eTime 備忘録 　　
電源ノイズ(baseband noise)を比較評価してみるの巻

電源の質としては、自らのノイズ発生源を持たない電池が無敵。　後でも報告するが、ほぼFloor Noiseと同等のレベルで、音楽を聴くには電池は最適な電源と云える。
電池は別格として、電源として優秀なのはアナログシリーズ電源のKIKUSUI 32-2　← 50Hzの電源ハムの高調波ノイズが少し目立つが低Offset Fでの低ノイズはすばらしい。
一方、ノイズが大きい電圧源ろしては、PC内蔵のUSB +5V　と　携帯電話充電用のＡＣアダプタが双璧で甲乙付け難いのであるが....

上述のKIKUSUI PAB 32-2とACアダプタ DoCoMo SH002のノイズ計測をHP 3048AからHP4195A スペアナに替えての確認測定↓をしてみた。　(K23もどきDC Block Filter経由で）
hp 4195A仕様の都合から、10Hz→1MHz間で測定。　グラフ上限は10mV/√Hz　下限は1nV/√Hz　

    1uV/√Hz at 10Hz    →　0.3uV/√Hz at 300Hz   →　60nV/√Hz at 100kHz                  2uV/√Hz at 10Hz    →　6mV/√Hz at 300Hz   →　200nV/√Hz at 100kHz   

計測単位がdBc/Hz →   V/√Hz　と異なるが、雑音特性の様子は同じ。              

●電源の次は３端子Regulator LDO諸君の出番


3端子LDOはWhite Noise源であるBandgap Gap電圧を基にしているので、どれも大差はないだろうと予測していたが、SII製のCMOS LDOが期待外に良好な結果であった。
電圧可変のLM317Tは5V固定LDOとは異なるが、同じ土俵で比較してみた。　5V固定LDOに比較して、全般に10dBc程度悪い。

●LDOのデカップリングコンデンサのノイズ低減効果　　LM317T +12V出力側コンデンサCpを変えてのノイズ低減効果の測定結果↓  5V固定LDOでも同様であった。

出力側デカップリングコンデンサの容量を増やすことで、雑音低減の効果はグラフの通りであるが、容量負荷に依る発振の危険も在るので要注意。　効果に限度有りですね。

●電源の低Noise化の限界はどこか？　　Noise Floor Level  vs  +9Vアルカリ電池  vs  Ripple Filter経由の+12V Clean出力

• 　　　比較に用いた+5V電源のbaseband noise特性↓
  
  　　　上記の電源+5Vでの位相雑音(Phase Noise)特性↓
  
  Offset 10Hz以下のCarrier近傍は水晶の1/f ノイズに埋もれるのか？　ほぼ同じで差異が出ていない。 ACアダプタでは顕著な位相雑音の劣化が見て取れるが、
  3端子LDOとCVCC電源間ではあまり無く、Offset 1kHz以上のFloor領域で約5dBc/Hzの差異のみ。　また、Offset 100kHz以上に離れると、3電源間の差異は小さくなってくる。
  
  結論： 発振回路の電源としてベストなのは電池、次に純アナログなCVCCシリーズ電源が望ましい。　種類にも依ると思われるが、ACアダプタやSwitching電源は避けた方が無難。
  
  ●追加報告　　充電式MobileBattery HuaFuの baseband noise　2018.10.6
  
  最近寒くなってきたので999円で購入した充電式カイロ兼+5V mobile battery HuaFu 大変重宝しえいるのであるが、超低ノイズ電源としても使えますね♪
  
  
  
  ●参考Link先
  
  http://www.ke5fx.com/psnoise.htm
  
  http://www.leapsecond.com/pages/tbolt/noise.htm      
  
  http://www.ko4bb.com/getsimple/index.php?id=phase-noise-and-other-measurements-with-a-timepod    
  
  https://www.ecnmag.com/article/2012/04/power-supply-challenges-data-and-voice-communication-systems 　　
  
  

　　　　　　　　　
備忘録Top Menuに戻る　　　　【eTime】Topに行く