テーマ:電子回路

クワドラチャDDSを作ろうと思う

もう2年くらい、LEDを使った簡単な光通信などの体験を大学3年生向けの授業でやっています。 もともとはロックイン検出の概念を勉強してもらうというような趣旨で、例題として水の濁りを光の透過量で検出する装置を想定しました。LEDの光を点滅させ、受光した光信号をLEDを点滅させている信号とかけ算してローパスフィルタに通すとDC光の影響が…
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RGBバッファアンプ

久しぶりに電子工作です。RGBバッファアンプを突貫工事で作りました。 研究所の一般公開がありました。SEM(走査電子顕微鏡)で蜘蛛の実物を拡大してみせようということになりましたが、ちょっと古い装置なのでアナログRGBがBNCプラグで出ています。これを液晶プロジェクタともともとのRGBモニタ両方に出力しないといけません。 たぶ…
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Zeekon4Aを組み立てる(その4)

ZeeKon4Aはとっくに完成していましたが更新をさぼってました。 ディジタル部分のヒューマンインターフェースを担当しているPIC16F877Aにプログラムを書き込み中。 ICSPのための端子を基板に設けると、手前の基板が邪魔になるので、中継コネクタで出してあります。プログラマーはPICSTART Plusの互換機(…
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ZeeKon4Aを組み立てる(その3)

実はアナログ部分もオートレベラーも、前回からの変更が少なかったので、動作確認がしてありません。パネルに実装してから間違いが見つかるとウンザリすること請け合いなのですが、そうかといってパネルに取り付ける前にポテンショメータやスイッチを仮付けしてテストするのもたいへん煩わしいものです。 そういうわけで、早くケース全体を形だけでも仕上げ…
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ZeeKon4Aを組み立てる(その2)

オートレベラーのパネコン(鳩歩堂用語。パネルのコントローラから転じてパネルのすぐ裏にある基板)を内側から見た写真です。 今回はロータリエンコーダだけでパネコンをフロントパネルに保持し、LED入り押しボタンスイッチと液晶ディスプレイは高さが違うので別々に取り付けて配線することにします。 前から見るとこうなってます。 …
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ZeeKon4Aを組み立てる(その1)

ZeeKon4Aを組み立てます。 これはオートレベラー(Z軸のドリフトを自動的にキャンセルする機能)の本体基板。まだ載っていない部品が数点あります。 2個のAVRマイコンとザイリンクスのCPLDが載っています。 主要な機能を簡単に説明します。 ZeeKonは基本的にはアナログのPI制御器で…
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やり過ぎかも

こないだのかわいいデザインのアンプですが、2台目が完成。今回は古いアンプを改修したものです。 色が違うだけでなく、電源パイロットランプのかわりにBNCジャックのまわりが光っています。モードによって必要なくなるBNCの光は消えます。 このBNCジャックはパネルの両側がジャックになっています。BNC-BA…
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かわいいデザインにしたったど

新型のXYスキャナ駆動用高電圧(といっても±150V)アンプが完成。 ライントレーサーを除けばこのところ何ヶ月もこういった装置の製作ばかりで、いいかげんウンザリしているので、遊びを入れようということでかわいいデザインにしてみました。縁がグレーなのがいけませんね。縁をチープな金色かなんかに塗装してギャルがケータイに貼っている…
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ワンボタン555

ピエゾウォーカーのドライバについてはここにも書きましたが、研究室であっちこっちに使われるので、今までいろんなバージョンを作ってきました。 現在の主力機は「アプロチン」という装置。エナジードリンクのようなへんな名前ですね。 更に以前にはZ軸位置決めをぴたりと決めるという意味で「ジャスピタンZ」というのもありましたが廃盤になり、ドリ…
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SCK25616L-Aが廃止!

ノリタケ伊勢電子の蛍光表示器キットSCK25616L-Aが廃止ですと。 この製品はシフトレジスタチップの基板の裏がそのまま蛍光表示器になっているということで、小型で駆動回路が簡単というのが売りだったんだと思います。鳩歩堂はAFMのZ軸コントローラ、ZeeKon3とZeeKon4に、Z軸位置を表示するレベルメータとして使って…
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可変フィルタ

2チャンネル可変フィルタです。 NF回路設計ブロックなどからすてきな市販品が買えるのに、なぜ自作? 原子間力顕微鏡(AFM)というのはオングストローム以下の変位測定を行うので、実験室の騒音は少なければ少ないほど良いです。ところが、最近はオシロスコープでもなんでも冷却ファンがない製品が少なくなってきました。 とい…
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松下のロータリーエンコーダ

ノブコンに日米で買ったロータリーエンコーダを付け替え、動作は完璧になりました。 ただし、ピンアサインがアルプスのと違うので、基板は切ったり貼ったりの改造が必要でした。 写真の中のイラストは実物から読みとったピンアサインです。 Aと書いてあるピンはノッチ角(という用語が正しいかどうか知りませんがノブが停止する角度のこ…
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ノブコンの改良

ノブコンが5台あるのですがロータリーエンコーダが次々と劣化。右に回しても頻繁に左に回ったような誤ったパルスが出、もちろん逆も同じように起こります。AFMのアプローチに使っている時にたまにリトラクトするならまだしも、緊急にリトラクトするつもりがアプローチされたのではたまりません。以前からたまにバックファイヤーしていたのでしたが、ア…
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パルストランス考

コモンモードチョークは入手しやすいので、パルストランスのかわりに使えないかという考察をしようと思います。ここではパルストランスといってもいちおうパワーMOSのゲートを駆動する用途に限定します。 パルストランスを選ぶには「ET積」というパラメータが重要です。これは鉄心を飽和させないで使うための条件です。 上の図はパ…
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ピエゾウォーカーと駆動回路の工夫

鳩歩堂はAFM(原子間力顕微鏡)などの研究に従事しています。この仕事ではナノメートルとかオングストローム以下の変位を制御する必要がたびたび生じます。圧電素子(ピエゾ素子)を使うとそれは出来るのですが、圧電素子のストロークはミクロン程度しかありません。 たとえばAFMのカンチレバーを試料に接近させて、最終的にはナノメートル程度の距離…
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ライントレーサーの動画ができたよ

いやどうも、約100個の振動モーターからおもりを金槌でトントンやって外すのはたいへんでした。 それもですが、花粉症で目が痒くて抗ヒスタミン薬を飲んでいたため二ヶ月くらいぼんやりしていました。その間FPGAとDDSの載ったボードのプログラムを書こうとしていたのですが、論理回路の設計をするには頭のスッキリ度合いに閾値があって、…
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ライントレーサー

ライントレーサーは片手間でちょちょいのちょい、のつもりでしたが、試作・改良というのは楽しいものでついはまってしまいました。その結果すごく性能が良くなってしまいました。 現在の回路です。あとは変更するとしても定数をいじるくらいだろうと思います。 初段のベース抵抗は半固定にして左右のCdSの特性の違いを補正出来る…
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ブラシナシハブラムシ

先日のハブラムシなんですけど、車輪の方が動きがいいと思うのです。 言い換えるとハブラムシは動きが虫っぽくてちょっとキモイような気もします。 そうかといってせっかく2個100円のモータがあるのだから5000円のギヤドモータで作ることもありません。 減速機を付ける代わりに非常に小さい半径の車輪、つまりモータのシャフトそのもので…
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ハブラムシ

先日のライントレーサーの試作機ができました。 回路はちょっとだけ変更しました。左右のCdSの明るさが均衡しているときには左右のモータが同時に回っている方が良いのですが、前の回路だと左右どちらかしか回りません。2段目のアンプのPNPトランジスタとNPNトランジスタのベースをそれぞれ電源とグランドに高抵抗でバイアスすることで、…
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1.5Vで動作する回路

小中学生向けに世界一簡単なライントレーサを作ろうと思います。 以前、大学の電気工学科の1年生に電気工作を初体験させるため、世界一簡単なライントレーサー(のつもり)を2001年頃に設計しました。2個のCdSが床に引いた黒い線を検出し、左右に付けたタイヤの速度がそれによってコントロールされ、ラインをトレースするというものです。マイコン…
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プッシュプルクラップ発振器

前の記事でクラップ発振器の図を載せませんでしたから、今回コルピッツと一緒の図にまとめてみます。 (a)はコルピッツ、(b)がクラップです。コルピッツとの違いはコンデンサが1個コイルと直列に入っていることです。(c)のように並列のコンデンサがあるのは何と呼ぶのか知りません。知りませんが、前回の趣旨から言えば大同小異といったと…
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自励発振の条件

自励発振回路の条件について考えていることを書いてみたいと思います。自励発振と言ってもマルチバイブレータではなくタンク回路(共振回路)を持っているやつです。 コルピッツとかハートレーなど人の名前がついた発振回路の形式は有名ですが、それぞれコイルとコンデンサにトランジスタをどう接続するかを示す図をよく見かけます(この記事の3番目の図を…
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レシオ検波の改良

何年か前にトランジスタ技術誌に投稿したことがあるネタですがここに再掲します。 トラ技の記事はそれなりにカシコマッテ書いたので式を使って回路を解析したうえに、どこか符号かなんかが間違っていたような気がします。ここはブログだから気楽に書けますし、何年分かの歳の功で、よりうまい説明ができる気がします。 レシオ検波って終わったの? F…
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Ratio Detector is Improved

WHERE HAS RATIO DETECTOR GONE? The ratio detector has been very popular FM detection technique since vacuum tube days. It was used in the Panasonic radio cassette coder…
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トランスの漏れ磁束に注意

前の記事「電源回路のグランドパターン」で50Hzまたは60Hzのノイズはシールドが悪い場合に出ると書きましたが、電源トランスの漏れ磁束を拾う場合もあります。 電源トランスの漏れ磁束が回路に絡むと、当然ハムノイズが入ります。 こういう低周波数の磁束はシールドが効きません。導体で囲ってもあまり効果がありませんし、鉄の箱に入れても完全…
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電源回路のグランドパターン

とてもリプルの少ない電源回路を設計したので、基板を設計して計測装置に使用したところ、使用者から計測結果に正体不明の100Hzのノイズが含まれているという苦情が来ました。これは実際に経験したことです。電源基板のグランドパターンがまずかったのです。後になって参考書をよく見るとちゃんと書いてある本もありました。もっと強調して書いてくれればいい…
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フロントパネルの構造

PICONの紹介記事で、装置のパネルはガラエポ基板の材料で作っていると書きました。もう少しパネルの構造を詳しく紹介します。 ケースの床に回路があってパネルの部品に同軸ケーブルやリボンケーブルで配線するという構造は配線が面倒です。鳩歩堂製品はプリント基板に垂直に付けるBNCジャックで基板をパネルのすぐ裏に取り付け、回路もなるべくここ…
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高電圧アンプの電源

高電圧アンプ用の安定化電源です。 出力電流が10mA程度なのでヒートシンクは使いたくないから、トランスの電圧をなるべく低く抑えたい。整流してピーク電圧が210Vから220V程度になるような二次電圧というのはAC150Vから160V程度です。ところが、市販の電源トランスはそんなのはない。だから組み合わせて使おうということで、二次側1…
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高電圧アンプを改良

走査プローブ顕微鏡(SPM)のプローブ(AFMならばカンチレバー)を試料表面にXYスキャンする、その軸がXY軸。試料とプローブの間隔を調節する方向、試料に垂直の方向、これがZ軸です。改良したのは鳩歩堂オリジナルZ軸制御器"ZeeKon"シリーズの出力アンプです。もっとも高電圧といっても±200Vです。 ZeeKonシリーズはアナロ…
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カンチレバー拡大モデル

ピコピコ鳴って振動しているステンレスの定規。 先端には下側がN極になるように磁石が取り付けてあります。その磁石を、板の上に並べた磁石のS極に近づけると振動の周波数が下がり、N極に近づけると周波数が上がります。これはなんなのか、説明するにはちょっと準備がいります。 鳩歩堂が本業として研究しているのは原子間力顕微鏡(atom…
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