抵抗の測定、選別
Tuesday, April 3, 2007
充電器の、ADコンバーターに使う、DAコンバーターに使う、抵抗は、絶対値はいいけど、値は揃ってないといけない。ええっと、8ビットのADコンバーターにするつもりなので、1ビットで0.4%なので、0.2%以下にはしないと、、、できれば0.1%以下のバラつきにしたい。
ということで、私はデジタルマルチメーターなんて持ってないので、普通のテスターで測るべく、回路作った。
回路の解説と、結果は、、、続きを読んどくれ。 回路はこんな感じ。
ええっと、1つめのオペアンプはボルテージフォロワー、2つめのオペアンプは反転増幅器です。
反転増幅器にいきなり突っ込むと、電流が、R5のところながれるので、電圧が下がってしまう、、、
ということで、ボルテージフォロワーを通しています。
原理的には、4つの抵抗が揃ってたら、出力は6Vきっちりでて、その振れ幅で測定します。
これで、R1,R2,R3には基準抵抗を入れて、R4をいろいろと入れて測定するんだが、
基準抵抗は、、、いろいろと入れ替えて、テスターのレンジを10Vにして、平均5V付近をさすように、R1,R2,R3を、選別して、、、、で、測定開始です。
結果、、、こんな感じで、分類できた。
ええっと、こんな感じで分布。
3月5日追記:測定しなおしてみたら、上記の誤差の目盛りが間違ってた。
実際はこの3分の1の値です。つまり-0.5というのは-0.17 +0.65は、+0.22
へええ、、、こんな精度高いところに収まってるんだあ。
8ビットのADコンバーターにしよとおもってたが10bitぐらい大丈夫かも
ちなみに、上記に示した回路と方法では、上のヒストグラムのどれが、誤差0なのかはわからないが、別の測定でま、いい加減に決めたものです。ひょっとしたら右に1つか二つずれてるかも。
右に1つか2つかずれてたとしても、ぴったりとあう抵抗が、妙に統計的に、作為的に少ない気がするのは、、、、おそらく、金属皮膜抵抗(誤差1%以内)は、生産した後、出来のいい値のものは、精密抵抗として抜き取られてる、、、というのは、被害妄想ですかね?
ええっと、これで合計95本だが、残りの5本は、抵抗の値が安定しない、という、はずれの抵抗でした。(これ、デジタルマルチメーターで測定してたんじゃ、なかなかわからんと思う。)
さて、次の作業は、この抵抗に流すデジタルICの、出力インピーダンスの測定をするつもり。
データシートによると、数十Ωとかいう値で、0Vに電流が流れる入る時と、5Vから電流が流れ出る時とで、若干違うらしいが、、、
結果、10kΩという抵抗を選んだのは失敗で、100kΩ選ぶべきだった、、、という結論になるかも。
ええっと、今の時点の私の考えを、ちゃんと整理すると、、、、
すだれ抵抗の抵抗を高いものを選んだほうが、デジタルICの出力インピーダンスの悪影響は少なくなります。
逆に低いものを選んだほうが、すだれ抵抗の出力となる、オペアンプの入力インピーダンスの悪影響は少なくなります。
オペアンプの入力バイアス電流の小さいものを選んだら、後者の影響は無視できるようになるかもしれないけど、、、、あんまり抵抗高くしすぎると、ノイズとか、、、わけわからんものの悪影響を受けやすくなると思うので、、、、
となるんですが、なにぶん、経験値不足で、これから、試行錯誤の世界。
ということで、私はデジタルマルチメーターなんて持ってないので、普通のテスターで測るべく、回路作った。
回路の解説と、結果は、、、続きを読んどくれ。 回路はこんな感じ。
ええっと、1つめのオペアンプはボルテージフォロワー、2つめのオペアンプは反転増幅器です。
反転増幅器にいきなり突っ込むと、電流が、R5のところながれるので、電圧が下がってしまう、、、
ということで、ボルテージフォロワーを通しています。
原理的には、4つの抵抗が揃ってたら、出力は6Vきっちりでて、その振れ幅で測定します。
これで、R1,R2,R3には基準抵抗を入れて、R4をいろいろと入れて測定するんだが、
基準抵抗は、、、いろいろと入れ替えて、テスターのレンジを10Vにして、平均5V付近をさすように、R1,R2,R3を、選別して、、、、で、測定開始です。
結果、、、こんな感じで、分類できた。
ええっと、こんな感じで分布。
3月5日追記:測定しなおしてみたら、上記の誤差の目盛りが間違ってた。
実際はこの3分の1の値です。つまり-0.5というのは-0.17 +0.65は、+0.22
へええ、、、こんな精度高いところに収まってるんだあ。
8ビットのADコンバーターにしよとおもってたが10bitぐらい大丈夫かも
ちなみに、上記に示した回路と方法では、上のヒストグラムのどれが、誤差0なのかはわからないが、別の測定でま、いい加減に決めたものです。ひょっとしたら右に1つか二つずれてるかも。
右に1つか2つかずれてたとしても、ぴったりとあう抵抗が、妙に統計的に、作為的に少ない気がするのは、、、、おそらく、金属皮膜抵抗(誤差1%以内)は、生産した後、出来のいい値のものは、精密抵抗として抜き取られてる、、、というのは、被害妄想ですかね?
ええっと、これで合計95本だが、残りの5本は、抵抗の値が安定しない、という、はずれの抵抗でした。(これ、デジタルマルチメーターで測定してたんじゃ、なかなかわからんと思う。)
さて、次の作業は、この抵抗に流すデジタルICの、出力インピーダンスの測定をするつもり。
データシートによると、数十Ωとかいう値で、0Vに電流が流れる入る時と、5Vから電流が流れ出る時とで、若干違うらしいが、、、
結果、10kΩという抵抗を選んだのは失敗で、100kΩ選ぶべきだった、、、という結論になるかも。
ええっと、今の時点の私の考えを、ちゃんと整理すると、、、、
すだれ抵抗の抵抗を高いものを選んだほうが、デジタルICの出力インピーダンスの悪影響は少なくなります。
逆に低いものを選んだほうが、すだれ抵抗の出力となる、オペアンプの入力インピーダンスの悪影響は少なくなります。
オペアンプの入力バイアス電流の小さいものを選んだら、後者の影響は無視できるようになるかもしれないけど、、、、あんまり抵抗高くしすぎると、ノイズとか、、、わけわからんものの悪影響を受けやすくなると思うので、、、、
となるんですが、なにぶん、経験値不足で、これから、試行錯誤の世界。
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