アナログ高周波回路、設計4課 [無断転載禁止]©2ch.net
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実際に試作するまでは動作が分からない高周波回路。
1本の電線がインダクタンスに見えるあなた。円の中心が50Ωに見える君。
RFはローデかHP、コネクタはHUBER+SUHNER以外はないと思ってるマニアさん。
回路図からは見えない、基板板上の分布定数と戦っている苦労話など、語って下さい。
高周波の関係する話なら、何でもどうぞ。
電気電子の一般的な質問は、専用スレがありますので、そちらで聞いてください。 >>732
そもそも50Ω線をつなげる動機が、単に測定器がそれだからという可能性から考慮しないと行けなそうな予感 >>736
オンセミだと、
VCC=5.5Vにおいて、H出力時に3.85V以上出せる「最小の」動的電流が75mA、ただしひとつの出力だけで2m秒で測定したとき、
だしね。 東芝のデータシートだと
「絶対最大定格は、瞬時たりとも超えてはならない値であり、1つの項目も超えてはなりません」
「出力電流 IOUT ±50mA」(「連続」とは但し書きなしで、単に出力電流）
となっていて、その上で、
「Hレベル出力電圧の規定が VCC=5.5Vにおいて75mA吐き出し時に3.85V以上。ただし最大持続時間が10m秒」
って書かれている。
言われたこと、書かれていることをそのままでしか解釈できないタイプの人は混乱するだろう。 リンギングの原因が反射なのかという質問に対してICのドライブ能力
とかの話は枝葉の問題じゃないのか >>740
質問者はもう来ないんじゃね。なら枝葉の話題でいいだろうに。
で、枝葉な話題w
ロジックで東芝を考える奴って居るんだな。
ESD耐性が無い東芝製は使わないけどなぁ〜、俺は。 ロジックICのシリーズって今はどれが入手性とバリエーションと性能がそれぞれ良いんだろ？
いまいち把握してないんだよな… >>727です。
みなさん、いろいろとありがとうございました。大変勉強になります。
>違うね。不整合はAC00と50Ω間。
送信側の絵を描きました。
https://imgur.com/a/o92zpUw
74HC/AC00の、1個でBufferして、残り3個をパラにして、
51オームの抵抗で最短距離で同軸に接続します。
エッチング前の片面基板を前面使って、立体配線してあります。
このような配線方法でも、不整合でしょうか?
>でもまぁ、CMOSロジックで50Ωラインを駆動するなら何本か束ねるのが常道だった気もする。
上記の通り、3パラで駆動しています。
>そもそも50Ω線をつなげる動機が、単に測定器がそれだからという可能性から
>考慮しないと行けなそうな予感
振幅は半分になってもよいので、ひずみのない矩形波を伝えたいと思いました。
>リンギングの原因が反射なのかという質問に対してICのドライブ能力
>とかの話は枝葉の問題じゃないのか
確かに駆動能力は関係ないのかなとも思いましたが、
HC00とAC00とで、これくらい波形が変わるので、
遠い要因ではないと思いますが、どうでしょうか?
立ち上がった直後の波形が、いったん行き過ぎるのは、負荷端に容量があるのでしょうか?
お城の入力は、1Mのときは8pFとかの容量が見えますが、
50オームにすれば、容量はほぼゼロではないのでしょうか?
あのようにオーバーシュートする理由がわかりません。
>>730
>2Vとか2.4Vとか、5V電源にしては低すぎてて帯域不足かもね。
送信側で50、受信側で50が入りますので、5V電源で1/2の2.5Vでよいと思います。
>帯域不足かもね。
帯域不足なら、もっと充放電カーブのような波形になると思うのですが、どうでしょうか。
> 1. このヒゲの名称
>オーバーシュート
リンギングとは何が違うのでしょうか? >>743
質問したままもう戻って来ないかと思ってた(^_^;)
オーバーシュートする理由はAC00と50Ωとのアンマッチング。その理由は>>731氏がほぼ見つけた。
それは5V/40mA出力なら、そのAC00の出力インピーダンスは125Ω。だが相手は100Ω。ここでマッチングしていない。
そもそもAC00に直列50Ω繋ぐのは、AC00が理想電圧源とみなすため。だけど実際はそうじゃないって結果だねぇ >>743
オーバーシュートは希望する方形波に対し、上への行き過ぎた波形の事。
リンギングはさざ波の様にいつまでも波うって、安定しない事象。
この場合はいつまでも…ではなく収束している。
かつ原因は第1波のオーバーシュートの副作用であり、オーパーシュートが無ければ波うたない(と思われる)。よってこれはオーパーシュートと呼ぶ。
尚、例によってこれは俺様解釈であるからリンギングと呼びたいなら止めはしない(笑) 駆動側の直列抵抗が大きいことが観測波形の乱れの原因になるとしたら、
・昔よくあった、50Ωのケーブルの芯線に直列に450Ωの抵抗を付けて10:1にする低インピーダンスプローブってどうなんだろう。
・74HC00の方が駆動側の抵抗がでかそう。 >>743
> エッチング前の片面基板を前面使って、立体配線してあります。
> このような配線方法でも、不整合でしょうか?
本当の高周波ならダメダメ、でも低周波だからokかな。
> HC00とAC00とで、これくらい波形が変わるので、
> 遠い要因ではないと思いますが、どうでしょうか?
ドライブ能力? それとも反射の話?
反射の話でケーブル長が0.5mなら信号が往復する時間は約4.5〜5.5ns。でもこの波形だと8nsに見えるからオシロの反射では無さげ。
だけど信号源の不整合なら1.5往復するからだいたい時間が合う。やはり信号源の不整合っぽいね。 うん? オシロで観測出来るのはどうしても1往復の遅延。8nsだから信号源とは断言出来ないか(^_^;)
第1波から第2波まで8ns遅延する理由ねぇ、どこかで共振してんのか? 出力端が不整合でもオシロの入力が整合取れてれば反射は
発生しないはずだけどね 出力端（またはケーブル接続点）で不整合があっても、そこからケーブルを伝わって終端が整合負荷につながっていたら負荷からの反射はない、または充分に小さい。
だから、この問題は50Ωケーブルの代わりに50Ω抵抗をその点につないで、理想ハイインピーダンスプローブ（抵抗無限大、容量ゼロ）で波形を観測したのと同じことになる。 >749の反射が生じないというのは、ケーブル終端では反射が生じないということだろう。 >>749
何を言っているのか分からないな。
「(50の同軸)=====オシロ(50終端」だから、出力端＝オシロ入力なんだが？
同じ点で不整合と整合？何を言っているのか分からないな。 >>743
ところで絵的に使っている51Ωはアキシャル型のカーボン皮膜か金属皮膜抵抗？
もしそうならそれ、円筒表面の抵抗素材を螺旋に溝を切って抵抗にするからインダクタンス成分が大きい。
原因の1つになりうるよ 出力端と言ったのはICの出力ね。
1回目の反射はオシロ入力側。
2回目の反射はICの出力側。
だから反射が原因とすればオシロ入力とケーブルが完全に整合が取れていれば
リンギングは発生しない。 なので、
[ICの出力インピーダンス]+50Ω > 50Ω
→駆動側でマッチングが取れていない
→それゆえ74AC04でリンギングしている
説は弱いと思う。 そもそも整合を取るというのは理想的な話であって実際は取れないんで高周波成分が反射してそれが見えるだけ
ACとHCに関してはこの本にズバリ書いてあった気がする
https://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/33/33481.htm >>755
ICの出力かよw
> (ICの)出力端が不整合でもオシロの入力が整合取れてれば反射は発生しないはず
それでも途中で勝手にインピーダンス変換される訳でもなし、何を言っているのか分からないな。 >>759
普通、ロジックの波形問題で出力端と言ったら、ICの出力ピン。
それから抵抗や伝送線路を介して、次段の入力端に繋がる。
伝送線路とオシロ入力が整合していると見なせるならば、伝送線路以降の反射はない。
だから、出力端と伝送線路の入り口までの現象ということになる。
リードタイプで抵抗自身かリード線が変な成分持っている可能性があるので、50Ωマイクロストリップ線路にチップ抵抗つけて同軸につなぎ、抵抗値変えながら観測してみたいね。 まずは
50Ωケーブルを延長してリンギングの周期が伸びるのか確認 BNCコネクタも怪しいな。
数百MHz越えるとリターンロスが急激に悪化する。 >>762
お題は6.66MHzの低周波だぜ？
BNCコネクタははんだ付けしてあれば十分レベル 764は、どこかの課長みたいな発言だな。
ちなみに、
同軸50終端50なら、送り出しがゼロΩでも反射はないよね？ >>766
どこかのお飾り課長と一緒かよw
0Ωって事は電流源、電圧は0V。どんなに頑張っても電力は送れない。つまり全反射と同じ。
まぁ、電流は1ミリも流れないからそれを全反射と言うにはちょっと違和感があるが >>767はあわてんぼうさんさね。0Ωじゃなくて、>>766 は、50Ωだ。
同軸50終端50なら、送り出しがゼロΩでも反射はないよね？
確かに受伝端子ではOK。 アイソレータなしの送信機がそうだね。 >お題は6.66MHzの低周波だぜ？
立ち上がり 10-90% が5n秒なら、おおよそ70MHzの帯域がありそうだけど。
6.66MHzはどういう発想?
>0Ωって事は電流源、電圧は0V。どんなに頑張っても電力は送れない。
負荷が0Ωと勘違いしたとして、その場合、負荷に電力を送れないのは良いとしても
電流が流れないってことはないように思う。流れないというのはどういう理屈? 例えば、デジタル信号を歪ませずに伝送しようとすると、
同軸+終端になるんだけど、電圧が半分になってしまうよね。
皆さん、どのようにしていますか？
・送り出し0Ωで、同軸、終端50で、電圧ロス無し
・送信側のゲートの電圧を6.5V位まで上げて、半減しても受け側ゲートの電圧。達成する
・LVDSなどの別の信号で送って、受信端でシングルにする
・送信側終段を高速OP AMPで0-10Vで送る いまやUSB3.0やPC内伝送規格は10Gbps。送りの電圧源電圧は2倍の電圧規定だよ。
当たり前と言えばそれまで。 信号源インピーダンスがゼロだという認識だとしても、
・なぜ電流源なんだろう。電流信号源であるなら、信号源インピーダンスは無限大だし(理想の場合)
・なぜゼロVなんだろう? 0Ωって事は電流源、電圧は0V。どんなに頑張っても電力は送れない。
0Ωと言うことは電流源じゃなくて電圧源だね。何言ってか分かんない？ >>764
矩形波のデジタル伝送で、6.66MHｚを単純に低周波と言えるのかな？
アナログ変調で使う正弦波の搬送波とは違うぞ。 コミュ障同士話が通じないから共通言語のSPICE経由で話をしたら良いだろう。 話が通じないな
https://hegtel.com/wp/wp-content/uploads/2018/06/shot_190904_092504.png
この回路において最初に1/roに着目。ro=0Ωだから1/ro=∞になる。
すると母数1/ro+1/RLも∞になり、(1/RL)/(1/ro+1/RL)は0になる。
つまり右辺は0であり、左辺の負荷への電流ILは流れない。
電流が流れなければ電圧は0V。
そりゃそうだ。電流源をショートしているのに負荷に電流が流れる訳がない。 ＞0Ωって事は電流源、電圧は0V
この言い回しがおかしいんだよな。
「電源は電流源として考えるので、内部等価並列抵抗が0Ωということは、短絡してしまい出力電圧が0Vになってしまう」
と脳内で語っているのだろうけど、
「送り出しが0Ω」と言ってるのをみれば、「電圧源の等価直列抵抗を理想値の0Ωと単純化して考えて」と読むのが普通。超解釈というか、自分だけの世界でイミフレスして周りを混乱させてるだけ。 横から>>779の代弁:
線形の信号源はノートン等価回路とテブナン等価回路の二種類の等価置換が可能。
しかし、出力インピーダンスがゼロ(=理想電圧源)の時はノートンは破綻し、
逆に出力アドミタンスがゼロ(=理想電流源)の時はテブナンが破綻する。
>>778の図はノートン。わざわざ破綻する方を選んで袋小路入り。 >>779-780
全く同意
>>778 と以前の阿呆レスのせいで、初めは混乱してしまったわ >>779
> この言い回しがおかしいんだよな。
自分の知識の無さを俺のせいにされてもなぁ〜w
0Ωを電圧源で考えてみろよ。
https://hegtel.com/wp/wp-content/uploads/2018/06/shot_190903_193721.png
ここから電流ILを求めるとIL=(Eo - VL) / roの式になる。
0ΩならEoとVLは等しく分子はゼロ、分母もゼロだから「0 / 0 =???」という謎の計算を行うハメになる。
0 / 1 = 0だが、0 / 0 =ってなんだよw なんかの哲学かよw
だからさ最初に「0Ωって事は電流源」と宣言したんだよ。 VLは未知数だぜ。
画像の下の式を代入してみろよ。
まあそんなことしなくてもIL=Eo/(ro+RL)だけどな。
オームの法則勉強しなおせ。
ネタでやってると思いたいが。 >>775
> 矩形波のデジタル伝送で、
今の高速デジタル伝送はほぼ正弦波だぜ。と言うと話が外れてしまうかw
短形波を伝送するなら5次波までで十分。
33MHzを高周波と言うか？俺は呼ばないけどね。 ゼロとか発散・・・・極限に挑んで大発見をしたのが得意店回りの複素関数とか
ゼロ割ることに挑戦し続ければ、後利益があるかも・・・ないか 短形波とか方形波とか包茎波とかいうけど、矩形波といわないと、傷つく人がいるのですか？ >33MHzを高周波と言うか？俺は呼ばないけどね。
でも決して低周波ではないと思う。
高調波のことを知らなかったんじゃないかな。 >>793
1984年に登場し、1988年に規格化された10MHzのISAバスを高速バスと呼ぶか？呼ばねぇ〜w
続いて1992年に規格化された33MHzのPCIバス。これを高速バスと呼ぶか？俺は呼ぶね。
5次波も考慮すると166MHzに達し、反射も考慮されたこのバスは高周波だよ。
設計的にも集中定数回路から分布定数回路に変わるVHF帯から上が高周波だな。 高周波の唯一無二な定義はないな。俺に言わせりゃマイクロ波と言いたいところだが、分布定数回路なら何でも高周波という過激派もいるだろう。
先の1MHz発振問題だって、直流とかkHz未満のオーダーを前提とした回路に対して1MHzは充分高周波だしな。 実践的には、ジャンパーバラック配線で実験できるのが低周波。
きちんと配置を考えプリント基板なり最短配線しないと安定動作しないのが高周波。 矩形波の信号はどんな周波数の正弦波を含んでいるか理解してれば、
高周波がどうのという話もどういう現象か理解できるし、
GHz帯のパルスが殆ど正弦波という話も理由が分かるだろう >>798
デジタルの話で言えば、「高速デジタル信号」と言ってくれないと、「高周波」はナチュラルにRF回路として脳みそが処理するので。 >IL=(Eo - VL) / ro
IL=VL/RLでいいのにな。
特殊なゼロΩにおいて破綻する考え方を選ぶのは、いちびりに過ぎないのでは。
電圧源で考えればいいところを、無理やり電流減で考えるのは、そう考えることで腑に落ちた経験から離れられないのかも。
とても出力インピーダンスの低い電池について、中でだくだくと電流が流れている電流減って考えるのかな? >矩形波のデジタル伝送で、6.66MHｚを単純に低周波と言えるのかな？
は、その奇数倍周波数が絶対的な高周波かどうかを議論するコメントではなく、
矩形波のエッジ波形が話題になっているのに「お題は6.66MHzの低周波だぜ？」という
勘違いに対しての指摘だよね。
勘違いをしていた人が、ああ間違ってたな、って思えればそれで良いのでは。 >>800
> IL=VL/RLでいいのにな。
そんな考えだから「同軸50終端50なら、送り出しがゼロΩでも反射はない」なんてトンデも発言が飛び出すんだよw >>802
>>782のリンク先を見て何を語るつもりかね? 送信側と受信側のマッチングについての記事
https://www.macnica.co.jp/business/semiconductor/articles/basic/113921/
送信側と受信側の両端でマッチングが必要だったら、RS485やRS422はどうすればいいんだろう。(特に485) 頭の中をltspiceで書き出して見せてよ。
お互いコミュ障で通じてない。 「同軸50終端50なら、送り出しがゼロΩでも反射はない」を「トンデも発言」って
言ってた人は納得したかな? 同軸ケーブルは無損失でも何でもないし
特性インピーダンスなんてのはあくまでも理想 でもね、送信機の出力インピーダンスは50Ωとカタログに書いてあるのが不思議
テスターで送信端子を測ったら0Ωでした？ 初心者ですが、トロイダルコアを使った20dB結合器について教えて欲しいです。
ネットで製作記事などを見ると、
電波の通る同軸をトロイダルコアに通して1ターンとして、
・2次側を10回巻いて-20dBだとのことです。
・一方で、32回巻いて-40dB(-50dB)という製作記事も少しですが、あります。
巻き数が多い方が弱くしか取り出せないのが疑問です。
ならば2次側も1回巻きなら、もっと大きく取り出せるのでしょうか。
2次側を50Ωで終端するから、巻数比が1/10の1次側では0.5Ωに見え、
49.5Ω:0.5Ω=-20dBになると言われれば、そうかなと思います。が、
巻数が多いのが少ない取出しというのは、どう理解すればよいでしょうか。 トランスで取り出すのではなく、抵抗分圧で取り出していると思って。
まずは直流モデルで考えよう。
0.5Ωと50Ωを直列につないで、0.5Ω抵抗の両端から線を引っ張って電圧計で値を見れば、50Ω抵抗に流れる電流やその電圧は計算できる。
同じように交流モデルでも、適当な（小さい）インピーダンスの負荷を挿入すれば良い。ただし、測定系の線を引き出すのに50Ωでないと測定器側が困るけどな。
というわけで0.5Ω線路を引っ張るわけにも行かないので、これを50Ωに変換したい。そこでトランスを使おう、という訳だ。
もしも、0.5Ω線路と、0.5Ω測定系を頑張って用意しますというなら、別にトランスは1対1でも良いのだけれど。 カレントトランスなら巻き数が大きいほど小さくなるけど >>812
ありがとうございます。
>0.5Ωと50Ωを直列につないで、0.5Ω抵抗の両端から線を引っ張って電圧計で値を見れば、
>50Ω抵抗に流れる電流やその電圧は計算できる。
シャント抵抗を入れることでしょうか。
電圧降下を抵抗値で割って電流を知り
両端の電圧と分圧比で全体の電圧を知る、 という感じですね。
>同じように交流モデルでも、適当な（小さい）インピーダンスの負荷を挿入すれば良い。
そう思います。
>というわけで0.5Ω線路を引っ張るわけにも行かないので、これを50Ωに変換したい。
この「50Ωに変換」の50という値は、後段の測定器が50Ωなので、という理由ですね。
そうすると、もし後段の測定器の入力インピーダンスが75Ωだとすると、
同じ2次側10回巻きだと75/100=0.75Ωの抵抗となり、
信号源-----------------0.75Ω---50Ω---GND ということですね。
つまり1次側の電線路が50Ωでも何Ωでも関係無くて、
2次側の抵抗値で「1次側に対して見せかける抵抗値」が決められる、という理解で良いでしょうか。
一方、
2次側抵抗が50Ωのままでも、巻数が5回に減ると、1/(5*5) * 50Ω = 2Ωが「1次側への見せかけの値」となり、
....-----2Ω---50Ω---GNDとなり、
10回巻の....-----0.5Ω---50Ω---GNDよりも、4倍高い電圧が2次側に得られそうですが、
どうでしょうか。
あれっ?
>813
ありがとうございます。
>カレントトランスなら巻き数が大きいほど小さくなるけど
このカレントトランスとは、モーター電流をモニタする「変流器」と考えれば良いでしょうか。 >>814
そう。シャント抵抗を見ていると理解してよい。
巻線を減らしたら……のところは、増やしたらどうなるか、自分で調べたモノで考えよう。
32回巻いたら……の逆ということ。
結合度は-10log(N^2)=-20log(N)
巻数を減らせば等価シャント抵抗値が大きくなる。だから結合は増えるが、本線の取り分は減るし、ミスマッチになっていくし、あんまり欲張らんといて。 測定系が50Ωだから各段(前段から)性能確認、評価するには50Ωにマッチングさせないといかんよなー
高い場合は直列抵抗入れれてロス分を換算するけど
パワー段はちょい難し そう、セラフィル何かのインピーダンス1.5ｋΩなんかで、そうやってるね。 質問させてください。
オシロの電圧プローブには、調整コンデンサが付いていて、矩形波を見ながら調整します。
調整が必要な理由は、オシロの入力が1MΩ 8pFとかになっていて、
先端測定部の高抵抗とオシロ入力の8pFでLPFになってしまうため、だと思います。
では、オシロの入力を50Ω入力にしたら、そのような中和の仕組みは必要ないのでしょうか?
例えば測定先端に、450Ωを直列に入れて、同軸でオシロに接続、オシロを50Ω入力にすれば、
1/10の分圧器になると思うのですが、この場合も中和が必要でしょうか。 中和が必要かどうかは、観測する帯域幅とケーブルの容量次第じゃない？
そもそも入力インピーダンス500Ωって、オシロとしては使いにくいんじゃない？ ありがとうございます。
>そもそも入力インピーダンス500Ωって、オシロとしては使いにくいんじゃない？
いえ、50Ω系で使う分には、10倍あるので、なんとか使えるんです。
テクトロの昔の高周波プローブで行われている手法のようです。
500でなくて5000にすれば、高電圧の波形が取れるだろう、
でも中和が必要になるのか?
中和は、何を基準に実施するのだろうか、と思いました。 >>821
理想的な50Ωのケーブルを50Ωで終端すれば他端からは純抵抗に見えるから
コンデンサは必要ないんじゃね トリマが持ち手側のプローブの先にあるのでまともなオシロプローブは存在するのか？ ネットワークで、平衡型部品を測定するには、どのようにすれば良いでしょうか?
PORT1(不平衡)→→→→バラン→「DUT」→バラン→→→→(不平衡)PORT2
という感じかなと思うのですが、そんな理想的な(?)バランがあるのでしょうか? 確か S11ssとかS11cc〜とかあったような
2端子対なら４ポート使うような？ >>828
なるほど、そう言う時のために4ポートがあるんでしょうか？ 昔、セミリジの先っちょに450Ωのチップ抵抗と短いグラウンドピンを付けて
即席のプローブを作ったことが有った。周特は5-6GHzぐらいまで伸びてたような >>829
T分岐とか、3ポート以上のコンポーネントを測るのに使う。差動もそのひとつ。 俺は470Ωでやってる。
50Ωで終端された50Ωの回路なら25Ωと考えて430Ωを使えば
50/(25+430+50)=50/505でほぼ-20dBになりそう。 質問させてください。
https://www.omegamovi.com/index.php?main_page=product_info&;products_id=295679
このような形のトランジスタですが、なぜこのように長いのでしょうか?
このまま使うのでしょうか、それとも短く切って使うのでしょうか? 単純に極性が分かりやすいようになってるだけでは。
リード品LEDで、多くのものがアノードが長くなっていたり、
リード品電解コンデンサで、＋が長くなっていたり。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
