Posts: 3.490
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.298
Evo jednog poređenja mojih i fabričkih mernih rezultata kod INA1620.
Da podsetim, INA1620 je verzija pojačavača za slušalice OPA1622 koja na čipu ima uparene otpornike od 1K, tako da se praktično bez dodatnih pasivnih elemenata realizuje kompaktan pojačavač.
Kod mene se taj čip nalazi na Texas-ovom evaluacionom modulu:
https://www.ti.com/tool/INA1620EVM?keyMa...1620%20EVM
Uradili su i merenja THD, pa je to idealna prilika za poređenje rezultata. Posebno je interesantno što nisu dali samo THD+N već i prikaz harmonika, kao napr. na Fig. 8 (neinvertovana topologija, izl. napon 1Vrms, opterećenje 32 oma, izmeren drugi harmonik na -125,6dBc, četvrti i šesti malo iznad praga šuma, neparni nevidljivi).
Moje merenje daje drugi harmonik na -121,6, četvrti na -127,2 i šesti na -134,6dBc (na dijagramu je drugi na -71,6dBc, ali se posle kompnzacije slabljenja u filteru i pojačanja LNA dobija -121,6dBc). Pošto je kod mene prag šuma niži, vide se i naredni viši harmonici, ali su bez značaja.
Neparnih nema, kao i kod fabričkog merenja.
Pri malom opterećenju (2K) jedva i da ima izobličenja (drugi prilog), tako da bi se mogao koristiiti i kao buffer za oscilator.
Pozdrav
Posts: 3.490
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.298
08-14-2022, 05:46 PM
(This post was last modified: 08-15-2022, 09:16 AM by Braca.)
Merenje iz prethodnog priloga (INA1620) je obavljeno mesec dana pre nego što sam dobio Cosmos ADC, pa se sada ukazala prilika za poređenje.
Konfiguracija je nepromenjena - Viktorov oscilator preko svog internog bafera direktno spojen na neinvertovani ulaz INA1620, a njegov izlaz (opterećenje 2k) ide na elim. filter i Gronerov LNA.
Pri standardnoj spektralnoj analizi u REW izobličenja su ispod nivoa šuma i postaju vidljiva tek pri koherentnom osrednjavanju.
Ranije sam izmerio drugi harmonik na -143dBc (93,6 - 50 zbog slabljenja filtera i pojačanja LNA), a sada vidim ništa manje nego -161dBc, plus još dva harmonika (prvi prilog).
To su brojevi od kojih boli glava jer se ne mogu objasniti: drugi harmonik Viktorovog oscilatora je iznad the vrednosti, tako da se verovatno radi o međusobnom poništavanju izobličenja.
TI je takođe merio pri istom izl. naponu ali prii opterećenju od 32R i tu se već bolje slažemo - TI: -125,45dBc (mada se meni po dijagramu čini da je to pre -130dBc, v. Fig. 8 u https://www.ti.com/lit/ug/sbou205/sbou20...INA1620EVM).
Moje merenje daje -130dBc (-(80 + 50)), v. drugi prilog).
Kod TI se treći harmonik jedva vidi iznad praga šuma (oko -140dBc), a Cosmos ga jasno prikazuje na tom nivou, kao i monotono opadajući niz ostalih parnih harmonika (neparnih nema).
Razlog je što Cosmos ima niži nivo šuma nego instrument koji je koristio TI  .
Posts: 3.490
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.298
U okviru radova na balansnom izlazu za Viktorov oscilator izlemio sam tri konvertora SE/Diff, od toga dva sa nativnim FDA (Full Diff. Amplifier) koristeći OPA862 i LME49724, i jedan sa dvostrukim opampom (OPA1612).
Rang lista po THD je 49724, 1612 i na kraju OPA862.
Ovaj poslednji je razočarenje jer se radi o "dečku koji najviše obećava", tj. o čipu koji je baš za to razvijen i koji ima odlična fabrička merenja.
Verovatno je u pitanju pločica (koristio sam jednu staru za 1632, imaju isti raspored nožica), a pošto TI za EVM traži 99 US$ (četvoroslojna pločica) taj pristup je trenutno na ledu.
Rezultati sa 49724 su odlični - 2. harmonik na -149dBc (2V dif., opterećenje 1k), treći na -134 nije njegov, već pripada ADC-u, ostali su zanemarljivi (v. prvi prilog).
Međutim, ako koristim samo jedan izlaz, dobija se sasvim druga slika: drugi harmonik na -95dBc, čitavih 50dB viši nego pri balansnom ulazu u ADC (v. drugi prilog).
Prvo sam pomislio da je u pitanju razlika u opterećenju dva izlaza iz 49724 (jedan je na ADC-u, drugi slobodan), ali se ista slika dobija i kada na izlaz od 49724 zakačim INA1620, a na ADC samo jedan njegov izlaz (v. trreći prilog). Tu nema govora o različitom opterećenju jer INA1620 nije FDA već su to dva odvojena opampa u istom kućištu, pa su njegovi izlazi kopije pojedinačnih ulaznih signala.
Istu situaciju imam i sa OPA862.
Ovakvo ponašanje FDA ukazuje na asimetriju njegova dva izlazna signala, što u literaturi nije opisano (ili ja nisam dovoljno čitao). Teorija samo kaže da se kod FDA parni harmonici pojedinačnih izlaza u zbirnom signalu smanjuju za 6dB.
Interesuje me da li je još neko naišao na ovaj fenomen u teoriji ili praksi, odn. zna referencu gde je to opisano.
Posts: 190
Threads: 2
Joined: Mar 2016
Reputation:
82
08-16-2022, 01:29 AM
(This post was last modified: 08-16-2022, 01:49 AM by Vlajko.
Edit Reason: .
)
(08-15-2022, 10:39 AM)Braca Wrote: Ovakvo ponašanje FDA ukazuje na asimetriju njegova dva izlazna signala, što u literaturi nije opisano (ili ja nisam dovoljno čitao). Teorija samo kaže da se kod FDA parni harmonici pojedinačnih izlaza u zbirnom signalu smanjuju za 6dB.
Interesuje me da li je još neko naišao na ovaj fenomen u teoriji ili praksi, odn. zna referencu gde je to opisano.
Ako su identicni odzivi obe polutke, zbir bi trebalo da bude bez parnih harmonika. Tako mi nesto u glavi, a i prakticno sam dobijao slicne rezultate
kao i ti, sto se tice parnih harmonika, tipa obe polutka -60db 2 gi harmonik, a zbirni izlaz propadne na ispod -100db 2gi harmonik. To je 40db, nije 6db.
Tako da ova teorija za -6db, je mozda za neki specijalni slucaj.
A referenca gde je opisano kenselovanje parnih harmonika je Nelsonov SUSY patent, na osnovu njega je napravljen THS4131 (kupili patent, istekao je u medjuvremenu) i ostali tzv. fully differential opamp.
Samo je potrebno da su leva i desna strana mosta super uparene, skoro identicne i da su feedback otpori takodje identicni.
https://www.firstwatt.com/pdf/art_susy.pdf
Posts: 3.490
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.298
Hvala za korisne informacije.
Teorijska analiza izlaznog signala idealnog FDA rezultira potpunim poništavanjem parnih harmonika.
Međutim, u slučaju realnog FDA, merenja pokazuju slabljenje od samo 6dB (THS4141 na 1MHz):
https://www.ti.com/lit/an/sloa054e/sloa0...e.com%252F
(v. str. 6).
Bilo bi za očekivati da je poništavanje na 1kHz efikasnije.
Tolerancija otpornika je sigurno značajan faktor ako se traži perfektna simetrija (moji su bili klase 0,1%), ali mi to ne objašnjava loš rezultat sa OPA862 jer kod njega nisam koristio spoljašnje otpornike, već samo dva interna kod kojih sam očekivao da su laserski trimovani na bolje od 0,1%.
Kod INA1620 interni otpornici su upareni na 0,004% - takvih nema u prodaji.
Upravo sam video da TI od nedavno nudi prazne EVM pločice za FDA po ceni od 20 $, što i nije mnogo za četvoroslojnu pločicu.
Spremam porudžbinu...
Posts: 3.490
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.298
Puno se priča o uticaju kablova na zvuk, a ovde ću pokazati razliku između koaksa RG316 i RG174.
Nedavno sam na AliExpress-u naručio SMA konektore i usput još i dva para gotovih kablova od 30cm od RG316 sa SMA konektorima.
Do sada sam ih pravio sam koristeći RG174 (bakarna centralni provodnik i plašt), a RG316 ima pobakrenu i posrebrenu čeličnu žice u centru i plašt od posrebrene bakarne žice.
B. Putzeys i S. Groner su u Linear Audio Vol. 13 merili izobličenja "reed" releja u funkciji struje koja protiče kroz kontakt i našli da pri struji većoj od 1mA izobličenja (treći harmonik) vrlo brzo rastu.
Pri ceni manjoj od 1,5 US$ po komadu ukazala se prilika da ispitam kako se RG316 ponaša na audio freekvencijama.
Uslovi merenja: dif. napon od 2Vrms, opterećenje 1,66k (ulazni otpor Cosmos ADC-a), što daje struju od 1,2mA.
Prvi prilog pokazuje spektar mof SE/Diff konvertora sa 49724 izmeren u kablu RG174 pri pobudi od 1kHz. Najjači je 9. harmonik, a drugi i treći su približni na oko -136dBc. THD izračunat na osnovu 10 harmonika iznosi -127dBc.
U drugom prilogu je isto merenje ali sa kablom RG316. Katastrofa - THD se pogoršao za celih 27dB  .
Kao što vidimo, kabel može da utiče na zvuk  .
Ostaje da vidim kako se ponaša RG178B/U koga povremeno koristim tamo gde je struja signala niska.
Posts: 3.624
Threads: 27
Joined: Mar 2013
Reputation:
3.532
Po merenjima "316 kablič ima veči THD,
i ako ga pogledamo po grafu ima lepi logaritamski pad viših harmonika,
i neki to preferiraju "kao lampaški pri-zvuk"!
:-)
LP
Dragan
Posts: 1.375
Threads: 6
Joined: May 2015
Reputation:
1.525
ja sam zatecen ovim rezultatom koje Braca izmerio i dobio.
a ko bi rekao...
kablovi unose pometnju u prenosu zvuka.
salim se naravno.
Posts: 4.445
Threads: 41
Joined: Mar 2013
Reputation:
1.137
Braco,
Interesantno bi bilo da izmeriš THD na nekim od kablova koje koristiš kao IC vezu...
A znam da raspolažeš sa par sorti iz profesionalne game
Jedino ako te konektori onemogućavaju...
Posts: 3.490
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.298
Ta merenja su u planu  .
Ovo što sam objavio je zapravo bio test merne razvodne kutije koju sam pre par dana završio (v. sliku).
Potreba se ukazala zbog Cosmos ADC-a jer se najniži šum dobija kada se njegova dva XLR ulaza spoje paralelno, a ja pri tradu koristim četiri tipa konektora (BNC, TRS, SMA i XLR) i dva tipa veze (SE i diferencijanu). Pored toga, dojadilo mi je da pri merenjima improvizujem kablove.
Na razvodniku sada imam mogućnost da kombinujem po potrebi, napr. dva SMA na ulazu i XLR na izlazu, jedan BNC na ulazu, TRS na izlazu uz uzemljeni drugi pol, itd.
Sada prvo treba da uradim set mernih kablova sa XLR izlazom (tu će ići Mogami Quad).
Inače, pri gornjem merenju ADC je sa razvodnikom bio povezan kablom Mogami Quad 2534 dužine 2m sa TRS ulazom i XLR izlazom, koji koristim za druge svrhe (kada radim ozvučavanje).
Rezultat koji je dobiijen govori nešto i o tome kako 49724 lepo "vozi" 2m kabla pri dif. opterećenju od 1,66k i kapacitetu kabla od 200pF .
Posts: 967
Threads: 21
Joined: Apr 2015
Reputation:
888
09-20-2022, 10:42 AM
(This post was last modified: 09-20-2022, 10:45 AM by ddanijel.)
(09-19-2022, 05:26 PM)Braca Wrote: RG316 ima pobakrenu i posrebrenu čeličnu žice u centru i plašt od posrebrene bakarne žice.
Ovo nije adekvatan kabal za audio primenu iz prvog razloga sto nije pun bakar nego ima celicno jezgro i kao takav nije predvidjen za prenos dc i signala niskih frekvencija. Kod visljih frekvencija zbog skin efekta struja tece povrsinom provodnika i zato postoji pobakreni i posrebreni sloj tako da je u toj prici nebitan onaj celik u sredini.
Znam da Braca zna sve ovo ali realno u postu oko merenja trebalo je napomenuti taj detalj da se ne bi stvorila pogresna slika kod dela korisnika koji nisu imali dodira sa radio prenosom, kablovima, antenama.
Svakako ovo merenje nije lose ako nista drugo makar da se pokaze da ne treba kablove namenjene za VF koristiti u audio NF spektru.
Linux is like a wigwam NO Windows NO Gates and an Apache inside
Posts: 3.490
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.298
Evo još par interesantnih rezultata sa koaksijalnim kablovima.
Kablovi koje sam koristio za prethodno pomenuto merenje imaju jezgro od 7 tankih čeličnih žica, koje su pobakrene (RG174), odn. pobakrene i posrebrene (RG316).
Žice u snopu nisu međusobno izolovane pa zato struja teče pretežno po periferiji snopa, a razlog za pojavu izobličenja su elektromagnetni efekti zbog prisustva feromagnetnog materijala.
Ti efekti su stalno prisutni, a postaju vidljivi tek kada ih struja kroz kabel izdigne iznad praga šuma.
Danas postoje dve vrste koaksa RG174: MIL specifikacija sa jezgrom čelik/bakar (RG174A/U) i verzija sa jezgrom od pune bakarne žice i dvostrukim plaštom (Belden 7805).
Ranije je postojala i verzija RG174 sa srednjim provodnikom u vidu snopa od 7 bakarnih žica. Na svu sreću, kada je moj prvi poslodavac menjao mernu opremu uzeo sam iz otpada neke ostatke, tako da danas imam još dva metra tog kabla koji čuvam u trezoru .
Danas sam uporedio ta tri kabla (RG174 sa bakarnim snopom, RG174A/U i RG316) u minimalnoj konfiguraciji mernog sistema: Viktor -> kabel -> filter -> LNA.
Svi kablovi su imali istu dužinu, oko 60cm.
Razlike postoje, ali nisu tako velike kao kod merenja od 19. o.m. (tada su u sklopu bila po tri kabla).
U prvom prilogu je "stari" RG174 (referenca), u drugom RG174A/U, a u trećem RG316.
Kod reference je drugi harmonik na -112,2dBc, a trećeg harmonika nema, kod RG174A/U je drugi na -108,6, treći na -115,6, a kod RG316 drugi je na -100,4, a treći na -100,7 - u odnosu na referencu to je razlika od 12dB na drugom, odn. bar 20dB na trećem harmoniku.
Prave vrednosti su znatno niže jer gornji brojevi ne uzimaju u obzir filter i LNA.
Posts: 3.624
Threads: 27
Joined: Mar 2013
Reputation:
3.532
09-25-2022, 05:13 PM
(This post was last modified: 09-25-2022, 05:14 PM by Dragan100.)
Izvrstno, podržavam absolutno merenje i interkonekcijskih, shildovanih ili ne, power i speaker kablova!!!
ovo je zapravo nastavak "Sound of Silence", sad kao "Sound of Cables".
Braca samo napred!
:-)
LP
Dragan
Posts: 3.490
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.298
Zamolio me jedan Amerikanac sa bloga Discord (blog proizvođača Cosmos ADC-a) da mu modifikujem dva kineska modula SE/Diff sa THS4131:
https://www.aliexpress.com/item/33006491...WJuxAQZjp5
Jedan takav sam već uradio za sebe - zamenio sve otpornike novim (tankoslojni, 0,1%) i umesto 4131 stavio LME49724. Ova zadnja izmena verovatno nije bila neophodna, ali se to desilo pre nego što sam kupio Cosmos ADC.
U raspravi na Discord-u ispostavilo se da 4131, 49724 i 1632 imaju istu osnovu ("die"), ali 4131 i 1632 imaju znatno veću predstruju (bias) na ulazu nego 49724.
Tako mi se ukazala prilika da uporedim 49724 i 4131 pod istim uslovima.
U originalu, ti moduli imaju pojačanje od 20dB, što je za moje primene (SE/Diff za Viktorov oscilator) previše, pa sam ga smanjio na 6dB.
Za početak, spektar originalnog modula pri ul. naponu od oko 0,5Vrms, odn. izl. naponu od 5,2Vrms (prvi prilog).
Da nije trećeg harmonika na -118dBc, ne bi bile potrebne nikakve izmene (osim smanjenja pojačanja).
Posle zamene otpornika (Rf = 1k, Rg = 500R) pri izl. naponu od 2Vrms dobija se spektar iz drugog priloga.
Drugi harmonik se spustio za 6dB, treći za 12dB, a peti i sedmi su se malo izdigli.
Sve u svemu, izmena otpornika se isplatila.
Za poređenje, u trećem prilogu je spektar izmeren na mom modulu sa 49724.
U odnosu na 4131, drugi harmonik je viši za 6dB, treći niži za 10dB, a četvrti i šesti su na nivou šuma.
Međutim, rezultati na ovim nivoima se uvek moraju posmatrati s rezervom jer se radi o ekstremno niskim naponima i uvek prisutnoj mogućnosti poništavanja ili izdizanja izobličenja.
Posts: 3.490
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.298
Detaljna provera mog mernog kompleta posle nabavke USB izolatora...
Počinjemo od praga šuma: ulaz u elim. filter kratko spojen, iza filtera Gronerov LNA (+60dB), Cosmos vezan za laptop preko izolatora Topping HS02.
U prvom prilogu je simulacija, u drugom merenje - perfektna saglasnost (mereni rezultat podeliti sa 1000 da bi se dobile iste jedinice).
Ta granica šuma omogućava merenje harmonijskih izobličenja signala od 1kHz počev od 3nV/rtHz (-170dBV) na 2kHz, -171dBV na 3kHz, itd.
Uslov je, naravno, da zbir šuma oscilatora i merenog sklopa bude ispod šuma mernog sistema .
Priključivanjem Viktorovog oscilatora pri istim mernim uslovima dobija se rezultat iz trećeg priloga: prag šuma se izdigao za 10dB na 1kHz, nešto manje ispod te frekvencije, nešto više iznad i to je sada merni prag ovog sistema, tj. oko -160dBV na 2kHz i progresivno niže prema višim frekvencijama (-164 @ 10kHz).
Ovde treba napomenuti da izvor signala nije direktni izlaz Viktorovog oscilatora, već paralelni buffer sa OPA1656 koji sâm za sebe dodaje oko 2nV/rtHz šuma.
Što se izobličenja tiče, pri dužini FFT od 512k ona su jedva vidljiva (četvrti prilog), takođe i pri FFT od 2M, ali sada su niža za oko 4dB (peti prilog).
Tu pomaže jedino koherentno osrednjavanje (šesti prilog) koje pokazuje H2 na -108 - 50 = -158dBc, H3 na -116 - 54 = -160dBc i H5 na -112 - 60 = -172dBc.
I tako, zadovoljio sam svoju radoznalost u pogledu granice merenja THD u kućnim uslovima - meni nije poznat profesionalni instrument koji može da "siđe" ovako nisko.
Ostaje samo još jedno pitanje: a šta ću sada s tim  ?
Posts: 4.445
Threads: 41
Joined: Mar 2013
Reputation:
1.137
Sad lepo napraviš lampaša i boli te uvo za THD 😅
https://youtu.be/rBIkxNcc-hs?si=ZXnsgvg8jbc2R2w3
Posts: 4.445
Threads: 41
Joined: Mar 2013
Reputation:
1.137
Možeš li da oredstaviš šematski tvoj merni lanac?
Posts: 3.490
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.298
Nemam trenutno vremena da crtam, ali evo kratkog opisa, s leva na desno.
Viktor sa buffer-om (link dole, Figure 25, takođe njihova pločica) jer moj primerak oscilatora (star 8 godina) ima izl. otpor od 600R (3,5nV/rtHz dodatnog šuma), sledi Gronerov podesivi elim. filter s kapacitetom od 100nF (topologija Hall), zatim Gronerov LNA (0,39nV/rtHz) sa SE izlazom, direktno u desni kanal (pin 2) Cosmosa.
Prijatno iznenađenje da filter nema merljivo izobličenje, uprkos trimeru za podešavanje frekvencije.
https://www.ti.com/lit/ug/sbou193/sbou19...UAL-DIYAMP
Ako treba slika, će nacrtamo...
Posts: 4.445
Threads: 41
Joined: Mar 2013
Reputation:
1.137
Jasno je i ovako, nema potrebe za crtežom.
Hvala Braco 🙂
Posts: 3.490
Threads: 29
Joined: Dec 2013
Reputation:
3.298
Dosta sam eksperimentisao sa sklopovima za konverziju SE signala u diferencijalni, a danas sam rešio da dovedem do kraja najjednostavniji od njih.
Radi se o verziji sa dva op-ampa u vezi master/slave, realizovanoj na Texas-ovoj pločici:
https://www.ti.com/lit/ug/sbou193/sbou19...UAL-DIYAMP
(v. šemu na str. 16).
Razlog da se vratim toj šemi je Topping D10b koji od analognih kola ima samo 3x4562. Šema mi nije poznata, ali se dif. izlaz na dva kanala može dobiti samo tom šemom, a treći 4562 radi kao I/V konvertor. Njegov THD je odličan, pa zašto ne isprobati...
Prednost te šeme je što su pozitivni i negativni izlaz nezavisni jedan od drugog, ali za razliku od "pravog" SE/Diff sklopa koji pri korišćenju samo jednog izlaza na njemu ima pun dvostruki napon, ovaj jednostavni samo preslikava ulazni napon u dva signala sa faznom razlikom od 180°.
Kod mene je u prvoj verziji tu bio OPA1612, ali je pravio probleme povremeno oscilujući na oko 20MHz i to s amplitudom od oko 0,5V.
Zamena 1612 sa 2156 bitno je popravila stvari, što se lepo vidi na mernim rezultatima.
Prvi prilog pokazuje spektar izobličenja u slučaju kada je izlaz konvertora vezan direktno na ulaz Cosmos-a (Viktor @ 2Vrms, dif. izlaz 4Vrms, opterećenje oko 1,7k po grani).
U suštini, taj spektar pokazuje izobličenje Cosmos-a jer je to slika koja se može videti na nekoliko foruma, a i ja sam takođe dobijao bliske rezultate.
Kada se pređe na pojedinačne izlaze dobijaju se znatno niuži iznosi harmonika, pa se mora koristiti koherentno osrednjavanje.
Korišćenjem elim. filtera i LNA dobio sam drugi i treći harmonik od -109 i -108 na pozitivnom, odn. -114 i -104dBc na negativnom izlazu, pri opterećenju od oko 2k (ulazna impedansa elim. filtra u blizini ponora).
Uzimajući u obzir slabljenje elim. filtera i pojačanje LNA dobijaju se rezultati na nivou nativnog Viktorovog oscilatora - bolje od toga ne ide.
|
