Cosmo-Z Miniで周波数スイープして周波数特性を測る

Cosmo-Z Miniには14bit精度で125MHzサンプリングのDACとADCがあります。DACから綺麗な正弦波が出るようになったので、周波数スイープする正弦波を作り、ADCで測ってみました。

最初のターゲットとなったのは、そこらへんに転がっていたセラミック発振子。

下の図のように、Cosmo-Z MiniのDAC出力から同軸ケーブルでつないでセラミック発振子に通し、ADCで受けます。

正体不明のセラミック発振子で、12.0と書かれています。

DAC出力は0MHz～30MHzまで100kHz刻みで掃引して、そのときに受信できる正弦波のパワーをプロットしました。

原理としては、DDSとCORDIC法で周波数を変えられる正弦波を作ってDACから出力し、それをADCで受けてFFTしてピークのパワーを出すという単純なものです。だから、かなり遅いですが。

まずは、同軸ケーブル直結の場合とセラミック発振子を通した場合で比較してみます。

12MHz付近で共振と反共振が切り替わっているのでしょう。なんとなく正しい感じがします。

村田製作所のWebサイトにある資料を見てみると、共振周波数でインピーダンスが10Ω程度まで低くなるようです。

この測り方だと同軸ケーブル直結のラインに近づくはずなので、正しいのかなと思います。

今回使用したセラミック発振子は形状や値から、おそらく村田製作所のものではなさそうです。スプリアスがたくさん見えています。

次に同じことを水晶振動子でもやってみました。水晶には10pFくらいの適当なコンデンサを入れています。水晶振動子は共振周波数付近でLとしてふるまうので、これで共振回路になるはずです。

0～62.5MHzまで10kHz刻みでスイープして測ったところ、10MHz、30MHz、50MHzの3箇所で鋭いピークが得られました。

3つのピークが同じくらいのレベルです。これだと10MHzで発振しないかもしれません。スイープする刻みが広すぎたかもしれないので、9.9MHz～10.2MHzを1kHz刻みでスイープしてみました。

すると、

10MHz弱のところに-10dBまで伸びる鋭いピークが出ていて、しかもピークは2つあるようです。

DACから綺麗な正弦波が出せるようになったので、ADCと組み合わせて周波数スイープして特性を測る試験ができました。

発振子は結果が予測できるのですが、何か測ってみて面白いものはないかな？