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計測用、差動プリアンプの製作
2012/04/25 オシロスコープで電源ノイズを測ろうとすると、色々と問題があります。
- オシロのフロアノイズのために5mVppぐらいまでしか測定できない。
- DCDC回路等を測ろうとすると、パルス性の高周波ノイズ（同相ノイズ）が回りこむためまともに測定できない。
同相ノイズ対策として「差動プローブ」というものが市販されていますがオシロスコープが買えてしまうぐらい高いため困っていました。
もっと安価に、お手軽に測定するための差動プリアンプを製作しました。
設計方針
差動プローブと同じものをと考えると結局コストに跳ね返るので、ある程度割りきって作りました。
- 入力インピーダンスは1KΩないしは10KΩにする。
- カップリングコンデンサを置いてAC専用にする。
- 電池駆動（単４×４本）にする。
この割り切りをすることで、コストを抑えたままSNR等の性能をある確保することができます。
- 帯域幅は100MHz以上（下は20Hz以下）
- ゲインは 40dB（100倍）
100MHzのsin発生器がないため確認はしていませんが、データシートを見ての設計上は確保したつもりです。
回路図と部品
| 部品番号 | 部品 | 数 | 備考 |
|---|---|---|---|
| U1 | LTC6405 | 1 | 完全差動オペアンプ(900MHz,1600V/us) |
| U2 | LMH6629 | 1 | ローノイズ高速オペアンプ(800MHz, 690V/us) |
| R1-2,R7-R9 | 高精度金属抵抗 1KΩ 0.5% | 5 | LGMFS25-102D |
| R3-R4 | 高精度金属抵抗 10KΩ 0.5% | 2 | LGMFS25-103D |
| R5-R6 | 高精度金属抵抗 100Ω 0.5% | 2 | LGMFS25-101D |
| C1,C2 | OS-CON SEPC 6.3V/1500uF | 2 | 6SEPC1500M |
| C11,C12 | 無極性電解コンデンサ 22uF(10uF) | 2 | ECE-A1VN220U等 |
| C21-C24 | PSチップフィルム 0.1uF | 4 | ECP-U1C104MA5 |
| C31-C34 | PPSチップフィルム 0.01uF | 4 | ECH-U1C103GX5 |
| C41-C44 | PPSチップフィルム 1nF(1000pF) | 4 | ECH-U1C102GX5 |
| SW1 | 2回路電源スイッチ | 1 | 100DP1T2B4M6QE等 |
| J1 | ターミナルブロック3P（縦） | 1 | 秋月のTB112-2 |
| J2 | BNCコネクタ | 1 | 0731000131 |
- R3,R4は0.1%高精度抵抗（MFP-25BRD52-10K）に変更するとCMRRが上昇します。