです。W1から250Hzの-１VPPののこぎり波で、 Q5はソースフォロアです。
OPアンプX1とQ1とQ5は、20倍のアンプで、-20VPPののこぎり波を作り出します。
なお、R8は電流検出抵抗なので、スイッチをつけ10Ωと100Ωを切り替えています。
X4とQ2は、CH1-を0Vにする回路です。
MOS-FETは、PMOSはIRFのIRFU9024N、NMOSはIRFのIRLU3410です。秋月電子通商で買いました。
Q3,Q4はいずれか１つです。配線が違うので、２つかきました。
第3章 きれいな波形にするには(2022.2.10追加）
Wavegen1を以下のように設定ます。TypeをSineにし、Frequencyを360Hzにします。Sample Rateを128KHzにします。
図３−１
そして、Scope1を以下のように設定します。
TimeのBaseを20ms/divにします。
図３−２
すると、
図３−３
つづく