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スピードガンについて 千葉 12/12/14(金) 16:16 [添付]
Re:スピードガンについて editor 12/12/15(土) 14:40
Re:スピードガンについて 千葉 13/1/16(水) 14:55
Re:スピードガンについて 千葉 13/1/17(木) 14:10
Re:スピードガンについて editor 13/1/17(木) 15:23 [添付]
Re:スピードガンについて 千葉 13/1/17(木) 17:15 [添付][添付][添付][添付][添付]
Re:スピードガンについて editor 13/1/18(金) 13:55 [添付]
Re:スピードガンについて 千葉 13/1/18(金) 18:21 [添付]
Re:スピードガンについて editor 13/1/19(土) 17:44 [添付]
Re:スピードガンについて 千葉 13/1/21(月) 14:39
Re:スピードガンについて editor 13/1/21(月) 22:30 [添付][添付][添付]
補足:電圧を加える場合の注意 editor 13/1/22(火) 1:08 [添付]

スピードガンについて
 千葉  - 12/12/14(金) 16:16 -
初めまして、千葉と申します。
早速ですが質問させていただきます。

RFワールドNO.5でのスピードガン製作についての質問です。
ピークホールド回路の3ピンにf-v回路の出力を入力したのですが、1ピンの出力が0Vしか計測できません。

8ピンには+5V、4ピンには-5V入力されています。

原因としてどんなことが考えられるでしょうか?

回路の画像も添付しておきます。
添付画像【回路.jpg : 11.5KB】
【回路.jpg : 11.5KB】

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[添付] :回路.jpg (11.5KB)

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Re:スピードガンについて
 editor  - 12/12/15(土) 14:40 -
 千葉さん,小誌ご愛読ならびに書き込みありがとうございます.

▼千葉さん:
>ピークホールド回路の3ピンにf-v回路の出力を入力したのですが、
>1ピンの出力が0Vしか計測できません。
 これはIC3のTL082ですね.

>8ピンには+5V、4ピンには-5V入力されています。
 TL082の電源電圧は正常と思われます.TL082のピン1が0Vという
のも(いまのところ)正常と思われます. 

>原因としてどんなことが考えられるでしょうか?
 原因はたくさん考えられます.

 基本的なチェックの例:
(1)ICの向きやピン番号を間違えていないか?
(2)回路図どおりに配線できているか?
(3)+5Vを通電し,消費電流と各部の電圧をチェックしてみる.

 すでにチェック済みかもしれませんが,もう一度チェックしてみてください.
上記の結果はいかがでしょうか?

 上記で問題がなさそうなら,下記をチェックしてみてください.

(4)ドップラーセンサモジュール(NJR4178J)を信号処理回路に接続し,
ドップラーセンサモジュールと信号処理回路の両方に電源を供給する.

(5)IC1(LM358)の出力であるピン7の電圧をオシロスコープで観測する.
オシロスコープの観測レンジは0.1〜1V/div.あたりで良いと思います.

 この状態でドップラーセンサモジュールのアンテナ面に手のひらを
近づけたり遠ざけたり動かす.このときオシロスコープに信号が現れ
るでしょうか? 手のひらよりも十数cmぐらいの大きさの金属物のほうが
レーダー断面積(RCS)が大きく,信号があらわれやすいと思われます.

(もしもオシロスコープをお持ちでなければ,オーディオ・アンプとか
セラミック・イヤホンでも代用できるかもしれません.)

以上です.よろしくお願いします.
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Re:スピードガンについて
 千葉  - 13/1/16(水) 14:55 -
明けましておめでとうございます。
返事が遅れてすみません。

現在、ピークホールドの1ピンからオシロスコープで確認した際、電圧が確認できました。
D2のアソードまで電圧が確認できたのですが、カソードでは確認できませんでした。
D1ではアソード、カソードどちらからも電圧が確認できました。
ダイオードの向きは何度も確認しましたが症状が治りません。
また、ホールドコンデンサでも電圧が確認できませんでした。

どのようなことが原因として考えられるかお答え願います。
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Re:スピードガンについて
 千葉  - 13/1/17(木) 14:10 -
▼千葉さん:
現状の詳細を再度投稿させていただきます。

問題となっているところはピークホールド回路の周辺です。
確認方法は電源電圧で5Vを流し、モジュールに音叉を当てて、各部位にオシロスコープで測定しています。

確認できていることは
1.ピン3、ピン1から電圧を確認。
2.ADM660から-5Vが出てピン4に入っていることを確認。
問題点は
3.D2のアソードは電圧が確認できたが、カソードでは出来ていない。
  つまり、ピン5とホールドコンデンサでは電圧は確認出来ていない。
4.D1ではアソード、カソード共に電圧が確認できた。
  だが、R1(10k抵抗)の手前までは電圧が確認できたが、R1を通ると電圧  は確認できず、6、7ピンからは電圧が確認出来ていない。

原因を考えて実行した内容は
(a)ダイオードの向きを確認
(b)部品の故障(全て新品に変更)
(c)回路のミス、半田付けのミスがないか確認。

これらの症状は何が原因だと考えられますか?

また質問で、4のD1でアソード、カーソド共に電圧が確認できることに問題はあるのでしょうか?またR1を通ると電圧が確認できないということは電流が大きいことが原因でしょうか?

どうかお答え願います。
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Re:スピードガンについて
 editor  - 13/1/17(木) 15:23 -
千葉さん,小誌ご愛読ありがとうございます.

>▼千葉さん:
>問題となっているところはピークホールド回路の周辺です。
 IC3によって構成されているピーク・ホールド回路は,
IC3aで理想検波回路(理想ダイオード)を
IC3bでボルテージ・フォロワを
それぞれ構成しています.

>確認できていることは
>1.ピン3、ピン1から電圧を確認。
 音叉を近づけたときと,遠ざけたときにTL082のピン3とピン1に
現れる電圧をオシロスコープで観測されたものと
存じます.それぞれどのような波形が得られていますでしょうか?

>2.ADM660から-5Vが出てピン4に入っていることを確認。
 負電源は問題ないようですね.

>問題点は
>3.D2のアソードは電圧が確認できたが、カソードでは出来ていない。
>  つまり、ピン5とホールドコンデンサでは電圧は確認出来ていない。
 D2のアノードを確認されたとのことですが,どういった
信号を加えたときに,どういった波形や電圧が出ているでしょうか?

>4.D1ではアソード、カソード共に電圧が確認できた。
>  だが、R1(10k抵抗)の手前までは電圧が確認できたが、
>R1を通ると電圧  は確認できず、6、7ピンからは電圧が確認出来ていない。
 上述したようにIC3bはボルテージフォロワを構成しています.
 したがってIC3のピン5の電圧とピン6およびピン7の電圧は同じになる
はずです.

>原因を考えて実行した内容は
>(a)ダイオードの向きを確認
>(b)部品の故障(全て新品に変更)
>(c)回路のミス、半田付けのミスがないか確認。
>
>これらの症状は何が原因だと考えられますか?
 原因はいろいろ考えられます.

 ピークホールド用コンデンサC4には,どんな種類のコンデンサを
使われているでしょうか? 漏れ電流の少ないフィルム系が好適です.
パスコン用の積層セラミックやアルミ電解は不適です.


>また質問で、4のD1でアソード、カーソド共に電圧が確認できることに
>問題はあるのでしょうか?またR1を通ると電圧が確認できないということは
>電流が大きいことが原因でしょうか?
 D1のアノードとカソードの両者では,それぞれどういった状態のとき
どんな電圧が観測されていますでしょうか?
 IC3aは理想ダイオード回路なので,D1のA-K間にはダイオードの
順方向電圧差Vfが観測できるはずです.

 理想ダイオード回路と,ボルテージフォロワ回路を切り分けて,
それぞれの動作を検証するのが早道かもしれませんが,
いかがでしょうか?

以上,よろしくお願い申し上げます.
添付画像【RFW05fig07-samplehold.jpg : 31.0KB】
【RFW05fig07-samplehold.jpg : 31.0KB】

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Re:スピードガンについて
 千葉  - 13/1/17(木) 17:15 -
返信ありがとうございます
確認できた信号の画像を送ります


全て同じ音叉を使用し、ピン3の信号が入力された時の信号を測定しています

画像は上から
ピン3
ピン1
D2アノード
D1アノード
D1カソード の順番になっています


またコンデンサはフィルムコンデンサのTK.22k 250V を使用しています
添付画像【3ピン.GIF : 98.2KB】
【3ピン.GIF : 98.2KB】

添付画像【1ピン.GIF : 103.9KB】
【1ピン.GIF : 103.9KB】

添付画像【D2アノード.GIF : 236.8KB】
【D2アノード.GIF : 236.8KB】

添付画像【D1アノード.GIF : 245.6KB】
【D1アノード.GIF : 245.6KB】

添付画像【D1カソード.GIF : 255.7KB】
【D1カソード.GIF : 255.7KB】

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[添付] :3ピン.GIF (98.2KB)
[添付] :1ピン.GIF (103.9KB)

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Re:スピードガンについて
 editor  - 13/1/18(金) 13:55 -
千葉さん,書き込みありがとうございます.
 C4はフィルム・コンデンサをお使いの件,承知しました.

▼千葉さん:
>返信ありがとうございます
>確認できた信号の画像を送ります

(1)これらの観測画像の測定条件を教えてください.
・電圧軸は何V/div.でしょうか?(リードアウト表示通りでしょうか?)
・DCカップリングでしょうか?ACカップリングでしょうか?
・グラウンド(0V)レベルは,どこでしょうか?

(2)理想ダイオード回路の動作確認
 添付した図の点A,点B,点Cをカットします.
 点Aに数百mVp-pの正弦波をACカップリングで加え,DCカップリングで点Bを
観測します.
 点Bに半波整流波形が現れれば正常と考えられます.

(3)ボルテージ・フォロワの動作確認
 添付した図の点A,点B,点Dをカットします.
 点Dに数百mVp-pの正弦波をDCカップリングで加え,DCカップリングで点Cを観測します.
 点Cに入力と同じ波形が現れれば正常と考えられます.
 
(4)IC1a(LM358)によるプリアンプの増幅度はいかがでしょうか?
 設計値では約100倍ですが,そのぐらいのゲインが得られているでしょうか?

以上,よろしくお願い申し上げます.
添付画像【RFW05fig07-samplehold-2.jpg : 32.0KB】
【RFW05fig07-samplehold-2.jpg : 32.0KB】

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Re:スピードガンについて
 千葉  - 13/1/18(金) 18:21 -
画像の条件は、表示どうりです
ACカップリングだと思います
グラウンドは中心の位置になっています
>
>(2)理想ダイオード回路の動作確認
> 添付した図の点A,点B,点Cをカットします.
> 点Aに数百mVp-pの正弦波をACカップリングで加え,DCカップリングで点Bを
>観測します.
> 点Bに半波整流波形が現れれば正常と考えられます.
確認しましたが、半波整流ではなく全波整流しか現れませんでした
D1ダイオードのアノード側に電圧がかかってるのが原因だとは思いますが、どこからかかっているのか分かりません
画像も送ります

>(3)ボルテージ・フォロワの動作確認
> 添付した図の点A,点B,点Dをカットします.
> 点Dに数百mVp-pの正弦波をDCカップリングで加え,DCカップリングで点Cを観測します.
> 点Cに入力と同じ波形が現れれば正常と考えられます.
点C、Dともに同じ波形が確認できました 

増幅の点については、数十倍〜約百倍くらい増幅されています
正確な値は確認できませんでしたが増幅はされていました
添付画像【DSC_0251.JPG : 0.8MB】
【DSC_0251.JPG : 0.8MB】

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[添付] :DSC_0251.JPG (0.8MB)

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Re:スピードガンについて
 editor  - 13/1/19(土) 17:44 -
千葉さん,書き込みありがとうございます.

▼千葉さん:
>画像の条件は、表示どうりです
>ACカップリングだと思います
>グラウンドは中心の位置になっています
 承知しました.

>>(2)理想ダイオード回路の動作確認
>> 点Bに半波整流波形が現れれば正常と考えられます.
>確認しましたが、半波整流ではなく全波整流しか現れませんでした
 すみません.私の理解が間違っていました.お詫び申し上げます.
IC3aの回路は理想ダイオードではなく,コンパレータとして動作いたします.
 IC3まわりの回路は,IC3a,D1,D2,IC3bでトラック&ホールド動作型の
ピーク・ホールド回路を構成しています.

>>(3)ボルテージ・フォロワの動作確認
>点C、Dともに同じ波形が確認できました 
 (今のところ)ボルテージ・フォロワは正常に動作しているようですね.

>増幅の点については、数十倍〜約百倍くらい増幅されています
>正確な値は確認できませんでしたが増幅はされていました
 これも正常のようですね.

 少し回り道ですが,確認のため下記を教えて頂けませんでしょうか?
 番号は(11)からです.

(11)テストに使われた音叉の周波数は何Hzでしょうか?
 動作波形にちょっと解せない点があるのでお尋ねします.

(12)ホールドコンデンサC4はフィルム・コンデンサを使われて
いるとのことですが,どのようなフィルムコンデンサを
お使いでしょうか?
 現在ではマイラー・フィルム系(ポリエステル・フィルム,PETフィルム)が
一般的で,これは漏れ電流が少ないのでホールド用に適しています.
 (現在は生産されていないはずですが)スチロール・コンデンサは吸湿によって漏れ電流が増えるので不適です.

(13)D1,D2,IC3には何をお使いでしょうか?回路図と同じ型名の
ダイオードやICをお使いでしょうか?それとも代替品をお使いでしょうか?
 D2は特に逆方向リーク電流が影響します.高速スイッチング用の小信号シリコンダイオードなら他の品種でも代替可能ですが,ショットキーバリアやゲルマニューム・ダイオードは逆方向漏れ電流が多いので不適です.
 IC3は入力バイアス電流が影響するのでFET入力が必須です.バイポーラ入力は不適です.

以上,よろしくお願い申し上げます.
添付画像【RFW05fig07-samplehold-3.jpg : 31.5KB】
【RFW05fig07-samplehold-3.jpg : 31.5KB】

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Re:スピードガンについて
 千葉  - 13/1/21(月) 14:39 -
(11)テストに使われた音叉の周波数は何Hzでしょうか?
音叉は440Hzの物を使用しています

(12)ホールドコンデンサC4はフィルム・コンデンサを使われて
いるとのことですが,どのようなフィルムコンデンサを
お使いでしょうか?
TK.22K 250Vというフィルム・コンデンサを使用しています

(13)D1,D2,IC3には何をお使いでしょうか?回路図と同じ型名の
ダイオードやICをお使いでしょうか?それとも代替品をお使いでしょうか?
ダイオードは回路図と同じ1N4148を使用し、IC3はTL082CPを使用しています

以上です。

また質問で、ADM660はなぜ必要なのかお手数を掛けしますが教えてください。

よろしくお願いします。
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Re:スピードガンについて
 editor  - 13/1/21(月) 22:30 -
 千葉さん,書き込みありがとうございます.

▼千葉さん:
>また質問で、ADM660はなぜ必要なのかお手数を掛けしますが教えてください。
 ADM660は+5Vから−5Vを生成するために必要です.

 IC3のTL082の出力段は添付の等価回路のような構成であり,
下側のPNPトランジスタが0Vまでスイングできないので,
出力を0Vから正の方向へ駆動できるようにTL082の電源電圧を
負にしています.

−−−ダイオードの向きをもう一度確認してみてください.
 1N4148をお使いとのことですが,向きは正しいでしょうか?
 色帯があるほうがカソードです.


−−−以下は,サンプル&ホールド回路のチェック手順です.
 下記を試してみていただけませんでしょうか?
 番号は(21)からです.

(21)この書き込みに添付の回路図の点Aを切断する.
 (点B,C,Dは元通りに接続してください.)

(22)電源電圧5Vを加え,TL082のピン4に(GNDを基準として)
−5Vがかかっていることを確認する.

(23)IC3bの出力(ピン7)に直流電圧計を接続する.
 ディジタル電圧計(DMMの電圧レンジなど)を接続してください.
 この電圧計の読みをV7と呼ぶことにします.

(24)コンデンサC4を一瞬短絡する.
 これでホールド・コンデンサの電荷がゼロになるので,
V7は0Vになるはずです.

(25)IC3aのピン3に直流電圧1.0Vを加える.
 すると即座にV7は1.0Vになるはずです.

(26)IC3aのピン3をGNDに短絡する.
 V7は1.0Vのままのはずです.

(27)再びIC3aのピン3に直流電圧2.0Vを加える.
 すると即座にV7は2.0Vになるはずです.

(28)IC3aのピン3をGNDに短絡する.
 V7は2.0Vのままのはずです.

(29)コンデンサC4を一瞬短絡する.
 ホールド・コンデンサの電荷がゼロになるので,
V7は0Vになるはずです.

以上の動作確認の結果は,いかがでしょうか?
添付画像【TL082-equiv-ckt.jpg : 24.4KB】
【TL082-equiv-ckt.jpg : 24.4KB】

添付画像【1N4148.jpg : 2.4KB】
【1N4148.jpg : 2.4KB】

添付画像【RFW05fig07-samplehold-3(2).jpg : 31.5KB】
【RFW05fig07-samplehold-3(2).jpg : 31.5KB】

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[添付] :1N4148.jpg (2.4KB)

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補足:電圧を加える場合の注意
 editor  - 13/1/22(火) 1:08 -
 点Aを切断しIC3aのピン3に電圧を加えると書きました.
 このとき誤ってIC2(LM2907)のピン4やピン7に電圧を直接加えない
ように注意してください.外部電圧源にもよりますが,誤って
これらのピンに電圧を加えるとIC2が壊れる可能性があります.

 外部電圧源からIC3aのピン3に1.0Vや2.0Vの試験電圧を
加える場合は,1kΩぐらいの直列抵抗を経由して与えたほうが
安心です,誤ってLM2907のピンに接触させても壊さずに済みます.

 また,外部電圧源を用意するのが面倒ならば,+5VとGNDの間に
1kΩの抵抗器を5本直列に接続した簡易電圧源でも代用できます.
 GND側から1本めと2本目めの抵抗の接続点からは1.0V,
同様に2本めと3本目の抵抗の接続点からは2.0Vが得られます.
 この簡易電圧源は内部抵抗が高いので,LM2907のピンに
誤って接触させても壊さずに済みます.
添付画像【RFW05-voltage-source.jpg : 5.6KB】
【RFW05-voltage-source.jpg : 5.6KB】

引用なし

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C-BOARD Moyuku v1.01b6