Top Page KiCad5.0.2でステップアッテネータを再度作る
自作・実験工程のメモとして
13.Jan.2019


 別ページで紹介の簡易ステップアッテネータは、 KiCad 4.0.7 (以下、KiCad4と略す)で基板設計していましたが、KiCad 5.0.2 (以下、KiCad5と略す)を導入したので、練習がてらステップアッテネータを再度作ってみることにしました。
目新しいことは有りませんが、今回はフロントパネルを基板と一緒に設計し少し見映えを良くしたことと、KiCad5はビアが打ちやすくなったとのことなので、試してみました。


基板セット頒布のお知らせ

2019/12/30:更新(現在4セット)

PCB頒布のお知らせ (2019/01/14)
10枚発注して11枚組が届き、自分用に2枚組を使い残り9組しか有りませんが、ご希望の方に頒布いたします。
特にフロントパネルは、PCBとして発注しましたので、キズ・汚れ・レジストの塗ムラが有ります。選別してお送りできませんのでご了承ください。
無くなり次第、終了となります。(予告なく頒布を打ち切る場合もあります)

頒布条件等

1.頒布品(送料別)
セット構成 金額 数量
ステップアッテネータ(C)セット

2019/09/05:1セット 出庫
2019/07/02:1セット 出庫
2019/12/30:1セット 出庫



 ステップアッテネーター V3 基板      ・・・・・・ 1枚
 フロントパネル基板(表裏どちらか使用)   ・・・・・ 1枚
 抵抗袋( 3dB x1 ,6dB x1 ,10dB x1 ,20dB x2 )・・・・ 1組
 (抵抗袋は3dB・20dBのどちらか一つ余ります。組立段階で選択してください)
 
400 2
ステップアッテネータ(D)セット

2019/05/02:1セット 出庫
2019/12/30:1セット 出庫


 ステップアッテネーター V3 基板       ・・・・・ 1枚
 フロントパネル基板(表裏どちらか使用)   ・・・・・ 1枚
 抵抗袋( 3dB x1 ,6dB x1 ,10dB x1 ,20dB x2 )・・・・ 1組
 (抵抗袋は3dB・20dBのどちらか一つ余ります。組立段階で選択してください)
 (D)セットは、上記(C)セットの内容に、スペーサーとネジを付けます。
  (スペーサー x4 ・ ネジM3-5mm x8 )
 
500 2

2.頒布数: 全計 9セット
3.サポート: 製作のサポートはありません。(ホームページの情報のみで製作ができる方)
4.金額: 上記頒布品の項に表記した金額
5.送料:
頒布希望の場合は送料200円を加算してください。
 (クリックポストで一週間以内に発送予定。日本国内のみ)
6.支払い方法:
着後一週間以内に振込み(三菱UFJ銀行口座宛)をお願いいたします。
  (振込み先は、発送時にご案内いたします。振込手数料は送金者負担でお願いいたします。)
7.ご希望の方は、
宛先:コールサイン@JARL.COM
(コールは、このページのタイトル等に記述してあります。)

件名:「ステップアッテネータ(C)又は(D)セット頒布希望

その他
コールサイン:(無ければ不要)
必要数:
郵便番号:
住所:
氏名:
  をご記入の上、お問合せください。

(穴あき基板を使って作るのが面倒な方向けです。)




今回のステップアッテネータ(V3)と表記します。


同一基板で、(3dB)(6dB)(10dB)(20dB)の計39dBと、(6dB)(10dB)(20dB)(20dB)の計56dBの2種類を組み立ててみました。


Edit by bluegriffon3.0.1

1.V3の回路

 これは別ページで紹介済みの回路と変わりが有りません。
ただし、回路上の抵抗値を秋月電子で入手できる範囲で計算値に近づけるようにしています。

1.回路図(Schematic)
・本回路図は説明用に作成したもので、同じリファレンスが2つある部品が有ります。


表面パネルは左から3dB・6dB・・・・と減衰量が増えていきますが、裏面に基板の表面が来るため、回路上は右から減衰量を増やす表記にしています。

2.ステップアッテネータ V3の基板イメージ
・取付穴・SWの位置は、V1以降変更なしです。


ビアの数は、控えめにして127個打ち込んでいます。(V1・V2は13〜14個、今回は約10倍)
表面実装の抵抗ではMax1Wは無理なので、使わない表面実装部品のパターンは削除しました。
今回は、抵抗をスルーホールタイプだけとし、レイアウトを変えたのと、穴を抵抗2本が入るように広げました。
今までFusionPCBに発注していましたが、2018年末からはPCBWayに発注先を変更しています。
PCBWayの品質は今のところ問題が無く、たまたまかも知れませんが早い(DHLで4日〜6日)のと、「製造番号を印刷しないでほしい」とお願いできることで採用しました。


2.実装とパーツリスト

 パーツは、以前同様に秋月電子で入手できるものを使っています。

1.V3実装例
・右側より、(3dB)(6dB)(10dB)(20dB)の順に抵抗器を実装しています。


抵抗器を並列合成するところは、穴に2本入るため横に広がった配置になっています。
BNCコネクタの取付位置については、別ページで紹介の簡易ステップアッテネータを参照してください。

2.V3より、フロントパネルも同時に作成
・下記の写真は(3dB)(6dB)(10dB)(20dB)の計39dBの配置になりますが、裏面は(6dB)(10dB)(20dB)(20dB)の計56dBの配置にしたパネルを用意しています。
・このパネルを使うと、アルミ板上の下穴が少しずれても一応の見栄えはすると思います。
ただし、PCBとして作ったためキズ・汚れ・レジストのムラが有ります。


板厚はM3x5ネジを使っても大丈夫なように、0.8mmを選択しました。

3.部品表(BOM)
・部品表というほどでは有りませんが、表形式で表記すると見やすいと思い書き出しておきます。

Reference Value 必要数 手配先 発注単位 手配番号
J1,J2 CONN_COAXIAL 2 秋月電子 1 C-00093
S1,S2,S3,S4 switch_2C_E 4 秋月電子 1 P-04028
ケース YM-100 1 秋月電子 1 P-09534
スペーサー FB3-10 4 秋月電子 1 P-07313
なべ小ねじ M3x5 8 秋月電子 100 P-07325
抵抗は、秋月電子の「超小型 金属皮膜抵抗1W」を使っています。

4.抵抗の組合せ例
・いつも抵抗値の理想値はどうだったか迷うため、組合せ表を添付しておきます。(2019/09/04)

dB π型理想値 近似値_秋月_1W金皮 近似値_KURA_2W金皮
R1-R3(Ω) R2(Ω) R1-R3(Ω) R2(Ω) R1-R3(Ω) R2(Ω)
1 5.77 869.55

5.6 910
2 11.61 436.21

12 430
3 292.40 17.61 300 33並列 300 18
4 220.97 23.85

220 24
6 150.48 37.35 150 39 150 36
8 116.14 52.84

120 51
10 96.25 71.15 100 68 100 68
16 68.83 153.78

68 150
20 61.11 247.50 120並列 240 62 240
30 53.27 789.78

51 750
32 52.58 994.64

51 1000


3.特性の測定

 前回は、測定もせずそのまま使っていましたが、どのような特性なのかFRMSを引っ張り出して測定してみました。
FRMSは上限周波数が20MHzで、それ以上の測定器が有りませんのでHF帯で近似値が出ていることを確認した程度です。

1.設定SW単体の特性
▼3dBの特性
(下限付近・上限付近の減衰量を読み出しています。)


▼6dBの特性


▼10dBの特性


▼20dBの特性


2.設定SW全部をONしたときの特性
▼合計56dBにした時のFRMSの画面ですが、11.34MHz付近にディップ点が発生しています。



▼アッテネータ基板の中に共振要素が有るのかなと心配しましたが、長い方の同軸ケーブルにコアを入れてみました。



▼ケーブルにコアを入れて、改善した様子です。


V2の特性を測定したときも、50dB以上になると同じところにディップ点が出現していました。
必要以上に長い測定ケーブルを使うものではないということと、減衰量を欲張らない方が粗が出にくいということでしょうか。




9.その他気づいたこと

 (1)都度、追記します。





99.追記用

 大幅な改定・追記用