私は電子の知識が限られている物理学者です。私は通常、助けを求める前にインターネットで問題を広範囲にわたって研究しています。これは、ここで質問と考えられる解決策の両方を提示することを意味します。私が書いたことを確認または修正してください。

私はCCAまでの比較的安価な趣味信号発生器を入手したいと思います。10MHz。次の2つの要件があります。

1. フローティング信号を与える必要があります。
2. 開口部内で出力を接地しても、DC成分のない信号を取得できる必要があります。

Ad 1：この条件は、電源と信号発生器が電気的に分離されている場合にのみ満たすことができます。これは、トランスを使用して実現できます。したがって、DC駆動の（または外部DC電源を備えた）信号発生器は問題外です。

広告2：この条件を満たすための合理的な方法は、信号発生器が2つの2次巻線（12V-0V-12Vなど）を備えた変圧器を使用することです。二次巻線の共通線が接地されると、真の負電圧と正電圧を得ることができます。

事実上、すべての安価な信号発生器はDC電源を使用しているようです（条件1により自動的に除外されます）。1つの顕著な例外は、モデルFY3200Sです。ただし、このビデオによると、信号発生器FY3200は真のフロート出力を備えていません（ライン電圧110V、フローティンググランドで50Vおよび100uAの場合！）。幸いなことに、2次段には-12V、5V、および+ 12Vの入力が必要です。これはおそらく、DC成分なしで信号を生成できるはずであることを意味します（条件2）。

ビデオの著者は、問題はデバイスがより良いリニア電源の代わりに適切でないスイッチモード電源を使用していることであると示唆し、電源を交換することを提案します。[デバイスを220Vと110Vの両方の電力線で使用できるようにするために、より不便なスイッチモードの電源が使用されていると思われます。]提供されます。

リニア電源を作るのは難しくないはずなので、最良の選択肢は実際には元の電源をそのようなものに交換することです。

そのようなものを簡単かつ安価に作成し、 、二次巻線の共通線とアースの接続にスイッチをこと。FY3200Sの第2段階（およびそのボックス）を使用すると、関数生成のはるかに複雑な電子機器を扱うことを避けられます。

これは良いアイデアのように思えますか？これにより、浮遊電流が完全に除去されない場合でも、少なくとも浮遊電流が減少しますか？上記の電源はアプリケーションに適していますか？

私は実際にFY3200S信号発生器を所有しています。私がそれを買ったとき、私はその中のスイッチング電源の疑わしい品質と報告された高い接地漏れ電流をすでに知っていました。このため、組み込みのスイッチモード電源を単純な安定化リニア電源（これらのユニットではかなり一般的なmod）に置き換えました。このルートを使用する場合は、+ 12V、-12V、および+ 5Vを提供する必要があることに注意してください。

信号発生器の元のスイッチモードPSUを見つけることができたので、それを再び接続し、元のスイッチャーと新しいリニア電源の両方でいくつかの測定を行いました。私はおそらく線形供給を構築したときにそれを行うべきでしたが、ちょっと¯\ _（ツ）_ /¯

電源設計

リニア電源は非常に簡単です。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

LEDはデバッグを支援し、無負荷状態でレールが安定していることを確認します。これを作成した時点で、現在の要件を測定しましたが、結果を忘れてしまい、このプロジェクトに関するメモを見つけることができませんでした。トランスは、それぞれ133mA（それぞれ+ 12Vおよび-12V）および425mA（+ 5V）に対応しています。私のデザインにはあまり余裕がないので、これらの数値が役に立つかもしれません。

あなたの質問の電源回路は私には受け入れられるように見えます（私は数字を実行していませんが）。単一のトランスを使用し、+ 12Vレールから+ 5Vを引き出すことを除いて、同様です。正常に動作することを期待します。トランスが片足で+ 12Vと+ 5Vの両方に電力を供給するのに十分な電流を供給できることを確認してください。トランスとコンデンサのサイズを調べる方法。その主題に関する情報がたくさんあるはずです。これらの 答えは良い出発点かもしれません。

実装は回路図よりも厄介です。なぜなら、私が配置した部品は何でもやらなければならなかったからです。特に、5Vレールは、ブリッジの後に並列に接続された2つの変圧器から電力を供給され、適切な電圧定格を得るために、±12Vレールに直列のコンデンサー（平衡抵抗付き）を使用する必要がありました（整流された変圧器出力は24VDCのようなものです）無負荷状態で接地する）。

テストセットアップノート

私のテスト設定はおそらくひどいことに注意してください。私の主電源コンセントには安全アースがありません（☹...を知っています）。したがって、これらの測定のアース基準は、セントラルヒーティングパイプ（金属製でセントラルヒーターで接地）に接続されたワイヤでした。また、ノイズなどを拾う場所全体に長いワイヤがありました...

Rigol DS1104Zを使用して波形をキャプチャしました。EEVBlog 121GWを使用してマルチメーター測定を実行しました（最初にFluke 17B +を試しましたが、500Hzを超えるACの測定はひどいです）。

テストでは、FY3200Sのチャネル1のみをテストしました。その出力は10Vpp 1kHzの正弦波に設定されました。また、すべてのテストを10Vpp 1kHzの方形波で実行しましたが、新しい情報は得られなかったため、これらの結果は省略されています。PSUノイズ測定にも0V DC信号を使用しました。

測定

以下の結果では、左側に元のスイッチモードPSUが、右側に交換用リニアPSUが常にあります。

波形

最初にテスト波形のキャプチャ。きれいに見えますが、PSUに違いはありません。

PSUスイッチングノイズ

0V DC「信号」を生成するように信号発生器を設定すると、これは信号のキャプチャです（50mV / div、5µs / div）。左の画像は約37kHzでのスイッチングリップルを示していますが、右の画像にはありません。

スイッチングリップルのクローズアップ（50mV / div、50ns / div）。左の図は、スイッチングリップルを示しています。右の画像には、ランダムなノイズが含まれているように見えました（スコープがトリガーすることも、トリガーしないこともあります）

波形測定

マルチメータは、999.9Hzで正弦波を3.515VAC RMS（10Vppで動作）として測定しました。

方形波は、999.9Hzで4.933VAC RMS（十分に近い）を測定しました。

2つのPSU間に大きな違いはありませんでした。

DCオフセット

信号のDCオフセットは、DCモードのマルチメーターで測定されました。結果：

            |  switching PSU |  linear PSU
------------+----------------+-------------
  sine wave |        17.9 mV |     20.7 mV
square wave |        19.1 mV |     23.8 mV

スイッチングPSUの利点にはわずかな違いがあります。これは、リニアPSUに使用した7812/7912リニアレギュレータの非対称性によるものと思われますが、これ以上の調査は行いませんでした。

漏電電圧

これが問題の中心であり、これらの信号発生器のPSUを交換する最も一般的な理由です。それは、オシロスコープまたはマルチメータをアース基準（中央加熱パイプ）と信号発生器のグランドの間に接続することで測定されました。信号発生器の出力信号自体（10Vpp 1kHzの正弦波）は接続されていません。

明らかに、変圧器とおそらく配線の容量結合により、リニアPSUには依然として漏電がありますが、スイッチングPSUよりも良く見えます（両方の画像50V / div、5ms / div）：

マルチメータ測定により、開回路の接地対接地電圧は、リニアPSU（39VAC RMS）の方がスイッチングPSU（92VAC RMS）よりも実際に低いことが確認されます。

漏電電流

しかし、実際の違いは、漏電電流です。5.5µAでは、ここでのリニアPSUの性能に少しがっかりしていますが、334µAのスイッチングPSUよりも2桁優れています。

ソートの結論

ええ これらのものには、安っぽい電源が付属しています。私はその安全性をほとんど信じておらず、約0.3mAの漏れ電流は敏感な回路であなたの一日を台無しにする可能性があります。そして、私がオンラインで読んだものから、いくつかの標本は> 1mAの漏れ電流を示します。

ただし、PSUをリニア電源に置き換えると、これが大幅に改善される可能性があり、楽しいプロジェクトになります。私はすべてのレールにリニア電源を使用しました（これにより、スイッチングリップルを簡単に取り除くことができます）が、DC-DCコンバーターを使用して、単一の外部12VDCまたは5VDC電源から必要なレールを引き出すことを聞いたことがあります。

このルートに進みたい場合は、分離されていないUSBポートで何をしたいかを検討してください。

最終的には、交換用のリニアPSUで、結果は受け入れられるように見えます。スイッチングリップルなし、5µAの漏れ電流、30 VACのオープンアース間（まだ注意が必要です）。それは完璧ではありませんが、100ドル未満であれば、趣味レベルで大丈夫です。

より高い周波数での信号品質

最新の編集では、「...最大cca。10MHz」を追加しました。これらの安価な信号発生器は、高周波数では優れていないことに注意してください。たとえば、10MHzでの良好な方形波が必要な場合は、おそらくより多くのお金を費やす必要があります。10kHz、1MHz、6MHz、および10MHzでのFY3200S 10Vpp方形波のキャプチャをいくつか追加しました。

10MHzで何が起こっているのかさえ分かりません。おそらく、シンセサイザーの周波数は10MHzで均等に分割できないため、すべての方形パルスの長さが等しいわけではなく、ゴーストが発生する可能性があります。

正弦波は簡単なので、見た目はかなり良くなりますが、周波数が高くなると小さな歪みも見られます。

控えめに言っても、私は2つのリチウム9Vブロックを使用することをお勧めします。シンプルで、安価で、ポータブルで、主電源も降圧コンバーターのアーティファクトもありません。そして、何年も棚に置いておくことができ、必要なときにどこでも機能します。

元のアサーションの場合、

AD1、ガルバニック絶縁が標準です。DC出力プラグパックから電源を切るとしましょう。DC出力プラグパックは、プラグに突き刺さる部分に主電源変圧器があり、その後に整流器とコンデンサが続きます。コンピュータの電源のように参照されるグランドではない場合、DC電圧は理由の範囲内でフロートすることができます（特に明記されていない限り、主電源グランドから通常+ -500V）

AD2、複雑さを軽減するために、はい、その配置を使用して正と負の電源レールを調整できます。スイッチモードでも多くの方法がありますが、それ以上の情報が必要でない限り、トランスに任せます。

DC電源を電源電圧から電気的に絶縁できることを確認したので、次の部分、FY3200Sについてのコメントをカバーする必要があります。これは、電源から絶縁されることの副作用です。孤立するように構築され、

問題は、2つの側面を接続するもの、たとえば変圧器自体、リニア電源用の60Hz変圧器、またはスイッチモード用の高周波変圧器、2つの巻線間にわずかな容量があり、この容量は一般に最終的には、絶縁されたサイド「グランド」に重畳された非常に低い電流で約半分の主電源電圧を残すことになります。

また、彼は50mAではなく「100uA」と言いますが、50mAは誰にとっても致命的です。

完全を期すために、使用した回路図には、この理由で出力グランドにリンクされた主電源グランドが示されていますが、ガルバニック絶縁の希望は無効になります。実際の解決策は、信号を接続する前にリファレンスワイヤを接続することです

それを減らすための怠approachなアプローチは、通常、出力グランドと主電源グランド間の100Kまたは1メガオームの抵抗です。このように、必要に応じてそのポイントから引き離すことができる一方で、重畳主電源の振幅は低くなります。

時々、ブルートフォースには魅力があります。

絶縁変圧器と呼ばれる変圧器のクラスが存在します。ユニットを主電源から完全に隔離することで、必要なことを正確に行うことを目的としています。

Digi-keyで検索機能を使用すると、50 VA 120/240から120 VACの絶縁変圧器を20ドル未満で見つけることができます。

絶縁を実現する別の方法は、通常の関数発生器を使用して、絶縁トランスを出力に配置することです。狭い周波数範囲では、変圧器は簡単に構築できます。周波数範囲が大きくなると、信号絶縁トランスを作成することが難しくなります。

リニア電源は、電力整流器で生成される電源周波数の高調波のために、多くの高周波ノイズも発生します。これらの高調波は通常、最大約20MHzのシステムに存在し、測定可能です。多くの場合、リニア電源とスイッチャーの両方の製品EMIレポートで確認できます。高調波は、スイッチング速度の速い電力整流器を使用することにより低減されます。より高速の整流器は、より少ない電荷を保存します。高周波を生成するメカニズムは、ダイオードに蓄積された電荷が逆電流によって使い果たされた後、整流器電流がすぐに切れることです。ダイオードがオフになると、逆電流が短時間流れます。

ターンオフ中のダイオード電流のこの急速な変化は、さらに高い周波数を生成する可能性があります。たとえば、マイクロ波信号を生成するために、すばやく切り離される特殊なダイオードが使用されます。それらはステップ回復ダイオードと呼ばれます。

これらの高周波は、絶縁バリアを埋める小さな容量を通過します。オーディオシステムでは、これを取り除くのが難しいノイズが発生する可能性があります。