速習レッスン Makersには欠かせないマルチ測定ツールAnalog Discovery2 (6)ネットワーク・アナライザ

入力と出力の関係を自動的に測ってくれる

 市販の据え置き型の測定器の中でもネットワーク・アナライザは高価で重量のある製品です。通常高い周波数領域の測定で利用されます。市販のベクトル・ネットワーク・アナライザ(VNA)の扱える最低周波数は10kHz付近からなので、電子工作で測定するオーディオ帯域には不向きです。

 周波数領域の挙動を見るための測定器にはスペクトル・アナライザがありますが、これは、入力信号が不明な場合に利用されます。ネットワーク・アナライザは発振器(信号源)をもっており、被測定デバイス(DUT)に入力して反射した信号と出力信号を測ります。

 高周波の世界では、反射信号をS11、伝送された出力信号をS21と呼びます。Sパラメータは散乱パラメータのことで、高い周波数の電流、電圧測定は一般に難しいために用いられます。Analog DiscoveryではS11は得られません。しかし、ネットワーク・アナライザの重要な測定値である振幅位相の情報が得られるので、低い周波数の測定にはとても役立ちます。

接続方法

 Analog DiscoveryのChannel1と発振器の出力W1DUTの入力に、Channel2DUTの出力につなぎます。

Analog Discoveryの設定

 発振器はネットワーク・アナライザのソフトウェア側で設定します。Networkを起動します。オシロスコープのときと同様に、プローブは10Xに変更しました。

 測定回路はCRフィルタにします。実際に測定する前に、LTspiceでシミュレーションします。

LTspice XVIIで回路入力とシミュレーションを行う

 次の回路図でローパス・フィルタのシミュレーションしました。カットオフ周波数は約70Hzです。

 実際に計測すると、カットオフ周波数は同じですが、高域が下がりきりません。

増幅回路の周波数特性を測る

 OPアンプNJM4580DDを用いた非反転増幅回路の周波数特性です。発振器の出力はデフォルトの1Vから100mVに下げました。利得は100倍=40dBです。電源は±15Vです。

 ※ボーデ線図以外にもナイキストも表示できます。

トランスの周波数特性を測る

 RSコンポーネンツで購入した電源用トロイダル・トランス(115V-9V)の入出力を逆にして測りました。9Vの入力側は、オーディオで使うときの標準的インピーダンス600Ω付近にしました。

 

Makersには欠かせないマルチ測定ツールAnalog Discovery 2

(1) オシロスコープと発振器 その1 プローブの校正

(2) オシロスコープと発振器 その2 トリガ

(3) オシロスコープと発振器 その3 測定例

(4) オシロスコープと発振器 その4 MSO

(5) オシロスコープと発振器 その5 表示/演算機能

(6) オシロスコープと発振器 その6 ネットワーク・アナライザ