Re: 電圧特性測定面白いですね - ヒロ

2016/12/03 (Sat) 21:05:59

やっぱりカタログスペックは伊達じゃないですよね。
LT3042はさすがです。
ただ超低ノイズレギュレータは高価なので、オキラクに使えないのが玉にきずです。ちょっとだけ、しらべなきゃよかったと思っています（笑）。

やはり実負荷でのノイズ特性も調べてみたいですね。

Re: 電圧特性測定面白いですね - d

2016/12/04 (Sun) 03:12:55

私はLDOというものをいまいち信用できなくて
自作でレギュレータを作ろうと思っています。

というのも、LDOのドライブトランジスタがエミッタ接地なため、出力インピーダンスが高く応答は誤差増幅アンプにまかせっきりになり遅いということがあります。加えて入力側のリップルが出てきやすそうな回路です。

シャント型の回路にして、シャントレギュレータはノイズが大きいから、定電圧源をLEDにしようかなと...


もくろんでますが、まあ私の予想ですからはずれそうな気もします。

私も時間がとれたらレギュレータのノイズ実測してみたいと思っています。

あと、測定用80dBアンプですが、OPA627のGBWが16MHzなので帯域は16M/10k=1.6kほどしかありません。
やはり高速なアンプを、ゲインは100くらいを2段にしたほうが、測定上はよいと思われます。

Re: 電圧特性測定面白いですね - ヒロ

2016/12/04 (Sun) 09:28:19

アドバイスありがとうございます。そういえばOPA627はあまり高速ではないですね。忘れてました。

Re: 電圧特性測定面白いですね - ヒロ

2016/12/04 (Sun) 10:02:04

そういえば、以前に負荷変動特性も調べたこともありました。
最近のレギュレータは含まれていませんが・・・。
負荷回路あるかな？探してみないと。

Re: 電圧特性測定面白いですね - SSY

2016/12/04 (Sun) 13:15:25

dさんがおっしゃる様に、レギュレータって残留ノイズだけで、性能が決まるのですか？
音質は、レギュレータの応答性等も左右されるし、初心者が誤解されないような評価をお願いします。

勝手なこと書いて済みません。

Re: 電圧特性測定面白いですね - d

2016/12/04 (Sun) 15:53:01

いや、残留ノイズはあまり音質には影響しないと思います。
SNが悪化するだけかと。
また、今私が使ってるDACは3端子レギュレータですが、ノイズが聞こえるわけではありません。

音質に影響しそうなのは周波数特性ですがパスコンとセットで考えないといけません。
また、測定が大変そうです。

測定できたらいいのは、
1次側のリップルを消す能力（の周波数特性（そこまで重要ではない？））
2次側のリップルを消す能力（の周波数特性）
くらいでしょうか？

書いて思いましたが、やはりこれも当たっているかどうかは分かりません。
自分でもまだこれから特性を測定するんで、言えたもんじゃないんです。
最終的には使う人が自分で聞いて、いいかどうか判別するしかないんじゃないでしょうか。

すみません、誤解を生む発言でしたでしょうか。
うーん、でも初心者はねぇ・・・最初は誤解から入るみたいな感覚が私にはあります。私がそうだったので。今もたくさん誤解してそうですけど（笑）

Re: 電圧特性測定面白いですね - ヒロ

2016/12/04 (Sun) 15:53:22

以前に検討した過渡特性のURLを発見しました。
http://www.easyaudiokit.com/bekkan/regulator/regulator.html

Re: 電圧特性測定面白いですね - ヒロ

2016/12/04 (Sun) 15:59:40

そうですね。
おそらく音質って、どのようなパラメータとも相関ないかもしれません。かえって歪みがあるほうが心地いいかもしれませんしね。
　まずは折角の高性能DACを高S/Nで使うために、残留ノイズの低さを指向している状況です。その点でレギュレータのノイズ特性はきわめて重要になると思います。

Re: 電圧特性測定面白いですね - 加藤

2016/12/04 (Sun) 18:18:32

アナログなら分かりますがデジタル回路って、そんなにローノイズにしないダメなんですか？
ノイズに強いのが、デジタル回路と聞きましたが？
ローレベルが、しきい値以下なら認識しない筈ですが？

Re: 電圧特性測定面白いですね - ヒロ

2016/12/04 (Sun) 20:58:17

>アナログなら分かりますがデジタル回路って、そんなにローノイズにしないダメなんですか？

この辺りは拘り次第です。しきい値が電源電圧のノイズでふらつけばH/Lのタイミングがずれるのでジッタになりますからね。

Re: 電圧特性測定面白いですね - ハイレゾ狂

2016/12/06 (Tue) 12:37:42

電源の対応でハイエンドの音を目指すという観点はわかりやすいです。

愚問かもしれませんがES938PROでも逓倍クロックとジッタクリーニングは必要なんでしょうか？元々ES9018SでPLL問題解決の為の施策だったと記憶します。ジッタクリーニングした後の方が通常のクロックより性能が良いという評価も見てみたいです。

藤原さまにはハイエンドな音を目指して色々な電源ICでの評価を期待しています。

Re: 電圧特性測定面白いですね - ヒロ@出先

2016/12/06 (Tue) 20:19:53

>愚問かもしれませんがES938PROでも逓倍クロックとジッタクリーニングは必要なんでしょうか？

実はわかっていないんです。動かしてみればわかるかな、っと。

>ジッタクリーニングした後の方が通常のクロックより性能が良いという評価も見てみたいです。

ジッタの評価法についても検討いりますね。測定器はバカ高いから、簡易に評価できるとよいのですが。ただ、PLLのクロックだとオシロの立ち上がりの輝線が膨らみますが、ジッタクリーナを通すと細くなるのでジッタ低減を実感できます。

Re: 電圧特性測定面白いですね - d

2016/12/09 (Fri) 11:55:55

新記事拝見しました。
電圧変動が2mVだったとして、電源電圧変動率は-60～-70dBということでしょうか？

DACの電源電圧変動除去率がどのくらいなのか知りませんが、最低限アナログ部分だけはレギュレータは各ICに用意したほうがよさそうですね。

Re: 電圧特性測定面白いですね - d

2016/12/09 (Fri) 12:41:28

また、インピーダンスは10～20mΩ程度ということになります。
プリント基板の配線抵抗が無視できない領域のようです。
電解コンデンサのESRにも近いので、（確かに役には立ちますが）あまり頼れそうにないのが大変そうです。

高品質電源って難しいですね・・・。

Re: 電圧特性測定面白いですね - ヒロ@出先

2016/12/09 (Fri) 13:20:39

テストの電源は直流を使っています。

仰るようにプリント基板の抵抗が恐らく無視できなくなってくる領域と思います。どこまで、消費電流が変動するかなのですが、ここまでは厳しくない（0-100mAのフルスイング）ので、そこそこ良質なレギュレータを使えばロードレギュレーションはまず問題にならないと思います。

Re: 電圧特性測定面白いですね - d

2016/12/09 (Fri) 16:03:51

一応、
レギュレータのノイズ＜レギュレーション
っぽいですね。
とはいえ、2uVのノイズが-120dB程度相当になるということは・・・微小信号に対しては高価なレギュレータも効果あるのかな？？

私としてはType-Dディスクリートの特性が好きです。
電圧検出抵抗の位置や電源ラインのコンデンサのパターンがいいですね。
それでもType-Dのレギュレーションがあるのは、トランジスタ3段なのでhfe100とすると、60dBだから、なのかなと思いました。

Re: 電圧特性測定面白いですね - 加藤

2016/12/09 (Fri) 17:58:21

比較されたレギュレータの電圧ですが、5Vと3.3Vですが統一しないと比較にならないのでは？
LT3042 だけ3.3Vですよ。

Re: Re: 電圧特性測定面白いですね - ヒロ@出先

2016/12/09 (Fri) 22:14:32

査読有難うございます。
論文投稿だったら電圧が違う点は、私もおもいっきり突っ込むところです(笑

Re: 電圧特性測定面白いですね - d

2016/12/09 (Fri) 22:21:17

そうですか？けっこうフェアな比較だと私は思っています。
100mA定電流駆動なので電荷Q=Itで電圧にかかわらず一定。

コンデンサにたまった電荷はQ=CVですから
静電容量が同じなら、同じだけ電圧降下します。

まあ、コンデンサの容量が違ったりしますが。
7805だけコンデンサがついてなさそうなのはかわいそうですけど。

また、駆動トランジスタのことを考えてもVceが違う（入力電圧-負荷となる電圧）だけで、他のパラメータはたいして変わらないと思われます。NPNだったりPNPだったり特性がぜんぜん違うかもしれませんがそれを言い出すと比較ができないと思います。Vceは変わっても大して影響はありません。

Re: 電圧特性測定面白いですね - d

2016/12/09 (Fri) 22:46:03

あれ、裏側になってて見えないだけで、7805にもコンデンサついてるのかな？？？

だとすると・・・
私の7805が～～～（笑）

残念な特性ですねぇ。

Re: 電圧特性測定面白いですね - ヒロ＠出先

2016/12/09 (Fri) 23:26:29

補足すると出力コンデンサは
7805：47uF(電解)+0.1uF（セラミック）
LM317:100uF（OS)×2+10uF（セラミック）
TYPE-H：47uF(電解）＋10uF（セラミック）×５
TYPE-D：1000uF（電解）
LT3042：47uF（高分子）＋10uF（セラミック）
という感じです。容量と構成もかなりばらつきがあります。

ふと考えていて、残留ノイズは基準電源のノイズに大きく依存するので、基準電源の出力インピーダンスを低くする（ボルツマン雑音を低くする）とTYPE-Dのロードレギュレーションの特性を生かしながら残留ノイズも低くなるかな～と思ったりです。そう考えると、TPS7A47やLT3042はあのサイズでいい特性を出しているな～と思います。

Re: 電圧特性測定面白いですね - d

2016/12/10 (Sat) 19:46:21

基準電源のノイズ？というと、この場合、大元の直流電源のことですか？
ちょっとよくわかりませんでした。

あ、もしかして基準となる定電圧源のことですか？よくシャントレギュレータが使われますよね。
私は赤とか黄緑系のノイズの少ないLEDを使うのがいいと思います。

あとは、誤差増幅回路のノイズも影響してきますよね。
私はオペアンプを使おうと思うので、低ノイズのものを選ぼうと思います。ノイズが駆動トランジスタに増幅されるので、1nVでも0.1uVになる計算ですね。
帰還用抵抗の値もそれなりに低いほうが好ましいでしょうね。

Type-Dがきれいな応答をしているのは、他のレギュレータに比べて高速だからかなと、昨日LTSPICEをいじってて思いました。

Re: 電圧特性測定面白いですね - d

2016/12/10 (Sat) 20:15:39

ボルツマン雑音のくだりがなんとなくわかったので追伸します。
半導体を定電圧源として使う場合、熱雑音より、バンドギャップを超えるときに生じるノイズのほうが大きいと思います。
LEDを使う場合、インピーダンス⊿V/⊿Iは十分に小さく、おそらく数Ωです。（トランジスタしか測定したことはありませんが・・・また、この値が雑音計算に使えるかというとあやしいです）
バンドを超えるときのノイズは、電流が増えると減るのか、増えるのかは測定したことがないのでわかりません。
が、私はエコが好きなので、1mA程度にしようと思っています。

Re: 電圧特性測定面白いですね - ハイレゾ狂

2016/12/11 (Sun) 01:03:56

dさんの電源も面白そうですね。
現物で計測した結果が見てみたいです。

またどの電源でノイズの除去ができるのか？という視点もそれはそれで興味深いのですが私が思うのはどう対策すれば良いのかです。
今回の例は上流から流れて来る電源がひどいノイズまみれであった場合にどれだけクリーンな電流が提供できるのかという視点ですがそれは現実に沿った計測だとは思えません。
レギュレータから生成した電源が適切かつ一般的ではないかと思います。
その場合dさんが提唱されているLED電源や優秀とされる電源ICオペアンプなどに優劣が出るのかが気になっています。
私は最新すぎるものは実績がないと考えてしまう性分ですのでどこで採用実績があるとかオーバースペック過ぎやしないかと入手性作業難易度などといったところに視点が向いてしまいます。

一言で言うと今検討しているものはオーバースペックなのかどうかです。

Re: 電圧特性測定面白いですね - ハイレゾ狂

2016/12/11 (Sun) 01:05:14

また、負荷の変動にどれだけ対応できるかと言う点は大変気になります

Re: 電圧特性測定面白いですね - ヒロ＠出先

2016/12/11 (Sun) 06:51:15

こんな資料ありました。レギュレータのノイズが詳しく解説してあります。
http://www.analog.com/media/jp/technical-documentation/application-notes/AN-1120_jp.pdf

Re: 電圧特性測定面白いですね - 加藤

2016/12/11 (Sun) 09:51:51

笑われてしまいましたが、論文投稿では無いですよね。
でも、この掲示板を多くの方が見られてますので、データに対する影響力も大きいかと思います。

Re: 電圧特性測定面白いですね - ヒロ＠出先

2016/12/11 (Sun) 11:33:04

はい。正確さには気をつけていますが、ただ厳密性を担保するのは難しい点があることはご承知いただければと思います。