Modifikacija RC generatora MA 3604

[Braca]

Posle dve godine
http://forum.yu3ma.net/showthread.php?ti...ght=ma3604
došao je na red za modifikaciju.

Prva ideja je bila da zamenim stare elektrolite i ispravljač, čak sam prošle godine kupio i materijal.
Medjutim, gledajući šemu i njegovih desetak elektrolita, stare tranzistore, ugljene otpornike, itd. promenio sam pristup.
Ideja je da zamenim kompletnu elektroniku novom koja bi se zasnivala na istom principu (stabilizacija sijalicom), ali realizovanu sa niskošumnim FET opampom (OPA627) u oscilatoru i nekim dobrim izlaznim pojačavačem. Pošto Kinezi za nekih 10 dolara prodaju pločicu sa već zalemljenim pojačavačem za slušalice TPA6120A2 (Thermal Pad, teško za DIY lemljenje), čiji THD leži daleko ispod onoga koji oscilator sa sijalicom može da postigne, a njegova dva kanala u paralelnom spoju mogu da daju preko 1A struje, lako sam se odlučio šta će biti izlaz novog oscilatora.

Prvu probnu verziju oscilatora sam improvizovao po šemi J. Williams-a (Linear Technology App. Note 5, Dec. 1984, šema je na kraju dokumenta), ali sa originalnom sijalicom iz 3604 nije radilo dobro (max. napon 2,5Vrms). Nabavio sam desetak drugih sijalica i medju najboljim kandidatima je paralelna veza dve sijalice 7355 (28V/40mA, otpor na hladno 80R), s kojom dobijam stabilan izl. napon od 8V (+-0,15V) u celom opsegu od 20Hz do 200kHz.

Prvi utisak o THD može se dobiti iz priloga. Pošto sklop nije potpuno oklopljen vidi se smetnja od 50Hz na kojoj "jaše" ostatak signala od 1kHz posle "notch" filtera (prvi prilog).
Na drugom oscilogramu je detalj signala, odakle se može videti da je THD+N reda -75dB (-0,02%), što je za ovako jednostavan oscilator dobar rezultat, tim pre što je osnovni signal asimetričan za 0,217V (nulira se trimerima pri finalnom podešavanju). JW je dobio THD+N od 0,003% (-90dB), ali njegov oscilator ima optimalan odnos R i C elemenata, dok 3604 ima vrlo mali kapacitet u mostu (promenljivi kondenzator od 2x500pF), što znači da su otpornici jako veliki (16,9M na najnižem opsegu), a to daje puno šuma.

Neće to biti oscilator za merenja - što i nije cilj prepravke - ali će svakako biti dovoljno dobar za osnovne funkcionalne testove.

Pozdrav

[Gosha]

Lepo je sto si odvojio malo vremena da se posvetis toj igracki
Mpj primerak jos uvek strpljivo ceka da stigne na red.

Pitanje, zasto bas zelis da koristis sijalicu za stabilizaciju amplitude? Neki fetis prema sijalicama?

Na toj poziciji najcesce se koristila sijalica koja se koristila u starim telefonskim centralama 60V/20mA.
Nesto poput ovoga:

http://elektrohem.rs/proizvodi/signalne-...-sijalice/

Ja bih radije uradio varijantu sa J-FET-om, nesto poput Linear Technology AN43  strana 31.

[Braca]

Dva faktora su bila odlučujuća: postojeća konstrukcija ne omogućava postizanje vrlo niskih vrednosti THD+N, i jednostavnost izvodjenja. Pored toga, nisam ni težio nerkim posebnim performansama - potreban mi je izvor relativno čistog sinusa za kvalitativno ispitivanje nečega što pravim.

Oscilator sa sijalicom koji sada testiram sastoji se od postojeće RC mreže, jednog opampa, jednog trimera i sijalice, i sa tim pokriva pet dekada frekvencije (20Hz do 200kHz) pri dovoljno stabilnom izlaznom naponu. Jednostavnije rešenje od toga teško da postoji.

Varijanta sa FET-om mi je poznata, proučio sam je eksperimentišući sa kineskim oscilatorom. Da bi se pokrilo tih pet dekada potreban je preklopnik koji bi u svakom opsegu obezbedio optimalne parametre filtriranja ispravljenog napona za regulaciju izlaznog nivoa, kao što je to uradio Cordell u svom meraču izobličenja iz 80-tih godina.

Sijalicu koju si pomenuo nisam našao i rado bih je isprobao jer sam primetio da sijalice s višim naponom daju bolje rezultate. Od onih koje sam testirao u užem izboru je rešenje čije sam rezultate prikazao, a samo malo iza njega (izl. napon niži za 0,5V) je tip 1822 (36V/100mA, otpor 32R). Konačnu odluku ću doneti pri testiranju verzije koju ću ugraditi u kutiju, ovo sada je samo improvizovano.

Pozdrav

[branko tod]

Braco, ako možeš da nađeš sijalicu 6838 ili eventualno 8627. Ja sam davno
koristio dve sijalice 327 redno vezane. Moraš da vršiš i odabir otpora u grani
mosta sa sijalicom.

[Braca]

Uključujući originalnu, isprobao sam ukupno 12 sijalica tako što sam u granu povratne sprege stavio trimer i svaku verziju individualno podesio za max. napon u sve četiri dekade. Medju kombinacijama je i 327, sama i u paralelnoj vezi dve lampe - ova druga je takodje u užem izboru i test će biti ponovljen kada pločica oscilatora bude korektno izlemljena i kutija pre svakog testa bude zatvorena.
U svim testiranim slučajevima primetio sam da kada podesim 50Hz, izlaz postane stabilan i po frekvenciji i po amplitudi, dok na 40 i 60Hz imam obvojnicu modulisanu sa nekih desetak Hz. Jednostavno, ta smetnja iz mreže je držala stabilnost oscilatora.
Kada sam pre merenja stavio poklopce, to ponašanje je nestalo, tj. ponašanje je bilo korektno na svim frekvencijama u najnižoj dekadi.

MA 3604 je specifičan i u tome što je reaktansa Wien-ovog mosta niska (kondenzatori su 2x500pF), pa to ima uticaja na izbor regulacionog elementa. Na primer, rešenje koje predlaže J. Williams za najnižu dekadu (četiri lampe tipa 1891 na red) kod mene nije funkcionisalo kako treba, čak je na 80Hz došlo do klipovanja umesto do smanjenja THD.

Lampe koje predlažeš mogu da dodju u obzir, a nije mi ni problem da ih nabavim.

S. Wurcer je jednom pomenuo da je sa nekom lampicom sa jelke dobio čak za 20dB niži THD nego sa drugim lampama. Na žalost, nije više mogao da se seti tipa lampe,već samo grla, a po tom izgleda da se radi o lampi za 130V/20mA, mada se pitam ko bi lampu s tim naponom stavio na jelku.

Pozdrav

[branko tod]

Braco, ja sam vrlo davno pre > 40 godina dobavio termistor RA53, koji radi predivno. Mislio sam da
se duže vremena ne proizvodi, ali ga izgleda ipak ima. Ako ti nije problem probaj sa njim. Sada ima
izuzetno povoljnu cenu.
https://www.silicon-ark.co.uk/ra53-type-...components

[mikikg]

Braco, ja sam vrlo davno pre > 40 godina dobavio termistor RA53, koji radi predivno. Mislio sam da
se duže vremena ne proizvodi, ali ga izgleda ipak ima. Ako ti nije problem probaj sa njim. Sada ima
izuzetno povoljnu cenu.
https://www.silicon-ark.co.uk/ra53-type-...components

Availability: Out Of Stock

[branko tod]

Availability: Out Of Stock

Treba nabiti na nos prave naočare.   Moglo bi se probati sa ovim, ima ih na stanju:
https://eu.mouser.com/ProductDetail/EPCO...nBYvll4%3d

[mikikg]

Hehe, u Mouseru trenutno ima 1800 razlicitih Thermistora na stanju, koji je najbolji za taj R/C oscilator? : )
SMD buvica ili staklena apulica, masa, otpor, gabariti, linearnost, temp koeficijent ... ?

[Braca]

Braco, ja sam vrlo davno pre > 40 godina dobavio termistor RA53, koji radi predivno. Mislio sam da
se duže vremena ne proizvodi, ali ga izgleda ipak ima. Ako ti nije problem probaj sa njim. Sada ima
izuzetno povoljnu cenu.
https://www.silicon-ark.co.uk/ra53-type-...components

Branko, pročitao sam prošle godine u temi o audio oscilatorima na velikom forumu da pogodnih termistora jednostavno nema, pa se nisma ni interesovao.
U suštini, ja sam zadovoljan ovim što sam postigao u smislu stabilnosti izlaznog napona po frekvenciji i brzine stabilizacije frekvencije i amplitude. Ostaje da se vidi  koliki će biti THD+N u pojedinim dekadama, a posebno u prvoj (20 do 200Hz).
Jedina mala mana aktuelne verzije je što zadnja dekada ne proradi odmah po uključenju, već posle 60 sekundi, kada se sijalice malo zagreju. Medjutim, ko nešto radi sa RC oscilatorom pre nego što mu je dao bar pola sata da se stabilizuje, sam je kriv .

Pozdrav
P.S. Upravo videh tvoj predlog termistora, ali taj ne bi išao jer je za ovu svrhu potreban PTC element.

[branko tod]

Miki, po meni ovaj stakleni koji sam zakačio. Izuzetno je malih dimenzija 1,3x2,2 mm.
Žice su mu samo 0,2 mm. Otpornos 2 koma. Ukupna dozvoljena disipacija 32 mW. Kako
je u mostu potrebna promena otpornosti od samo nekoliko oma moglo bi se desiti i da
radi dobro. velika mana mu je što je termistor u direktnoj vezi sa staklom, tako da bi
obavezno morao da bude u nekom termo zaštitnom kućištu i da mu samogrejanje digne
temperaturu na pedesetak stepeni. Možda odabrati i neki manje disipacije i otpornosti.
Onaj RA53 je u vakumu i ima  sigurno veću brzinu reagovanja.

Braco, samo zameniš grane otpornika. Tamo gde je nepromenjivi turiš termistor i obratno.

Sa sijalicom


Sa NTC

[Braca]

Branko, slažem se s komentarom o PTC i NTC.
Po svom ponašanju, sijalica je PTC termistor. Moja aktuelna kombinacija ima hladni otpor od 16R i nominalni (vrući) od 180R, od čega koristi samo mali deo oko početka opsega.

Pitanje koje sebi postavljam je šta bi mi termistor doneo u odnosu na sijalicu čiji je aktivni element u vakuumu i prilično debelom staklu?

Pozdrav

[mikikg]

LT izvukao -90dB sa lampicom od Božićnih ukrasa : )
Znao sam da ce da zatrebaju, imam onaj jedan niz sa 50-ak lampica, ako dobro radi dobije svako ko je zainteresovan to da pravi : )
http://www.linear.com/solutions/5968

[branko tod]

Braco, sijalica je praktično kalemče, i sigurno da i taj deo ima neki negativni uticaj. Takođe je i masa vlakna
mnogo veća pa je potrebna veća energija za promenu otpornosti. Verovatno da je struja kroz sijalicu 15 mA.


Kod R53 sam NTC ima nekoliko miligrama, tako da je odziv vrlo brz i sigurno sa mnogo manje negativnih
propratnih negativnih pojava. Ova slika je sigurno desest puta uvećana:


Miki, negde na ES se vodila jedna slična diskusija. Bilo je priče o nekom cevnom domaćem oscilatoru. Tamo
sam zakačio sliku prvog audio oscilatora na svetu sa sijalica stabilizacijom, HP200A.

Sijalica je na desnoj strani, između promenjivog kondenzatora i ogradice trafoa, ispod one cevi sa kapicom.

A što se tiče sijaličke za novu godinu, to nije sijalica iz niza. C7 izgleda ovako:

[Dragan83]

Imam ja dve sijalice 60V 50mA ako vam nesto znace skinute sa neke tel centrale.

[mikikg]

A što se tiče sijaličke za novu godinu, to nije sijalica iz niza. C7 izgleda ovako:

Eh nista onda ...

[Braca]

Branko, masa vlakna je bitan faktor za regulator amplitude jer ima funkciju integratora.
Ako bi regulator bio vrlo brz, počeo bi da reguliše čak i unutar jedne periode (zavisno od frekvencije), a to onda nije više oscilator s konstantnom amplitudom.
Zato se u regulatorima sa FET-om ispravljeni izlazni napon filtrira, kao napr. sa 15uF kod JW oscilatora.

Medjutim, merenja koja sam napravio jutros su mi dovoljna za dalji rad na postojećem konceptu.
Rezultati koje sam ranije postavio dobijeni su uz prisustvo smetnji, a ovi koje sada postavljam ostvareni su sa oscilatorom u kutiji originalnog generatora, mada je sam oscilator i dalje improvizovan. Kutija je čelična i solidno uradjena ka Faradejev kavez, što se vidi po minimalnom nivou EMI u siganlima.

Prvi oscilogram pokazuje varijantu sa dve sijalice tipa 7355 (hladan otpor 80R, otpor na 6V 350R). U radnoj tački (izl. napon oko 8V) kroz njih teče ukupna struja od 23mArms, što nije nikakav problem za OPA627 jer je njegova max. izlazna struja 45mA. Iz debjine plave linije zaključujemo da je nivo EMI u kutiji veoma nizak.
Izobličenja su merena pojačavanjem reziduuma posle "notch" filtera i ako se kao izobličenje uzme cela efektivna vrednost posle pojačanja (265mVrms, plava linija) i stavi u odnos s osnovnim signalom od 7,9Vrms, dobija se THD+N od -89,5dB, što bi odgovaralo onome što je JW dobio sa tom šemom. Medjutim, pošto reziduum pored druge i treće harmonike sadrži i osnovnu frekvenciju, THD+N je objektivno manji za bar 3dB.

Na drugom oscilogramu su rezultati za varijantu sa dve paralelno vezane sijalice tipa 327 (28V/40mA, hladan otpor 70R), pri čemu je na red s njima vezan i otpornik od 47R, čija je uloga da malo linearizuje kartakteristiku promene otpora u zavisnosti od struje. Zbog povećanog otpora smanjen je izlazni napon (regulator gubi funkciju u najvišoj dekadi pri naponu višem od 6V), što nije nikakav problem jer će iza oscilatora biti još izlazni pijačavač.
Medjutim, ova varijanta ima znatno smanjena izobličenja jer je reziduum pao na 29,2mVrms i to posle pojačanja od 60dB, odn. 29,2uV neto na izlazu iz oscilatora. Račun daje THD+N od konzervativnih -104,9dB, jer se u reziduumu takodje nalazi i deo osnovnog signala .

Ovo je daleko bolje nego što sam očekivao kada sam započeo testove, a i od meni poznatih podataka iz literature. Isprobaću još malo da li postoji neka mogućnost za poboljšanje, ali nemam nameru da u to ulažem previše vremena. Dakle, sledi realizacija koncepta (ispravljač, pločice oscilatora i izlaznog pojačavača, možda korekcije u atenuatoru (50R umesto postojeće impedanse od 600R).
Ako se na kraju pokaže da su ovi rezultati stabilni, mislim da će to biti dobar koncept za pretvaranje MA 3604 u solidan generator za preliminarno testiranje, pa će možda i Goša da prepravi svoj primerak .

Pozdrav

[branko tod]

  3681019710.gif (Size: 643 bytes / Downloads: 127)
Miki, mister Bin je neprevaziđen.

Braco, što ti reče, rezultati su sjajni sa 327. Ja bih te zamolio da probaš sa dve redno vezane 327, meni za dušu.

A što se tiče opaske da bi mala masa NTC mogla da ima negativan uticat, tu bi već mogli malo da se ne složimo.
Ako je napon na sijalici 2-3 V i struja kroz nju 10-15 mA, izlazi da je njena disipacija sigurno 50 mA. Na NTC je
napon oko 4 V uz struju od max 1 mA. Znači da disipira 4 mW. A ko se turi i neki redni otpor i malko sredi povratna
sprega disipacija može da bude i drastično manja.
U svakom slučaju mislim da si dobio super rešenje, na baš jednostavan način. Što se tiče tih sijalica 327, njih ima
svugde jer su se više od 50 godina koristile za osvetljavanje avionskih kontrolnih panela.

[Braca]

Branko, probaću serijsku vezu dve 327 iako ni sa jednom nije dobro radilo.
Za razliku od JW verzije, gde je Rnfb=430R a otpor sijalice (hladan) 70R, tendencija kod ovog oscilatora je da traži manji otpor regulacionog elementa, zbog čega se onda i Rnfb (otpor u grani pov. sprege) smanjuje - kod mene je bio nekih 230R kod sijalica 7355 (nisam ga još izmerio u slučaju 327). Nisam radio teorijsku analizu sklopa jer mi je bilo brže da isprobam nekoliko verzija, ali mislim da razlog za to treba tražiti u različitom karakteru impedanse Wien-ovog mosta u te dve realizacije.
Mislim da kod poredjenja sijalice i termistora govorimo o različitim stvarima. Disipacija indirektno govori o upotrebljivosti jedne ili druge varijante kao regulacionog elementa, a ključni parametar je njegova vremenska konstanta, koja je prevashodno funkcija mase.
Regulacioni element ne sme da bude brz u tom pogledu jer će, kao što sam već napisao, onda regulisati unutar jedne period nižih frekvencija. On u suštini "meri" efektivnu vrednost signala, a ona je po definiciji srednja vrednost u nekom vremenskom intervalu. Kod oscilatora ove topologije mora da se traži kompromis izmedju vremena smirivanja amplitude posle neke promene, napr. opsega, i THD, pri čemu duža vremenska konstanta regulatora daje niži THD. Formula koja to opisuje može se naći na str. 53 rada koji je 1981. objavio J. Linsley-Hood:
http://www.keith-snook.info/wireless-wor...ortion.pdf

Nisam a priori protiv termistora kao regulatora - moj jedini zahtev je da ima dovoljo dugu vremensku konstantu. U konkretnom slučaju, prelazak sa 1kHz na 100Hz traje nekih 5 do 6 sekundi, što meni nije visoka cena za nizak THD.

Pozdrav

[Braca]

Imam ja dve sijalice 60V 50mA ako vam nesto znace skinute sa neke tel centrale.

Tek sada videh ovo - hvala na ponudi, javiću se ako mi bude potrebno.
Trenutno me drži euforija zbog današnjeg dobrog rezultata .

Pozdrav