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zoom RSS FET Probe(OPA653)もどきの製作273MHz (-3dB) 7月5日修正

<<   作成日時 : 2015/06/28 16:04   >>

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1kΩ以上のフィルタ特性を測定するのに、2SK241を2個使ったFETプローブを使っています。秋月の変換基板が案外特性が良かったので、世界最高速のFET入力電圧帰還オペアンプで、FETプローブを作ってみました。
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回路図は
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最初は、OPA659を使うつもりでしたが、変換基板(SOT23、オペアンプ専用)に抵抗を載せると、周波数の補償が出来ないので、ゲイン2倍固定のOPA653にしてみました。問題は、2SK241だと、ソースフォロアの出力インピーダンスを、トランジスタのエミッタフォロアでさらに低下させると、ゲイン-6dB、-3dB帯域150MHz、入力1MΩ、入力容量1pF以下にできます。入力範囲も、0dBmがぎりぎりOKです

7月5日、従来の(2SK241)FETプローブで、クリスタルラダーフィルタの特性を測定してみると、特性がおかしいので、FETプローブの入力容量を測定してみました。測定値は、約4pFでした。今まで、気が付かなかったのが恥ずかしい。設計した時に、FETのデータシートを読み間違ったまま、今まで、気付くような測定をしてこなかった事が原因でした。よって、今回のプローブは、まだ改善の余地はあるものの、前回のプリアンプと共に使うことで、有用なツールになりました。
試作した、プローブの入力は、1MΩ、3pF以下と、入力容量が大きくなってしまいました。
入力容量の影響の低減については、少し実験してみたいと思います。

周波数特性は、最初に周波数補正をしない(回路図の出力にある、TC1を未実装)にして
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490MHzまで、+7dB程度の盛り上がりで、500MHz程度まで使えそうかなといったところですが。オペアンプ出力のトランジスタの出力特性と、フィードバック抵抗(内部に160Ωが2本入っている)の影響を考慮して、トリマコンデンサを取り付けてみました。計算では、約10pFで450MHzが目標なのですが、誤差1dBの範囲で調整すると
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200MHzまでは、ほぼフラット、-3dBで275MHzとなりました。もう少し誤差範囲を広げるか、補償回路を取去れば、500MHzまで使えそうです。どのように最終回路にするかを思案中です。
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いつも汚い写真ですが、基板の表裏です。内径20mmのパイプにぎりぎり入る大きさです。

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