スパイクノイズはFFT 掛けたらどの位の周波数帯域に存在するのでしょうかね？ 3端子レギュレータのリップル抑圧はせいぜい10KHz 程度まででしょうし、そもそもスペックは120Hz 2Vp-p のサイン波を入力に重畳してどの程度抑圧出来るかとなっているようですので、インパルス波形に近いスパイクが減衰しないと仰るのは言いがかりに近いと思います。先ずは整流回路を工夫してスパイクノイズを無くすべきです。
ここはひろゆき氏のsiteではないので、2chチックなnameはご遠慮していただきたい。 まず半導体ダイオード起因の波形についてはham journalの創刊号(no,2号誌?)に詳細に載っていたはずです。対策も公知されています。それを既読で書き込まれていますよね。 そもそも 整流管⇒半導体ダイオードに技術シフトした当初からの話題です。 半導体ダイオードメーカーも工夫されていて結構良いものが市場にあります。私は新電元のブリッジを使っています。 ・整流回路を工夫しスパイク波形を除去していくと3端子レギュレータの役割は電圧制御だけになります。(スパイク除去過程でリップルも減っていく)。 電圧制御は抵抗分圧でもほとんど行えますね。180Vから抵抗分圧で1.5Vをつくるのは結構難しかったです。工夫を反映させると投影面積が増えますが、3端子レギュレータの役割はほぼ消滅すると思います。 ・3端子レギュレーターの宣伝公知としてリップル除去資料を上げているので、それが出来ないと不自然です。とある条件下での限定的除去であればその作動条件は大きく公知する内容です。不記載であれば掛かる条件は不存在になります。アナログICのデータシートには測定器型式を含む、試験回路が公知されていますので、3端子レギュレータではそれがないようです。 ・ノイズ重畳ですが、「自然界にあるノイズにおいて、その代表的なノイズを載せて確認するのが技術屋だ」とおもいますが、自然界での遭遇頻度がすくないと思われる信号波形を重畳している時点で、、？？だろうと思いますよ。 代表的なノイズ(波形・周期)について言及し研究されているかも社外からは判りません。 ・私の本業はFA機械設計屋ですので、チャンピンデータを疑い作動確認しつつ設計します。そうしないと事故に至る世界にいます。
NJM7809 辺りを使用されたとのことですので、下記のデータシートで開示されている図の都合から５V品で説明しましょう。 https://www.njr.co.jp/products/semicon/PDF/NJM7800_J.pdf １ページ目 ・特徴として「高リップルリジェクション」とあります。 ・等価回路から入出力間はダーリントン接続のトランジスタのC-E 間となっていることが判ります ２ページ目 ・出力電圧範囲、出力電圧の温度係数等が規定されています ・リップル除去比が測定条件と共に規定されています最小値で68dB 、標準値で78dB 測定条件はVin=10V, Io=0.5A, ein=2Vp-p, f=120Hz ５ページ目 ・リップル除去比の測定回路、算出式があります ・入出力コンデンサについても説明があります ８ページ目 一番下にリップル除去比周波数特性例 ・NJM7805 の3KHz までのリップル除去比は80dB を少し超えています ２ページ目の測定条件120Hz も含まれています ・一方で3KHz を超えると低下し始め10KHz では70dB を切っているようです ・トレースのある周波数は10K と30K の間位までしかありません これらから特徴とする「高リップルリジェクション」とは 30Hz~3KHz 程度までのサイン波なら２ページ目で規定されたリップル除去比が見込めるが3KHz を超えると低下し10KHz~30KHz の間以上はどうなるか判らないということが判ると思います。 60Hz を全波整流して120Hz のランプ波に近い波形が入力されたとしてもランプ波（三角波）は奇数倍の周波数成分の二乗分の一でしかありませんから、25 次の3KHz は1/25^2 の振幅しかそもそも存在しないことになります。 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E8%A7%92%E6%B3%A2_(%E6%B3%A2%E5%BD%A2)f 一方でスパイクノイズはご存知の通り思いの他高く広い周波数成分を含む厄介なノイズです。 インパルス波が無限の帯域幅の成分を含むことからも推測し易いでしょう。 しかるにこのデータシートは通常の電源周波数を整流しスパイクノイズはほぼ存在しない前提として「高リップルリジェクション」を謳っていると思われます。 不記載どころか丁寧に記載されていると思います。 メーカーの肩を持つ訳ではありませんが自然界にある代表的なノイズというのを規定しようが無いため、120Hz のサイン波重畳とリップル抑圧の周波数特性例なのでしょう。 入力電圧、負荷電流の変動に対して無調整でそこそこの精度の出力電圧が得られるのはメリットでしょう。 勿論設計要件によっては無意味でしょうけど。 ご指摘のham journalは読んだことがありませんが、対策としては居酒屋ガレージさんのこの辺りでしょうか。 http://act-ele.c.ooco.jp/blogroot/igarage/article/3836.html 完全では無いかもしれませんが、整流回路におけるスパイクノイズ低減には役に立つ昔から使われている工夫ですね。 最後に「私の本業はFA機械設計屋ですので、チャンピンデータを疑い作動確認しつつ設計します。」と仰りますが、データシートを良く読めば、この３端子レギュレータでスパイクノイズの低減が見込めないだろうことは明らかでむしろ作動確認で規定されていない実力を当てにして設計するとも誤解されかねない記述であることを心配しています。 せっかくかなり勉強されているようなのに勿体無いと思い書き込んだ次第です。 なお平滑コンを極端に小さくして9Vp-p 程度のリップルを乗せた電圧を入れたTA78005AP は3~4mVp-p にリップルを低減しておりました。 入力の最低電圧は7.6V 程度で最低入力電圧は満足させています。 TA78005AP のリップル除去比は最小58dB 、標準74dB らしいので概ね規定通りの67~70dB 程度のリップル除去比が得られたことになります。 200MS/s で観測した範囲ではスパイクノイズは見当たらない状態です。 出力には100ohm を負荷として50mA 流しています。 測定条件に合わせ入力側には0.33uF のPP コン、出力側には0.1uF のマイラーコンを用いました。 おそらくMLCC とかOS コンを使うとESR が低過ぎて発振すると思います。 何れもジャンク箱出身の部品なので当初の性能を有しているかは定かではありません。 ※コメントの承認はしていただかなくても結構です。
いいえ、JRCのはシート表を借りてきただけですね。乾電池駆動時にノイズ発生源になるメーカーのは選外です。 無ノイズ品の製造メーカーのは等価回路は公開されていませんし、リップル除去の表もありません。さて、どういう理由によるものかは、私にはわかりません。 表題が、「整流リップル」ですので実際の計測波形を写真でUPしてあります。 写真のように波形のものの大きさに差がありますね。 「これをどう考えるか？」だけのことです。スパイク波形については文中に「同じ」の文字列が入っている通りです。 「私はお馬鹿だ」と2012年から本blogにて公知していますが、この度は色々とご説明ありがとうございます。
コメント：3端子レギュレータの実力を波形で確認。整流リップルは減少するか？
スパイクノイズはFFT 掛けたらどの位の周波数帯域に存在するのでしょうかね？
3端子レギュレータのリップル抑圧はせいぜい10KHz 程度まででしょうし、そもそもスペックは120Hz 2Vp-p のサイン波を入力に重畳してどの程度抑圧出来るかとなっているようですので、インパルス波形に近いスパイクが減衰しないと仰るのは言いがかりに近いと思います。先ずは整流回路を工夫してスパイクノイズを無くすべきです。
ここはひろゆき氏のsiteではないので、2chチックなnameはご遠慮していただきたい。
まず半導体ダイオード起因の波形についてはham journalの創刊号(no,2号誌?)に詳細に載っていたはずです。対策も公知されています。それを既読で書き込まれていますよね。
そもそも 整流管⇒半導体ダイオードに技術シフトした当初からの話題です。
半導体ダイオードメーカーも工夫されていて結構良いものが市場にあります。私は新電元のブリッジを使っています。
・整流回路を工夫しスパイク波形を除去していくと3端子レギュレータの役割は電圧制御だけになります。(スパイク除去過程でリップルも減っていく)。 電圧制御は抵抗分圧でもほとんど行えますね。180Vから抵抗分圧で1.5Vをつくるのは結構難しかったです。工夫を反映させると投影面積が増えますが、3端子レギュレータの役割はほぼ消滅すると思います。
・3端子レギュレーターの宣伝公知としてリップル除去資料を上げているので、それが出来ないと不自然です。とある条件下での限定的除去であればその作動条件は大きく公知する内容です。不記載であれば掛かる条件は不存在になります。アナログICのデータシートには測定器型式を含む、試験回路が公知されていますので、3端子レギュレータではそれがないようです。
・ノイズ重畳ですが、「自然界にあるノイズにおいて、その代表的なノイズを載せて確認するのが技術屋だ」とおもいますが、自然界での遭遇頻度がすくないと思われる信号波形を重畳している時点で、、？？だろうと思いますよ。
代表的なノイズ(波形・周期)について言及し研究されているかも社外からは判りません。
・私の本業はFA機械設計屋ですので、チャンピンデータを疑い作動確認しつつ設計します。そうしないと事故に至る世界にいます。
NJM7809 辺りを使用されたとのことですので、下記のデータシートで開示されている図の都合から５V品で説明しましょう。
https://www.njr.co.jp/products/semicon/PDF/NJM7800_J.pdf
１ページ目
・特徴として「高リップルリジェクション」とあります。
・等価回路から入出力間はダーリントン接続のトランジスタのC-E 間となっていることが判ります
２ページ目
・出力電圧範囲、出力電圧の温度係数等が規定されています
・リップル除去比が測定条件と共に規定されています最小値で68dB 、標準値で78dB
測定条件はVin=10V, Io=0.5A, ein=2Vp-p, f=120Hz
５ページ目
・リップル除去比の測定回路、算出式があります
・入出力コンデンサについても説明があります
８ページ目
一番下にリップル除去比周波数特性例
・NJM7805 の3KHz までのリップル除去比は80dB を少し超えています
２ページ目の測定条件120Hz も含まれています
・一方で3KHz を超えると低下し始め10KHz では70dB を切っているようです
・トレースのある周波数は10K と30K の間位までしかありません
これらから特徴とする「高リップルリジェクション」とは
30Hz~3KHz 程度までのサイン波なら２ページ目で規定されたリップル除去比が見込めるが3KHz を超えると低下し10KHz~30KHz の間以上はどうなるか判らないということが判ると思います。
60Hz を全波整流して120Hz のランプ波に近い波形が入力されたとしてもランプ波（三角波）は奇数倍の周波数成分の二乗分の一でしかありませんから、25 次の3KHz は1/25^2 の振幅しかそもそも存在しないことになります。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E8%A7%92%E6%B3%A2_(%E6%B3%A2%E5%BD%A2)f
一方でスパイクノイズはご存知の通り思いの他高く広い周波数成分を含む厄介なノイズです。
インパルス波が無限の帯域幅の成分を含むことからも推測し易いでしょう。
しかるにこのデータシートは通常の電源周波数を整流しスパイクノイズはほぼ存在しない前提として「高リップルリジェクション」を謳っていると思われます。
不記載どころか丁寧に記載されていると思います。
メーカーの肩を持つ訳ではありませんが自然界にある代表的なノイズというのを規定しようが無いため、120Hz のサイン波重畳とリップル抑圧の周波数特性例なのでしょう。
入力電圧、負荷電流の変動に対して無調整でそこそこの精度の出力電圧が得られるのはメリットでしょう。
勿論設計要件によっては無意味でしょうけど。
ご指摘のham journalは読んだことがありませんが、対策としては居酒屋ガレージさんのこの辺りでしょうか。
http://act-ele.c.ooco.jp/blogroot/igarage/article/3836.html
完全では無いかもしれませんが、整流回路におけるスパイクノイズ低減には役に立つ昔から使われている工夫ですね。
最後に「私の本業はFA機械設計屋ですので、チャンピンデータを疑い作動確認しつつ設計します。」と仰りますが、データシートを良く読めば、この３端子レギュレータでスパイクノイズの低減が見込めないだろうことは明らかでむしろ作動確認で規定されていない実力を当てにして設計するとも誤解されかねない記述であることを心配しています。
せっかくかなり勉強されているようなのに勿体無いと思い書き込んだ次第です。
なお平滑コンを極端に小さくして9Vp-p 程度のリップルを乗せた電圧を入れたTA78005AP は3~4mVp-p にリップルを低減しておりました。
入力の最低電圧は7.6V 程度で最低入力電圧は満足させています。
TA78005AP のリップル除去比は最小58dB 、標準74dB らしいので概ね規定通りの67~70dB 程度のリップル除去比が得られたことになります。
200MS/s で観測した範囲ではスパイクノイズは見当たらない状態です。
出力には100ohm を負荷として50mA 流しています。
測定条件に合わせ入力側には0.33uF のPP コン、出力側には0.1uF のマイラーコンを用いました。
おそらくMLCC とかOS コンを使うとESR が低過ぎて発振すると思います。
何れもジャンク箱出身の部品なので当初の性能を有しているかは定かではありません。
※コメントの承認はしていただかなくても結構です。
いいえ、JRCのはシート表を借りてきただけですね。乾電池駆動時にノイズ発生源になるメーカーのは選外です。
無ノイズ品の製造メーカーのは等価回路は公開されていませんし、リップル除去の表もありません。さて、どういう理由によるものかは、私にはわかりません。
表題が、「整流リップル」ですので実際の計測波形を写真でUPしてあります。 写真のように波形のものの大きさに差がありますね。 「これをどう考えるか？」だけのことです。スパイク波形については文中に「同じ」の文字列が入っている通りです。
「私はお馬鹿だ」と2012年から本blogにて公知していますが、この度は色々とご説明ありがとうございます。