Merni lanac za DIY audio

[Braca]

Konverzija unipolarnog signala u diferencijalni mi nekako ne da mira, pa evo još jednog kola.
Šema je iz AOE 3rd Ed. (The Art of Electronics), str. 351, Fig. 5.70, a radi se o linijskom drajveru sa izlazom reda 12Vrms.
U prvom prilogu je šema kola - radi se o ukrštenoj pov. sprezi preko dva op-ampa, a sa šest jednakih otpornika i jednim sa pola vrednosti (R9) dobija se pojačanje od 0dB u obe grane, odn. na izlazu dvostruki ulazni napon u dif. vezi.

Izlemio sam ga na jednoj pločici iz Elektora, čija je namena merenje izobličenja i šuma op-ampova,koju sam malo modifikovao. Otpornici su bili 2k.
Na slici (prilog 2) ta pločica je u gornjem levom uglu kutije od čeličnog lima, a konverziju Diff->SE vrši ulazno kolo BP preampa na posebnoj pločici (diyaudio, @Alexcp)
U gornjem desnom uglu je napajanje koje sastoji od kineskog SMPS modula (2x15V, 61531), CM filtera i regulatora sa TPS7Axxx. Na slici je verzija kada su regulatori isključeni, tj. obe pločice se napajaju iz SMPS-a preko CM filtera.

Merenja su obavljena pri ulaznom naponu od 2Vrms, odn. izlaznom naponu iz BP-a od 4Vrms. Opterećenje čini eliminacioni filter (oko 1k8).

Referenca za poređenja je Se->Diff kolo sa OPA2156 iz prethodnog posta (treći prilog). Drugi harmonik je na -154, a treći na -156dBc.
Verzija AOE sa OPA2156 (četvrti prilog) ima drugi harmonik je na -147, a treći na -155dB, dakle, slabije od reference.
Verzija AOE sa OPA1612 je bila malo "nervozna", pa je ispala iz konkurencije.
Iznenađenje je priredila verzija sa LME4562, s drugim harmonikom na -152 i trećim na -156dBc.
Bilo je još nekoliko merenja, ali o njima drugom prilikom.

Moram da napomenem da su gornji rezultati dobijeni sa AOE pločicom izvan kutije, u protivnom su slabiji za nekoliko dB iako se u spektru ne pojavljuju nikakve smetnje.
Pretpostavljam da namenski urađena pločica za ovaj sklop ne bi imala tu manu.

Da naglasim još da su merenja urađena pri napajanju iz jeftinog SMPS-a, samo preko CM filtera Schaffner RN218.

  AOE_Schematics.pdf (Size: 107,06 KB / Downloads: 30)
  AOE_Se2Diff_TestBox-1.jpg (Size: 689,71 KB / Downloads: 24)
  TI_Master_Slave_2156_Alex_2156_1656_Vout_4V.png (Size: 126,7 KB / Downloads: 25)
  AOE_2156_Alex_2156_1656_Vout_4V.png (Size: 60,3 KB / Downloads: 31)
  AOE_4562_Alex_2156_1656_Vout_4V.png (Size: 130,24 KB / Downloads: 27)

Edit: Dugujem izvinjenje: kod verzije sa LME4562 nisam priložio najbolji rezultat (pločica van kutije), već prvi koji sam izmerio (pločica u kutiji). Nije čudo, izvršio sam 22 merenja i spakovao ih u jedan blok...
Sada kao šesti prilog stavljam taj rezultat: drugi harmonik je na -157, a treći na -161dBc - skoro na granici mogućnosti mog mernog lanca.
  AOE_4562_Alex_2156_1656_4V_NoReg.png (Size: 167,22 KB / Downloads: 9)

Još jedan edit: Nije moja krivica: sada vidim da mi REW pri uvozu numeričkih podataka u sliku ne preuzima podatke iz konkretnog zapisa (spektra), već neke proizvoljne.
Moraću da reklamiram...

[Braca]

U vezi mog prethodnog priloga: obratite pažnju na korekciju koju sam upravo uradio.
Moj šesti prilog, a i oni pre njega, ima u tabeli iznad spektra pogrešne vrednosti nivoa harmonika.
Krivac je REW, jer pri prenosu numeričkih podataka iz mernog bloka u sliku spektra ne uzima podatke iz konkretnog merenja, nego iz nekog sasvim drugog.

Moraću da reklamiram...

[Braca]

Jedan naš drugar sa foruma, čiji nadimak ukazuje na poznavanje dalekoistočnih borbenih veština  , formira laboratoriju za audio merenja, a meni je pripala čast da ispitam dve sveže prinove: Viktorov oscilator i ADC Cosmos E1DAiso, Grade A.

Viktor prodaje ovu verziju oscilatora već par godina, a razlika između njega i mog primerka iz 2015. godine se sastoji od optimirane pločice, OPA1656 umesto LME4562 i boljih pasivnih komponenata.
Gore pomenuti ADC ima ugrađenu dvostruku USB izolaciju, a klasa A je druga u rangu po pragu šuma (moj ADC je Grade B, razlika je 1 do 2dB).
Inače, Ivan na zalihi ima samo još pet komada u klasi 0, sve ostalo je rasprodato. Ima ih kod drugih prodavaca, ali po bezobrazno visokim cenama - jedan čak traži 350 + 225 US$ za transport!

Rezultati merenja: kombinacija gore pomenute dve komponente ima neizmerljiv THD - drugim rečima, THD je na nivou šuma mernog sistema (oscilator, elim. filter, Gronerov LNA i ADC), i to pri maksimalno mogućoj rezoluciji u REW.
Spektar u prvom prilogu je izmeren pri izlazu od 2Vrms iz oscilatora, ADC taktom od 768kHz, dužinom FFT od 4M (max. FFT gain) i 1024 koherentna osrednjavanja.
Opterećenje je oko 1k8 (ulazna impedansa elim. filtera).
Drugi harmonik se nazire na -173dBc (-123 - 50dB), što ni teorijski nije moguće, tj. radi se kombinaciji stohastičkih procesa na nivou šuma.
Više informacija bi se moglo dobiti kros-korelacijom, tek da se zadovolji radoznalost, jer od toga nema praktičnih koristi.
Mrežne smetnje na 50 i 350Hz nisu problem, jer je oscilator izmeren na stolu, bez ikakvih zaštita.

Za poređenje, spektar u drugom prilogu se odnosi na moj primerak oscilatora iz 2015. godine, izlaz iz bafera, 2Vrms. Drugi harmonik je na -159, a treći na -167dBc.

Ko zna, možda je u Kragujevcu na vidiku referentna laboratorija za naš forum   

  VO_2026_Vout_2V_NGLNA.jpg (Size: 256,64 KB / Downloads: 11)
  VO_2015_Buffer_Vout_2V_NGLNA.jpg (Size: 264,26 KB / Downloads: 11)

[Bocko]

Nije meni Kg preko sveta
Još da gorepomenuti sa dalekoistočnim zvučnim nikom ovlada (mernom)-tehnikom, (gornji post, a i u svakom pogledu)

Hvala, Braco na gornjem postu, a i na prilici, da malko "čačkam mečku-čitaj Ninju"

[BeliNinja]

Braco hvala ti puno.

Cifre izgledaju impozantno.

Mislim da za skup ove godine možeš da pripremaš dopunsko predavanje o merenju izobličenja i ovaj put sa praktičnim vežbama ( ja doniram opremu koju imam ).

Verujem da će se mnogi zainteresovati, pogotovo omladina

Bilo bi super merenja izvršiti na fabričkim uređajima za koje imamo nekakvu garanciju o izobličenjima. Kao i merenje pasivnih komponenata.

Bocko, mnogo je dobro što sva ta merna oprema nije u lampaškoj izvedbi inače jedina tehnika koju bih morao da naučim je brzo iseljenje iz stna

[Braca]

Za pakovanje oscilatora biće ti potrebna kutija i regulisano napajanje od 35±0,5V - nije potreban neko niskošumno, dovoljan je korektno odrađen regulator sa LM317HV (moje iskustvo).

Primer za kutiju:
https://de.aliexpress.com/item/100500161...in_prod%3A

Možda će biti potrebna unutrašnja EMI zaštita, ali prvo treba isprobati da li je neophodna.

[BeliNinja]

Napajanje mora biti odvojeno predpostavljam, ne sme biti u istoj kutiji? Podrazumeva se da se uradi kvalitetno višestepeno oklapanje unutar kutije i da se koristi čelik pri izradi.

Ima li potrebe za preciznim potenciometrom kao što je na ovom linku prikazano https://www.jwtaudio.com/projects/low-di...tch-filter

[Аритон]

kojih dimenzija je ta kutija sa tog linka?

[Аритон]

ne mogu da otvorim taj link pa zato pitam...

[emiSAr]

evo

[Braca]

Napajanje mora biti odvojeno predpostavljam, ne sme biti u istoj kutiji? Podrazumeva se da se uradi kvalitetno višestepeno oklapanje unutar kutije i da se koristi čelik pri izradi. 
Ima li potrebe za preciznim potenciometrom kao što je na ovom linku prikazano https://www.jwtaudio.com/projects/low-di...tch-filter

Napajanje svakako treba da bude odvojeno, ja sam ga napravio u plastičnoj kutiji sa integrisanim utikačem i 60cm kabla.
Precizni potenciometar je stvar komfora, ja nisam menjao potenciometar, jer ako napr. hoćeš da postaviš izlaz na 2V, za merenje THD ne igra veliku ulogu da li je to 2,0 ili 2,05V (razlika je 0,2dB, znatno manja od ostalih nesigurnosti pri merenju). 
U ostalom, ako pri merenju koristiš elim. filter i LNA, u REW moraš u svakom slučaju da uneseš referencu, a onda je sve u redu.

Ja imam unutrašnju EMI zaštitu u vidu folije od mu-metala, jer sam imao jake smetnje na radnom stolu. Međutim, izgleda da je aktuelna pločica oscilatora robusnija od stare, jer su merenja koja sam postavio izvedena bez ikakve zaštite oscilatora.
U svakom slučaju, biće još merenja, pa ćemo videti.

[BeliNinja]

Hvala Braco. Pričaćemo na tu temu još. Komfornije je imati sve to u jednoj kutiji. Npr, čelična, sa pregradom od čelika pa onda dodatna oklapanja u vidu Cu folija i mu metal i šta ja znam kakva još čuda

Ali elektronika Boga ne moli tako da biće kako elektronika kaže

[Аритон]

evo

Hvala čika Emire.

imam komad sličnog alu profila u srebrnoj boji...
Beli ako ti igra tako nesto javi pa da ti pošaljem...

[Аритон]

12Cm X 7Cm X ...

[BeliNinja]

Hvala Ariton.

Javiću se kad se sa Bracom ispirčam i kada sve to stavim na astal kod mene.

[Braca]

Drage kolege, dugujem izvinjenje za prethodno postavljene rezultate, a pogotovo za iskaz da THD aktuelnog oscilator nije merljiv.

Razlog za grešku je što sam u mernom lancu imao pogrešan filter - umesto niskošumnog fltera s kondenzatorima od 100nF, tamo je bio jedan stari (prvi koji sam napravio) s kondenzatorima od 10nF i znatno većim otpornicima.

Novi rezultati su u prilogu.
Lepo se vidi niži prag šuma i jasno izraženi harmonici: kod novog oscilatora -113,6/-129,2dBc, kod starog -110/-112dBc.
Naravno, ovo će još biti provereno kada završim modifikaciju filtera (problemi sa trimerom za podešavanje frekvencije).

  VO_2026_Vout_2V_Notch_100nF_GLNA.jpg (Size: 259,7 KB / Downloads: 12)
  VO_2015_Vout_2V_Notch_100nF_GLNA.jpg (Size: 260,44 KB / Downloads: 8)

[BeliNinja]

Ma sve je to super
Biće sigurno referentno u odnosu na ono što ću testirati sa tom opremom.