システムの全体設計
これまでの検討結果を踏まえて、究極の分解能を目指す歪率測定システム全体の設計構想をまとめます。
●総合性能
測定周波数：100Hz、1kHz、10kHzの３点切替え（電源100Hzと分離するために100Hzは95Hzに変更）
測定時残留ノイズ：1kHz時にBW=10kHzに於いて0.32μV(-130dB)、10Ｖに対し150dBのTHD
歪限界値：スペクトル分析の歪ピークで、2nd, 3rd共に10Vrmsに対して-180dBc (10nV)以下
この値は、下記の世界最高レベルを大きく上回り、文字通り「世界一」となるものです。
・市販万能型ではAP社Sys-2722で1kHz2nd歪成分-146dB、3rd歪-140dB
・http://www.nanovolt.ch/resources/low_distortion_oscillators/index.html の部品評価データでの1kHz3rd歪-155dB
●ＯＳＣ部
出力レベル：1～20Vrms 可変（基本は１０Ｖ固定）
定格負荷 ：600ΩＡＴＴ
残留ノイズ：1kHz時にBW=10kHzに於いて0.224μV（-133dB ）、等価ノイズＲ＝310Ω以下
残留歪 ：2nd, 3rd共に10Vrmsに対して-186dBc (5nV)以下
アンプ各段の歪は2nd, 3rd共に出力換算で-200dB以下（設計値）とする
（周波数切替と調整部を省略した、１kHz時の回路図）
●入力部 （入力端子は３つを切り替え可能とする。）
ダイレクト入力：ダミーロードからの直結を前提として、直接ノッチ部へ接続。
ＡＴＴ/バッファ入力：-20dB/0dBのゲイン切替、入力ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽ＝10MΩ
ＬＮＡ入力：ローノイズアンプでゲイン+60/+40/+20dBの３段階。
+60dB時の入力換算ノイズ＝0.5nV/√Hz
●ノッチフィルタ部
構成：２段シリーズ（各段共にバイパス可能。→両方バイパスするとノイズメーターになる）
【初段部】
方式：０dBバッファ付Q=0.5ツインＴ+２次HPF補正型、ゲイン+60ｄＢ
残留ノイズ：1kHz時にBW=10kHzに於いて0.224μV（-133dB）、等価ノイズＲ＝310Ω以下
Buffer残留歪：2nd, 3rd共に10Vrmsに対して-200dB以下（設計値）とする
基本波除去率：84ｄＢ以上 →foのずれ100ppm以下
高調波誤差：±0.1ｄＢ以内
最大入力：40Vrms (56.5Vpeak)
（周波数切替と調整部を省略した、１kHz時の回路図）
【２段目】
方式：正帰還Ｑ上げ＋K補正型、ゲイン+20dB
残留ノイズ：1kHz時にBW=10kHzに於いて1.8μV（-115dB）、等価ノイズＲ＝20kΩ以下
基本波除去率：74ｄＢ以上 →foのずれ100ppm以下
高調波誤差：±0.1ｄＢ以内 →初段とシリーズで±0.05ｄＢ以内（下のグラフ参照）
（１kHz時の回路図） （周波数特性：緑＝初段、水色＝２段目、赤＝総合）
●出力部
ＬＰＦ ：３次バタワーズ特性でfc=1k/10k/100kの３切替とFlatの２つの出力。
ゲイン：0/+10/+20dBの３段階切替
最大出力：５Ｖrms以上
基本波を除去した出力（80～100dB増幅）をＰＣのサウンドボードで取り込み、ＦＦＴすることで-180dBc以下のノイズ成分を解析します。1kHz時には48kHzサンプリングで13万ポイントのＦＦＴを掛ければ、2kHzで4nV（10Vに対し-188dBc）のノイズフロアが期待できる。
●全体の配置計画
31x31x8cmのシャーシに組み込む配置案がこの図。
温度係数の大きいﾎﾟﾘﾌﾟﾛﾋﾟﾚﾝＣを使うので、ノッチ周波数誤差を100ppm以内に保つには時定数Ｃの温度を0.25℃以内で揃えなければならない。周囲の発熱部から熱が伝わらないようにした上で、アルミの熱遮蔽バリアで囲み、OSC部とノッチ部のＣの温度を均等化する。（Ｒは自身の発熱があるので熱遮蔽板の上に配置する）
多連の切替ＳＷが入手しにくいので、中点OPENの４回路スナップＳＷを沢山使ってＣとＲを手動で切り替える。操作は煩雑になるが、自分が使うので操作性の悪化は承知の上。
実際に試作する順番としては、まずはＯＳＣとノッチ部を直結させてＣＲは仮組みで-170dBまでの歪スペクトルを解析出来るようにし、外部アンプと組み合わせてキーパーツの評価選別を行う。部品選別で歪特性を確認してから、徐々にＯＳＣとノッチ部のＣＲを性能の良い物に置き換えて行き、最終的には10Vrms時に-190dBcの高調波歪を目指す。
周波数切替や、入力部のアクセサリ機能は部品選定が終わってから段階的に進める。
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