Masivno paralelni buffer sa izlazom od 50 oma

[Braca]

Nikakav problem, Branko, pogotovo od kada imam plastična sočiva u očima, odn. od operacije katarakte.
Za ovaj posao mi je dovoljna dioptrija od +2,5, a na kritičnim mestima pojačavam dodatnom lupom od +1,5.

Pored toga, ova pločica je TH sa rasterom od 0,1", a donja granica mi je trenutno 0805, mada povremeno zalemim i po neki VSSOP ili SOT-23.
Inače, ova pločica ima i SMD elemente s donje strane (0805 i 1206). Na primer, sve dekuplaže su uradjene kondenzatorima od 0,1uF (0805) zalemljenim neposredno uz nožice podnožja da bi veze bile što kraće.

Pozdrav

[branko tod]

Ja 0805 ne mogu ni da vidim

[Braca]

Dodjoh i do prvog funkcionalnog testa...
Pošto mi je cilj da rezultate svojih merenja RIIA preampa (H. Polak) u jednom trenutku uporedim sa onima koje je dobio autor šeme, išao sam odmah na test RIAA preampa zajedno sa BP preampom.
Merni lanac (prva slika) sadrži Viktorov oscilator (1V@1kHz), buffer iz ove teme sa internom atenuacijom od 60dB (izlaz: 1mV), RIAA preamp (60dB@1kHz), BP preamp (0dB), "notch" filter za 1kHz i iza njega LNA (niskošumni pojačavač Wurcer, 60dB, baterijsko napajanje). S leva na desno, u prvom planu slike je ispravljač za RIAA preamp (K-Multiplier), LNA, paralelni buffer, "notch" filter (crna kutijica) i, sasvim desno, BP preamp na RIAA preampu. Viktorov oscilator je sasvim pozadi (mala Al kutija)
Dakle, RIAA preamp ima na ulazu 1mV,rms, na izlazu 1V,rms, što prolazi nepromenjenog nivoa kroz BP preamp, posle čega se osnovna učestanost od 1kHz eliminiše "notch" filterom, a ostatak se pojačava u LNA za 60dB i vodi u osciloskop.

Na prvom oscilogramu se vidi da u reziduumu dominira smetnja iz mreže (mešavina 50 i 100Hz), čija je efektivna vrednost nešto više od 0,5mV, i koja nije nešto naročito ako se uzme u obzir da je korisni signal 1V,rms (na izlazu iz RIAA preampa), kao i da se ceo sistem sastoji od devet komponenata, od toga tri spoljašnja isparvljača. Treba imati u vidu da RIAA preamp te frekvencije pojačava u proseku za nekih 80dB.
Znatno važniji mi je rezultat koji se dobija pri bržoj vremenskoj bazi, gde se u okviru efektivne vrednosti od 0,2mV,rms vidi uglavnom šum i neki SMPS od osvetljenja u stanu ili iz okoline. U tom šumu ima verovatno i THD komponenata oba preampa, ali to ostavljam za spektralnu analizu.

Ostaje mi i jedan domaći zadatak: moj buffer se ne slaže najbolje sa Jung/Didden regulatorom - dolazi do nekih praskova koji se ponavljaju sa 70-80kHz, a unutar njih su oscilacije znatno više frekvencije (prikazaću nekom drugom prilikom).
Taj superreg je poznat po tome da hoće da zaosciluje, a meni se to sada prvi put desilo. Didden je još pre 20 godina pisao o tome, i njegova aktuelna pločica ima niskopropusni filter u liniji povratne sprege sa potrošača. Ja imam stariju verziju i nešto mi se nije dalo da pri gradnji improvizujem taj filter, ali ću sada verovatno morati.

Pozdrav

[Macola]

Lep rad.

[Braca]

Pomenuh spektralnu analiza, pa evo prvih (preliminarnih) rezultata.

Pokušao sam već sinoć, ali mi USB nije dozvolio - smetnje su bile katastrofalne, svaki harmonik od 1kHz je bio na nekih -60dB, i to pri isključenom pobudnom oscilatoru. Izvor smetnji je bio USB interfejs koji, igrom slučaja, ima "refresh rate" od tačno 1kHz!

Na svu sreću, MOTU može da se "vozi" i preko FireWire i tu su odnosi drukčiji. Doduše, trenutno nemam dobar analogni ispravljač od 12V/1A za napajanje MOTU interfejsa, pa koristim jedan SMPS koji mi pravi smetnje druge vrste, ali mi je bar frekventni opseg od interesa čist.

Prvi prilog prikazuje spektar kompletnog, prethodno opisanog mernog lanca pri pobudi RIAA preampa signalom od 1mv@1kHz, što znači da na njegovom izlazu imam 1V,rms. Osnovni signal je na -50dB (posle pojačanja od 60dB u LNA), što je potpuno dovoljno da ne utiče na merenje THD. Drugi harmonik pobude je vidljiv na oko -80dB, pri čemu treba imati u vidu da ga "notch" filter slabi za nekih 9dB, što znači da se on efektivno nalazi na -70dB na ulazu u LNA, odn. na -130dB u odnosu na izlaz iz BP preampa od 1V. Drugim rečima, radi se o 300nV, rms na ulazu u pojačavač snage .
Polak je takodje merio pri istom nivou, ali pošto nije koristio "notch" filter i LNA,u nejegovom spektru nema drugog harmonika.

Spektralna linija na 8kHz ne potiče iz merenih objekata - imao sam je i ranije i pretpostavljam da nastaje u MOTU (pominjao sam tu smetnju forumu), a "češalj" na frekvencijama ispod 500Hz su smetnje iz mreže, odn. napajanja.

Na drugom prilogu je rezultat merenja pri pobudi RIAA preampa sa 2mV (izl. napon 2V,rms). Drugi harmonik je sada jači za nekih 7dB, tj. ima apsolutni iznos od 1uV,rms na izlazu iz BP preampa, što je zanemarljivo (napon od 2V,rms na ulazu u tipičan poj. snage daje izlaznu snagu od 200W na zvučniku od 8 oma ).

Meni ovi rezultati pokazuju da je koncept bafera korektan i da sam sada u stanju da merim na nivoima i ispod 1mV, i to u kućnoj radinosti. Nisam još potpuno zadovoljan zbog mrežnih smetnji i famozne spektralne linije na 8kHz, ali doći će i to na red.

Pozdrav

[Braca]

Posle preliminarnih merenja i par korektura u mernom lancu, evo sa čime mogu da računam pri primeni bafera.

Spektrogram pokazuje situaciju pri ulaznom naponu od 1V,rms u bafer, atenuacija nula, pojačanje bafera 0dB, na njegovom izlazu "notch" filter, a iza njega LNA sa 60dB pojačanja.
Vidi se samo drugi harmonik na nivou od -95,6dB, a pošto ga filter slabi za 10dB, njegov efektivni iznos je -85.6dB. Oduzimajući od tog iznosa pojačanje LNA od 60dB, dolazimo do njegove stvarne vrednosti od -145,6dB, a uzimajući u obzir da je nivo pobude -13dB, dobija se THD od -132,6dB (Viktorov oscilator, bafer, filter i LNA zajedno) .
Posebno me raduje odsustvo bilo kakvih komponenata mreže i ispravljačkih harmonika (ok, sa izuzetkom malog špica na 50Hz ), i to posle pojačanja od 60dB (korišćen je regulator Jung/Didden).

Kad smo već kod ovog regulatora, dešava mi se s vremena na vreme da sa ovim baferom spontano zaosciluje na nekih 5 do 6kHz i napravi haos u VF delu spektra. Isključenjem i ponovnim uključenjem oscilacije nestaju, ali to znači da je regulator na ivici stabilnosti. Tu mi je sumnjiv kabel (1,2m) jer je Didden još davno pisao da on ne bi smeo da bude duži od 20-tak cm.
Jako je teško doći do pravog kabla za taj regulator jer idealna konfiguracija treba da sadrži dve oklopljene parice za "sense", dve upredene za glavnu struju (+/-) i oplet. Sve u svemu, potreban je konektor sa devet kontakata, što nije problem (made in China). Prelistao sam par kataloga i nisam našao odgovarajući kabel. USB 3.0 Super Speed je blizu, ali mu sreću kvari to što vodovi +5V i Gnd nisu upredeni.
Trenutno koristim Ethernet Class 6 SF/UTP (četiri parice upredene različitim korakom, individualno oklopljene Al folijom, plus oplet i Al folija oko svega, ali su sve te folije izmedju sebe u kontaktu, a Didden traži da se opleti "sense" parica vežu na masu samo u jednoj tački (na regulatoru).
Izgleda da ću taj kabel na kraju morati da napravim svojom rukom.

Inače, merenje je izvršeno korišćenjem interfejsa FireWire 400, napajanje MOTU zvučne iz vrlo čistog laboratorijskog ispravljača.

Nezavisno od problema sa regulatorom, zadovoljan sam - što reče Duško Dugouško u jednom crtaću: "Malo je trajalo, ali se isplatilo".

Pozdrav

[Braca]

Na donjem primeru se vidi zašto je pri merenjima ekstremno niskih izobličenja neophodan oštar nepropusni filter ("notch").

Ako merimo direktno, tj. izlaz iz bafera ide direktno na zvučni interfejs, izobličenje iz prethodnog primera bi bilo vidljivo tek sa 23. bitom. Realno, medjutim, moj MOTU teško da može da predje 21 bit (nominalna rezolucija je 24 bita), i zato je drugi harmonik pobude nevidljiv.

Pojačanjem reziduuma iza filtera za 60dB, drugi harmonik se prebacuje na nivo oko 17. bita i tako postaje vidljiv, kao što je prikazano u prethodnom prilogu.

Pozdrav

[Braca]

Performanse na ekstremno niskim nivoima...

Da bi se ustanovila granica rezolucije osnovnog mernog sistema (oscilator, bafer i ADC), potrebno je izvršiti merenja na donjoj granici ADC, odn. na nekoliko zadnjih bitova.
Na tim nivoima nema preciznih generatora sinusnih signala, pa se pristup zasniva na atenuaciji signala višeg nivoa. Viktorov oscilator ima najniža izobličenja na nivou od oko 1Vrms, što mi sa atenuatorima kojim trenutno raspolažem (60dB u baferu, 24 dB (2xHP355C) i tri koaksijalna atenuatora (2x10 i 1x30dB) = 134dB) daje najniži sinusni signal od 200nVrms. ADC u MOTU Audio Express ima opseg od 5Vrms, odn. najniži mogući ulazni nivo od 300nVrms pod pretpostavkom potpunog odsustva šuma. Zahvaljujući baš šumu, koiršćenjem osrednjavanja pri FFT analizi koje, kao što je poznato, poboljšava amplitudnu rezoluciju, nivo od 200nVrms na ulazu u ADC morao bi da bude vidljiv.

Na prvoj slici se vidi postavka mernog lanca: u prvom planu su dva HP355C koji se napajaju iz bafera (koaks sa plavom navlakom), a na izlazu iz desnog HP355C je niz koaksijalnih atenuatora. Pošto svi atenuatori imaju impedansu od 50 oma, a njihova odstupanja se donekle medjusobno potiru, postavljanjem vrednosti od 1Vrms na oscilatoru mogu na ulazu u ADC da očekujem odstupanje napona u granicama od +/- 1dB.

Prvo merenje je obavljeno sa atenuacijom od 120dB, pri čemu u spektru očekujem nivo od -134dB ref. 5Vrms. Na spektru se vidi da je to i dobijeno (krstićem na ekranu je očitano -133,89dB, osrednjena su 32 spektra)

Drugi spektrogam pokazuje rezultat pri atenuaciji od 134dB. Očekivana vrednost je -148dB i ona je dobijena sa odstupanjem od -0,5dB, takodje posle 32 osrednjavanja.

Ako bi se ulazni nivo smanjio za još 6db, ta vrednost se u spektru više ne bi videla jer bi bila ispod praga šuma, mada je moguće da bi pri jačem osrednjavanju ipak bar malo "isplivala".

Mislim da je ovo dovoljno dobro čak i za BatoMM . Treba samo da završim Ninjin primerak, valjda ću stići ove zime .

Pozdrav

[Braca]

Izlemljena prva polovina "Krokodila"...

Nisam potpuno zadovoljan zanatskim delom projekta, ali pošto mi je ovo prvi put da lemim 0603, ne smem ni da budem previše kritičan.
Inače pločica još nije oprana, to ću da uradim kada sve bude gotovo.

Razlog da taj rad predstavim na ovoj temi je što od tog sklopa očekujem vrhunske performanse, bolje i od gore predstavljenog rada.  Autor je na 1kHz izmerio THD niži od -150dB:
https://www.diyaudio.com/forums/headphon...10925.html
Radi se takođe o masivno paralelnom sklopu sa po 7 op-ampova po kanalu, koji bi trebalo da mi "vozi" atenuatore od 50 oma.

Trenutno slušam muziku na jednom kanalu, a kasnije će biti i merenja. 
Ono što mi je u prvoj fazi bitno je da na osciloskopu ne vidim nikakve tragove iz ispravljača, odn. SMPS sklopa - za očekivati je bilo da se pojave smetnje na prekidačkoj frekv. pretvarača od 1,6MHz. Jedino što se vidi je šum sa stohastičkim smetnjama iz okoline jer ništa nije oklopljeno.

Pozdrav

[HomeMadeAudioProject]

ma svaka čast za lemljenje-ja ću morati do optičara jer po malo i TH elemente gubim iz vida ...