ADALM2000をネットワークアナライザとして使う

ADALM2000はアナログデバイセズ社が学生の学習やホビー用途向けに開発したUSB接続の測定器。今回はRCフィルタをLTspiceでシミュレーションした後、実回路を組んでADALM2000に接続し、専用ソフトScopyを使ってフィルタ特性を実測する。

LTspiceでRCフィルタをシミュレーション

実際の回路で実験する前に、回路シミュレータLTspiceでシミュレーションを行った。
LTspiceによるRCフィルタのシミュレーション方法は別記事にまとめてあるので、詳細はそちらを参照のこと。

さて、いよいよ実回路のRCフィルタを測定する。Scopyネットワークアナライザの使い方詳細はWiki(英語)にまとめられており、参考にしながらADALM2000とRCフィルタを結線した。回路図に書くと以下。

結線し、ScopyのNetwork Analyzer画面からSingleボタンを押して測定した結果が以下。位相特性はちょっと違うようにも見えるが、振幅特性の傾向はシミュレーションと概ね一致しているのがわかる。

LC共振回路の測定を行うと、LかCのいずれかの定数が未知であっても、共振周波数をグラフから拾って計算で定数を特定出来る。

上記回路ではCは0.01uFと分かっているがLが未知。この回路をネットワークアナライザで測定し、Lの定数を特定してみよう。

グラフからピークの周波数を拾うと約50.9kHzと読み取れた。

LC共振回路の共振周波数と回路定数には $f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$ の関係がある。共振周波数とキャパシタCの定数からインダクタLを求めるには、 $L = \frac{1}{4 \pi^2 C f^2}$ に当てはめて約1mHと求める事が出来る。

プロ用のネットワークアナライザは高価すぎるしデカくて場所取るしでなかなか手が出ないが、
ADALM2000ならコンパクトだしPCソフトで手軽に測定出来るは非常に良い。測定周波数のレンジはDCから25MHz迄でホビー用途としては十分だ。

抵抗とコンデンサなら手持ちのマルチメータで測定出来るが、Lメータは持っていないため、
LC共振回路を測定し共振周波数からLを求められるのも有難い(ちょっと計算が必要だが)。

ADALM2000を購入して1年ちょっとだが、ネットワークアナライザとしては勿論のこと、
オシロやSDRとして使ってみたり自分にとっては電子工作に欠かせないツールだ。