RTL2832U+R820T クロック温度特性とヒートシンク
先のクロック調整の結果を確認していました。
ところが、部屋のドアを開け、戻って見ると、室温の変化以上に、周波数変動が発生していました。
簡易的な放熱対策では、まだ不十分なことは分かっていたのですが、短時間に変動するのを目の前で見ると、もう少しなんとかしたくなります。
世の中では、様々なヒートシンクや対策方法が発表されていますので、参考にさせてもらいました。
対策した物を公開します。汚い外観で恥ずかしい
QFNパッケージの露出パッドと基板を半田した部分に０．９ｍｍの銅線を半田付けして、基板に垂直に伸ばします（約８ｍｍ）。
ドングルのプラスチックケースに、０．０３ｍｍ厚の銅テープを貼り、放熱穴を貫通させておきます。
先の銅線を放熱穴からケース外に突き出すようにして基板を固定します。
銅箔と、銅線は、半田で結合します。（銅線は曲げません、半田を除去すると、ケースが外せます。）
温度特性を測定してみました。
電源ONから最初の１５分です。
次の１０分で、安定領域になります。熱容量が増えたので、安定するまでの時間が長くなっています。
手で触っても１ｐｐｍ以下の変動で治まるようになりました。
ここで、放熱を強化する前よりも、受信感度が良くなっていることに気づきました。
放熱部分の温度は、約４０℃と、５度以上下がりました。この場合、１０ｄB位受信信号のレベルが上がっています。逆に言うと、R820Tの温度が４５℃以上になると、１０ｄB位ゲインが下がるようです。
放熱対策をしていない新品のドングルで、試してみました。
最初の周波数変動も大変大きいようです。
このドングルは、安定すると。－１５ｐｐｍなのですが、電源投入時には、＋７ｐｐｍです。最初の１０分で大きく変動します。
３０分から４０分位経過すると、周波数は安定してきますが、R820Tのゲインがおよそ、－３０ｄBまで低下するようです。
結論、R820Tは、きちんと放熱して、チップが触れる程度以下（４０℃が目安）にしないと、感度の低下が発生する。水晶発振子も、放熱対策をしないと、水晶の温度範囲と温度勾配の影響を強く受けます。
TCXOの特性よりも、３０倍位悪い特性ですが、少しずつ改善しています。
かなりデータが集まってきたので、もう少し実験をしてから、まとめを作成したいと思います。
その前に、先達の皆様の知恵を集めてみます。
ところが、部屋のドアを開け、戻って見ると、室温の変化以上に、周波数変動が発生していました。
世の中では、様々なヒートシンクや対策方法が発表されていますので、参考にさせてもらいました。
対策した物を公開します。汚い外観で恥ずかしい
ドングルのプラスチックケースに、０．０３ｍｍ厚の銅テープを貼り、放熱穴を貫通させておきます。
先の銅線を放熱穴からケース外に突き出すようにして基板を固定します。
銅箔と、銅線は、半田で結合します。（銅線は曲げません、半田を除去すると、ケースが外せます。）
温度特性を測定してみました。
次の１０分で、安定領域になります。熱容量が増えたので、安定するまでの時間が長くなっています。
ここで、放熱を強化する前よりも、受信感度が良くなっていることに気づきました。
放熱部分の温度は、約４０℃と、５度以上下がりました。この場合、１０ｄB位受信信号のレベルが上がっています。逆に言うと、R820Tの温度が４５℃以上になると、１０ｄB位ゲインが下がるようです。
放熱対策をしていない新品のドングルで、試してみました。
このドングルは、安定すると。－１５ｐｐｍなのですが、電源投入時には、＋７ｐｐｍです。最初の１０分で大きく変動します。
結論、R820Tは、きちんと放熱して、チップが触れる程度以下（４０℃が目安）にしないと、感度の低下が発生する。水晶発振子も、放熱対策をしないと、水晶の温度範囲と温度勾配の影響を強く受けます。
TCXOの特性よりも、３０倍位悪い特性ですが、少しずつ改善しています。
かなりデータが集まってきたので、もう少し実験をしてから、まとめを作成したいと思います。
その前に、先達の皆様の知恵を集めてみます。
この記事へのコメント
すばやいコメントありがとうございます。
例によって、酔っています。あはは
あくまでも趣味としての作業なので、寄り道が多くうざったい内容になってきました。少し考えてから、次の題材を決めます。
ありがとうございました。
よろしくお願い致します。
りんくの件両方ともに了解致しました。
よろしくお願い致します。
海外から、翻訳エンジン経由でのアクセスがあり、びっくりしています。誤解されるとこまるのですが・・・
5月17日に単一信号で、８５℃まで加熱しても、感度は低下しませんでした。－３０ｄBmからー９９ｄBmまで確認しました。ただし、信号が確認できるのは、－９４dBm程度が限界でした。耳では聞こえるのですが・・・
感度低下の原因が解らなくなりました。