Generator audio signala sa pojačalom

[Aleksovski]

Zdravo prijatelji,

Pravim jedan uređaj za servis koji bi služio za brzo testiranje drajvera (zvučnika), tako da i generator i pojačalo budu u istom kućištu. 
Naišao sam na jedan problem sa samim generatorom pa bih želeo da ga podelim sa vama. 
Voljan sam da platim informaciju i unapred sam zahvalan svima zainteresovanima.

U nastavku teksta ću vam opisati način rada uređaja - kako je zamišljen da funkcioniše. 
Prednji panel je gotov i neće biti izmena tako da molim da odgovori budu u skladu sa ovom temom.

OPIS RADA:

Generator signala sa pojačalom - služi za servisno testiranje zvučnika

Podešavanje frekvencije je od 20Hz do 20kHz.
Prikaz frekvencije na sedmosegmentnom displeju. Tako nam se dopada.
Frekvencija se podešava uz pomoć enkodera. Sporo okretanje enkodera rezultuje finom promenom frekvencije, brzo okretanje rezultuje grubom promenom (akceleracijsko podešavanje).
"MANUAL" taster pored enkodera služi da se pređe iz svip režima u ručni izbor frekvencije. Za ručni izbor frekvencije koristi se enkoder "FREQUENCY". U "MANUAL" režimu zasvetli LE dioda pored tastera.
Taster "AMP. IN", "SINUS" i "SQUARE" služi kao selektor izvora. Tri LE diode nalaze se naspram svakog naziva izvora.
Kada je aktiviran "AMP. IN" onda je sistem odspojen od generatora signala i spoljašnji signal se dovodi na ulaz "IN".
"OUT" izlaz je signal iz generatora sa malim nivoom (do 1Vrms).
Konektori "IN" i "OUT" su RCA tipa.
Tasterima "WOOFER", "TWEETER" i "COMPLET SWEEP" bira se frekvencijski opseg svipovanja frekvencije generatora. "WOOFER SWEEP" ide od 20hz do 200Hz. "TWEETER SWEEP" ide od 200Hz do 20kHz. Vreme trajanja jednog svipa može se podesiti sa tasterom "SWEEP TIME" (od 3 do 11 sekundi).
Taster "LEVEL" služi da preklapa opseg na voltmetru u zavisnosti od toga da li se meri nivo signala na generatoru ili na izlazu pojačala (pojačalo je sastavni deo uređaja).
"AMP. OUT" ima dva tipa konektora, jedan je za bananu od 6.3mm a drugi je klasičan speaker konektor sa rupama od 4mm.
Audio pojačalo je gotov modul od 50W na 1 ohm. 
Dve LE diode ispod enkodera "LEVEL" su za prikaz pregrejanosti pojačala i za prikaz klipinga. 
Pojačalo ima finu i grubu regulaciju nivoa. Za finu regulaciju treba pritisnuti taster "FINE", tada će se upaliti LE dioda pored istog.
U samom modulu pojačala realizovana je zaštita od kratkog spoja. Pojačalo ima svoje zasebno napajanje koje je stabilisano na 13,5V.
Ulazna osetljivost pojačala je 1Vrms.

Ceo sistem se uključuje i isključuje preko "POWER" tastera. LE dioda iznad tog tastera signalizuje STAND-BY režim kada sija crveno i uključeno stanje kada svetli zeleno.

Srž generatora je zasnovana na DDS čipu AD9833. Odabrali smo taj čip da bi mogli digitalno da upravljemo frekvencijom. Od početka razvoja ploče za generisanje frekvencija sa ovim kolom problem je bio slabljenje amplitude sa promenom frekvencije (amplituda na izlazu čipa nije ista na frekventnom opsegu od 20Hz do 20kHz). Kako bi smo bolje ispitali probleme primene ovog kola napravili smo našu razvojnu ploču koju smo nazvali "Small Signal Generator" čija je šema u prilogu.

Digitalni sistem komandovanja nam nije problem i njega možemo jako brzo da razvijemo. Mozak je STM32F103C8T6 modul. Šema digitalije nalazi se takođe u prilogu i nije kompletno gotova.


  TONAC.pdf (Size: 389,44 KB / Downloads: 32)

  SCH_AND18006V1-Digital.pdf (Size: 3,3 MB / Downloads: 30)

  SCH_AND18006V1-Power.pdf (Size: 529,69 KB / Downloads: 24)

  PCB_AND18006V1-Power(210x145mm).pdf (Size: 30,5 KB / Downloads: 19)

  SCH_AND18007V1.pdf (Size: 227,49 KB / Downloads: 26)

[gorankg]

Srž generatora je zasnovana na DDS čipu AD9833. Odabrali smo taj čip da bi mogli digitalno da upravljemo frekvencijom. Od početka razvoja ploče za generisanje frekvencija sa ovim kolom problem je bio slabljenje amplitude sa promenom frekvencije (amplituda na izlazu čipa nije ista na frekventnom opsegu od 20Hz do 20kHz).

Pogledaj da li bi mogao da se nakon DDS doda AD8337. To je VGA (variable gain amplifier).

[Gosha]

Srž generatora je zasnovana na DDS čipu AD9833. Odabrali smo taj čip da bi mogli digitalno da upravljemo frekvencijom. Od početka razvoja ploče za generisanje frekvencija sa ovim kolom problem je bio slabljenje amplitude sa promenom frekvencije (amplituda na izlazu čipa nije ista na frekventnom opsegu od 20Hz do 20kHz). Kako bi smo bolje ispitali probleme primene ovog kola napravili smo našu razvojnu ploču koju smo nazvali "Small Signal Generator" čija je šema u prilogu.

Predpostavljam da problem i dalje postoji, pa je to razlog pokretanja teme.

Postavljene seme nisu bas najpreglednije ali, koliko ja vidim, koristili ste gotov modul sa AD9833 i to predpostavljam ovaj:

Na tom modulu postoji kondenzator izmedju izlaznog pina i GND  (treba proveriti njegovu vrednost).

Na vasoj semi postavljen je jos jedan C18 i to od 100nF. 

Mislim da je on uzrok smanjivanja amplitude sa porastom frekvencije, jer sa izlaznom otpornoscu chipa cini NF filter.

[gorankg]

Izlazna otpornost čipa je 200 Ω. U pravu je Gosha.

[Braca]

Potpuno je u pravu - bez kondenzatora na modulu, koleno LP filtera leži na oko 8kHz, što znači da će napon na 20kHz biti za 11dB (3,5 puta) niži od napona na 1kHz.
Smanjite dodatni kondenzator na 10nF i izl. napon u vašem željenom propusnom opsegu od 20Hz do 20kHz će biti približno konstantan (između 0,55 i 0,6Vrms).
Ako se na modulu nalazi kondenzator preporučen u DS (20pF, što je uslov i da gornji račun važi), slabljenje signala takta na izlazu iz AD9833 neće biti dovoljno dobro jer zbog dodatnog pojačanja kasnije u instrumentu postoji potencijal za IMD. Zato treba zadržati dodatni kondenzator, ali ukupni kapacitet neka bude nekih 10nF.

Uz rezervu da ne znam šta su servisna merenja zvučnika, analogne karakteristike sklopa nisu sjajne - s 10-bitnim DAC-om SNR je svega -60dB, što se odnosi i na THD.

U svakom slučaju, ideja je interesantna i želim vam uspeh u realizaciji.

Pozdrav

[branko tod]

Pošto procesor upravlja radom oscilatora, ceo izlazni filter bi mogao da se menja u
nekoliko skokova sa cmos prekidačima prema zadatoj frekvenciji. To ne bi bilo ni
skupo ni komplikovano, a dobio bi se bolji oblik signala

[Aleksovski]

Probao sam bez 100nF, sada je trenutno bez tog kondenzatora, međutim iz samog mogula signal nije konst. u odnosu na frekvencije.

[Aleksovski]

U toku nedelje šaljem rezultate merenja.

[Braca]

Izmeri napon na nekoliko frekvencija držeći njihov međusobni odnos na dva, napr. 1, 2, 4, 8, i 16kHz. Ako i odnos uzastopnih amplituda negde počne da pokazuje trend ka dvojci, to je indikator da je u pitanju RC član na putu signala.

Pozdrav
P.S. Gosha je već predložio da pogledaš kolika je vrednost kondenzatora na samom modulu (na izlazu iz čipa).