データ番号

1443

区　分

キット

分　類

計測器

品　名

ラズベリー・パイ対応！レベル測定ボード　（キット）　トランジスタ技術連動製品 (ADCQ1708DK)

発売元

ビット・トレード・ワン

価　格

6,998円（8%税込）

主要部品

AD8310ARMZ MCP1702-3302E/TO PIC24FJ256GA702-I/SP

電　源

５Ｖｄｃ　（USB給電）

概略仕様

付属基板

ＡＤＣＱ１７０８Ｃ　Ｖ１．１

付属ケース

無し

外形寸法

基板本体　W 121.9mm　D 75.0mm　H 15.0mm （ＢＮＣコネクタ含む）　

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部品

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改　造

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その他

（製作例）

【　パッケージ外観　】

【　構成品　】

【　取扱説明書　】

【　部品表　】

【　付属パンフレット　】

【　基板（部品面）　】

【　基板（ハンダ面）　】

【　部品パッケージ１（機構部品）　】

【　部品外観１（機構部品）　】

【　部品パッケージ２（コンデンサ）　】

【　部品外観２（コンデンサ）　】

「静電容量比率計「高低（たかひく）なんぼ」で実測しました。

【　積層セラミックコンデンサ容量実測（４．７μＦ）　】

「静電容量比率計「高低（たかひく）なんぼ」で実測しました。

【　積層セラミックコンデンサ容量実測（１０μＦ　1個目）　】

「静電容量比率計「高低（たかひく）なんぼ」で実測しました。
同じ１０μFでも、５V付近の静電容量はばらつき大のようです。

【　積層セラミックコンデンサ容量実測（１０μＦ　２個目）　】

【　部品外観３（抵抗）　】

【　部品パッケージ３（抵抗）　】

【　部品パッケージ４（ＰＩＣマイコン）　】

【　部品外観４（ＰＩＣマイコン）　】

【　部品パッケージ５（レギュレータＩＣ・ログアンプ）　】

【　部品外観５（レギュレータＩＣ・ログアンプ）　】

【　部品パッケージ６（緑色ＬＥＤ）　】

【　部品外観６（緑色ＬＥＤ）　】

【　部品パッケージ７（赤色ＬＥＤ）　】

【　部品外観７（赤色ＬＥＤ）　】

【　液晶モジュール　パッケージ　】

【　液晶モジュール　構成品　】

【　液晶モジュール基板パッケージ　】

【　液晶モジュール外観１　】

【　液晶モジュール外観２　】

【　液晶モジュール外観３　】

【　液晶モジュール付属ピンヘッダ　　】

【　ＵＳＢシリアル変換モジュール　パッケージ外観　】

【　ＵＳＢシリアル変換モジュール　構成部品　】

【　ＵＳＢシリアル変換モジュール　外観１　】

【　ＵＳＢシリアル変換モジュール　外観２　】

ＣＰ−２１０２(SINGLE-CHIP USB-TO-UART BRIDGE)が搭載されています。

【　ＵＳＢシリアル変換モジュール　外観３　】

【　ＵＳＢシリアル変換モジュール　外観４　】

【　ＵＳＢシリアル変換モジュール　外観５　】

【　ＵＳＢシリアル変換モジュール　外観６　】

【　ＵＳＢシリアル変換アダプタ　接続ケーブル　外観１　】

【　ＵＳＢシリアル変換アダプタ　接続ケーブル　外観２　】

【　ＵＳＢシリアル変換アダプタ　接続ケーブル　外観３　】

【　　ＢＮＣ−ＩＣクリップ　パッケージ外観　】

【　ＢＮＣ−ＩＣクリップ外観１　】

【　ＢＮＣ−ＩＣクリップ外観２　】

製　作　例

　今回製作した際の部品実装手順例を順番に掲載します。

【　液晶モジュール組立後外観１　】

【　液晶モジュール組立後外観２　】

【　液晶モジュール組立後外観３　】

【　液晶モジュール組立後外観４　】

【　製作手順１（面実装ＩＣ取付け）　】

【　製作手順２（抵抗取付け）　】

【　製作手順３（インダクタンス取付け）　】

【　製作手順４（コンデンサ取付け）　】

【　製作手順５（ICソケット取付け）　】

【　製作手順６（ＩＣ４取付け）　】

【　製作手順７（スイッチ・ピンヘッダ取付け）　】

【　製作手順８（ＢＮＣコネクタ取付け）　】

【　基板完成外観１（液晶モジュール取付け）　】

【　基板完成外観２　】

【　基板完成外観３　】

【　基板完成外観４　】

【　基板完成外観５　】

【　基板完成外観６（ＵＳＢシリアル変換アダプタ接続）　】

動　作　確　認

【　通電時外観１　】

【　通電時外観２（ＵＳＢシリアル変換アダプタ接続部分）　】

【　レベル測定用ＥＸＣＬＥ自作ＶＢＡ　ＧＵＩ部　】

【　シリアル通信データ（ＰＩＣマイコン　ＲＸ信号）　】

【　シリアル通信データ（ＰＩＣマイコン　ＴＸ信号）　】

液晶保護シートを貼ったままなので少し見辛くなっています。

【　測定結果例１　（ＣＨ−Ａ：０ｄＢＶ）　】

　ＣＨ−Ａ・ＣＨ−Ｂを同じ信号源に接続してモニタ値を測定しました。　測定結果例１はＣＨ−Ａを０ｄＢＶにした場合の測定結果です。　ＣＨ−Ｂは＋２．７ｄＢＶとなっています。　０ｄＢＶ＝１Ｖ、＋２．７ｄＢＶ＝１．２７４Ｖですから約０．３Ｖもの差が生じています。　この要因として、ＰＩＣマイコンのファームウエア（マイコンプログラム）の計算式の差とログアンプのオフセットが考えられます。　「第３回　ターゲットを通過した信号レベルを測る 」のリスト２によれば、計算式中でＡＤ変換換算値に対して、ＣＨ−Ａは−１０５．４、ＣＨ−Ｂは−１０３．３と引き算がなされています。　ＣＨ−ＡとＣＨ−Ｂで２．１ｄＢＶの差がありますので、オフセットは０． ６ｄＢＶ分となります。　少しでも正しい測定を行うためにはＰＩＣマイコンのプログラムの計算式に手を加える必要があることがわかります。
　また、液晶表示桁数は小数点以下１桁です。　シリアル通信のデータは小数点以下２桁です。（注意：分解能０．０４ｄＢＶ）　ログアンプの計測値では振幅が大いほどリニア変換後の分解能が悪くなりますので、小数点以下の桁数を大きくすることが望まれます。　液晶表示も 小数点以下２桁表示して、シリアル通信のデータと同一桁数になっていればして欲しかったです。　（記事の趣旨からいえば、自分で手直ししなさいということなのでしょう。）

【　測定結果例２　（入力短絡状態）　】

　測定結果例２は、最小測定レベル（測定回路ノイズ？）を測定するつもりで短絡入力信号源を短絡状態にして測定した際のモニタ値です。　ＣＨ−Ｂは期待どおり−７３．８ｄＢＶ（約０．２ｍＶ）となっていますが、ＣＨ−Ａはなぜが−３９．１ｄＢＶ（約１１．１ｍＶ）となっていました。　リニア換算すれば大きな差にはなく、まあいいかで済ませます。　しかし、ログアンプ出力としてはリニアレベルの僅かな差が大きな数値差として換算されます。　それを良しとするかどうかは用途次第です。

　この差の原因部位がログアンプ回路部分にあるのかＰＩＣマイコンにあるのかを識別するために入力信号とログアンプ出力の相関を測定した結果を以下に掲載します。　

【　レベル測定ボード　特性測定１（ログアンプ入出力特性）　】

　この結果より、入力電圧約０．０２Ｖｒｍｓを超える範囲ではＣＨ−Ａ・ＣＨ−Ｂともにほぼ同じ測定値となっていますが、約０．０２Ｖｒｍｓを下回る範囲でＣＨ−Ａの出力が変化しない現象を確認しました。　どうもログアンプ回路部分に原因があるようです。　原因調査過程でＲ３，Ｃ４付近を指で押さえるとＣＨ−Ａの出力レベルが低下 （回復？）する現象を確認できました。　このため、入力からログアンプ部分の部品を取り外したり交換したりしましたが、原因特定できませんでした。　また、ログアンプ出力の波形を観測しましたが、ＤＣレベルの信号のみで異常発振をしているような印象はありませんでした。　ログアンプ交換（ＣＨ−ＡとＣＨ−Ｂのログアンプのスワップ）も考えましたが、ハンダ取り外し技量がありませんのでこれは諦めました。　当面はＣＨ−Ａでは−３０ｄＢＶ以下の使用を避けるようにすることにしました。　

　以上の測定結果を承知のうえで、本基板の入出力特性を測定した結果を以下に掲載します。　

【　レベル測定ボード　特性測定２（ログ表示）　】

　上記グラフの縦軸をリニア変換したグラフを以下に掲載します。　リニアに換算するとＣＨ−ＡとＣＨ−Ｂの差がますます気になります。

【　レベル測定ボード　特性測定３（リニア表示）　】

　次に縦軸をｄＢＶに変換した結果を以下に掲載します。　測定結果例１で説明したように計算式とログアンプオフセットの影響があります。

【　レベル測定ボード　特性測定４（縦軸ｄＢ表示）　】

　これではアマチュア用としても計測器として利用する気になりません。　そのため、ＥＸＣＥＬで再較正することにしました。　シリアル通信で得られたデータを利用して較正用の式を求めて、改めて特性測定を行いました。 　今回求めた較正用式は前記掲載の「レベル測定用ＥＸＣＬＥ自作ＶＢＡ　ＧＵＩ部」を参照願います。　較正用式を用いた測定結果を以下に掲載します。　グラフ を見る限りでは、利用する気になる結果を得ることができました。

【　レベル測定ボード　較正後特性測定５（ログ表示）　】

【　レベル測定ボード　較正後特性測定５（リニア表示）　】