Viktor Mickevich: precizni audio oscilatori

[Braca]

Braco,
ovde je i dalje dominantan osnovni harmonik sto upucuje na nedovoljno slabljenje filtra ili nedovoljno dobru uskladjenost frekvencije oscilatora i notch frekvencije. Kako sam ja shvatio, druga slika je slucaj kada si notch "navukao" na oscilator pomocu trimera ali i dalje se ne nazire nista od visih harmonika.
Vise mi se svidja oscilogram iz predhodnog posta .

Ovo merenje je na granici mogućnosti instrumenata, a obzirom da ništa nije oklopljeno, moguć je direktan proboj sa ulaza na izlaz.

Videćemo kako će biti kada sve bude uradjeno kako treba.

Uzgred, upravo sam doživeo da me čovek koji je napravio AD797 pita za savet :

http://www.diyaudio.com/forums/equipment...ost4880228

Pozdrav

[Braca]

Došao sam do kraja s podešavanjima na stolu.

Priloženi oscilogram pokazuje situaciju posle podešavanja dubine ponora filtera promenom vrednosti otpora R1 sa šeme iz priloga 98. Pošto promena tog otpora malo menja i karakterističnu frekvenciju ponora, morao sam da podešavam i oscilator, ali vrlo malo.

Pošto je odnos RMS vrednosti pobude i odziva filtera slučajno jednak odnosu osetljivosti dva kanala (1mV prema 10V), lako se vidi da je potiskivanje osnovne učestanosti oko 80dB, što je za konkretne uslovie merenja odličan rezultat.
Za primenu pri merenju THD slabljenje bi trebalo da bude još veće i nadam se da će posle ugradnje u kutiju i definitivnog podešavanja biti nešto bolje. Moja hipoteza je da postoji parazitni prenos s ulaza na izlaz, a pošto su ta dva signala u fazi nije moguće odvojiti "pile od kokoši".

Medjutim, realna granica atenuacije je odredjena tolernacijom ugradjenih delova, koja u mom slučaju iznosi 1% za kondenzatore i 0,1% za otpornike. Stvarna tolerancija kondenzatora je bolja od 1% jer su tri kondenzatora od po 10nF realizovana paralenim povezivanjem po 10 kondenzatora od 1nF, ali se slabljenje konkretnog filtra na bazi tih vrednosti ne može odrediti teorijskim putem bez poznavanja vrednosti svih elemenata s tačnošću od bar 0.01%.

Za one koji se ne bave merenjima možda da napomenem (sa zakašnjenjem) zašto sve ovo radim.
Na forumu imamo par uredjaja sa izvanredno niskim izobličenjima (nadam se da će ih biti još) i znam da sam sa tehnikom koju imam došao do granice, odn. da je potpuno moguće da je, na primer, BP preamp po THD i šumu bolji od moje audio kartice. Granica merenja THD se može pomeriti tako što se osnovni signal eliminiše a reziduum (izobličenja) onda pojača tako da dodje u naponski opseg kartice gde je tačnost merenja optimalna. U principu, svaki ADC ima konstantnu apsolutnu grešku, pa što je niža vrednost napona koji konvertuje time je veća relativna greška, odn. sopstveno "izobličenje".
Inače, tako su konstruisani i profesionalni uredjaji jer kako bi inače ApSys mogao da meri tako niska izobličenja koristeći Cirrus-ov ADC, koji ne spada u vrhunske.
Drugi razlog je da mi je pri merenjima uvek bio poseban izazov da dostignem granicu mogućeg u datim uslovima, i to me još uvek nije napustilo.

Pozdrav

[mikikg]

Macola je "kriv" za sve, jos od onda kada je na shemi BatoMM napisao "THD izmerite sami" … nisam imao pojma tad da je to nemoguca misija sa trenutnom opremom

[Dragan100]

-80dB potiskivanja filtra na osnovnu freq je jako dobar rezultat, pogotovo kad se ima sve tako "raskopusano" po stolu
Sada treba sve to pedantno ugraditi u kutiju i početi sa pojačalom greške! :-)
Odlično Braca, i da te drže takav i slični izazovi još puno vremena!!!

[Braca]

Posle još nekoliko izmena na pločici oscilatora iz priloga 95, dobio sam bitno bolje rezultate. Medjutim, oni se ne mogu porediti sa prethodno okačenim jer program RMAA nije dovoljan za merenja na vrlo niskim izobličenjima. Posle nekoliko pokušaja da radim off-line u Matlabu, što je poprilična muka jer za svako merenje moram da snimim signal, prebacim ga u Matlab i onda uradim analizu, pa ako sam u medjuvremenu nešto promenio na pločici, onda "Jovo nanovo", počeo sam da tražim alternativni softver.
Potreban mi je bio program koji odmah radi spektralnu analizu i to sa prozorima (spectral windows) koji idu ispod -150dB, osrednjavanjem spektara itd. ARTA to može, ali sam pre pola godine ustanovio da ima problema sa ASIO drajverom za moj MOTU (nekoliko puta uzastopce BSOD), pa nisam više ni pokušavao.

Srećom, naleteo sam na program SpectrumLab koji je vrlo kompetentno napisao nemački radio amater DL4YHF. Taj program je možda i poznat onima koji se bave SDR tehnikom, jer mu je to osnovna namena, ali je perfektno upotrebljiv i za opštu frekventnu analizu signala:

http://www.qsl.net/dl4yhf/spectra1.html

Moj dosadašnji utisak je vrlo povoljan i mogu toplo da ga preporučim svima koje interesuje obrada signala, tim pre što je potpuno besplatan (nema osakaćenu i punu varijantu, već samo ovu drugu).

Pored već ranije opisanih, na oscilatoru su do večeras uradjene i sledeće promene:

• Poliesterski kondenzatori od 0.047uF zamenjeni uparenim Wima FKP2 od 0.033uF uz odgovarajuću korekturu otpornika
  
• Izbačena dva trimera za podešavanje frekvencije i zamenjena rešenjem sa samo jednim potenciometrom koji može da se montira i na prednju ploču
  
• Na kritična mesta ugradjeni otpornici u staklenom kućištu, tol. 0,1%, pažljivo izvadjeni iz nekih Sulzer-ovih mernih pojačavača.
  
• FET 2SK30A u AGC kolu zamenjen boljim (MMBF4091 iz šeme G. Kleinschmidt-a, v. moj prilog od 7.9.)
  
• Izmene u kolu AGC
  
• Ugradjeno podešavanje izlaznog napona
  

Trenutne mogućnosti ove jeftine pločice se mogu videti na priloženom spektru. Izlazni nivo je 1Vrms, što je nom. osetljivost MOTU ulaza (+4dBu), rezolucija analize 0,183Hz, a osrednjavanje FFT je svega 4 puta. Pošto su vidljive samo dve harmonike, lako se dobija da THD bez šuma iznosi -113dB, odn. 0,00022%, što je za ovako jednostavnu šemu veoma lep rezultat. Pri tumačenju rezultata treba još imati u vidu i činjenicu da ovo što vidimo u spektru predstavlja ukupno  izobličenje oscilatora i MOTU interfejsa, pri čemu pada u oči i vrlo nizak nivo šuma oba uredjaja.

Medjutim, obzirom da ADC u MOTU pri ovom merenju koristi tek nekoliko zadnjih bitova, ovaj rezultat se može prihvatitri tek ako bude potvrdjen merenjem sa potisnutim osnovnim signalom, što još nisam u stanju da izvedem, pa se težište sada pomera s oscilatora na filter i pojačavač.

Pozdrav

[Braca]

LME49880 - restlovi

Tražeći dobar dvostruki FET opamp za niskošumni post-filter pojačavač po šemi S. Wurcer-a:
http://www.diyaudio.com/forums/group-buy...lexer.html
(u originalu je AD823) naleteh i na ovaj čip.
Na žalost, ovaj interesantan i jako dobar opamp je izbačen iz proizvodnje zajedno sa LME49990, LME49720, itd. i kod TI se više ne može dobiti ni DS.
Zamenio ga je OPA1642, ali ne u potpunosti. Na primer, PSRR im nije za poredjenje, a ima i drugih stvari.

Na svu sreću, kod Farnell-a ima još par stotina komada stare zalihe po ceni od oko 2 evra (količina: 10), pa je sada zadnji čas za naručivanje. Do pre 15 minuta su imali 213 komada, a sada deset manje .
Inače, kućište je HSOP-8, ima i Thermal Pad, ali za moju aplikaciju to nije od značaja. Na internetu se mogu naći adapteri za DIP-8.

Pozdrav

[BeliNinja]

Cek cek Braco,

LME49720 se vise ne proizvodi.

Ovo znaci da moramo da nabvljamo cipove za sve one BatoMM plocice....

[Braca]

Cek cek Braco,

LME49720 se vise ne proizvodi.

Ovo znaci da moramo da nabvljamo cipove za sve one BatoMM plocice....

Nema razloga za brigu - proizvodi se LM4562, što je isto.
LME49720 je bio marketinški trik da bi se postigla viša cena.
Medjutim, LME49990 je bio najverovatnije najbolji jednostruki audio opamp, dobijen poboljšanjem LM4562, i za njega ne postoji identična zamena.

Pozdrav

[BeliNinja]

Sve mangup do mangupa

[Braca]

Stigle pločice za kineski SVF oscilator iz prethodnih priloga:
http://www.ebay.ch/itm/262759359839?_trk...EBIDX%3AIT
Iako je izlemljen oscilator relativno jeftin, bolje rešenje je lemiti po sopstvenoj želji, tim pre što originalna izvedba ima skroman THD i za ozbiljan rad se mora modifikovati.
Pošto imam u planu još po jedan oscilator za 18 i 19kHz (za merenje intermodulacionih izobličenja) ovo je i jedino moguće rešenje.

Pozdrav

[Braca]

Viktorov oscilator je konačno u kutiji.
Dobro je radio i na stolu, ali je bilo i primetnih smetnji.
Prva slika pokazuje komponente pre ugradnje u kinesku kutiju sa eBay-a (100x65x35mm).
Napajanje će biti iz ispravljača ili baterija, a ideja je da se oscilator tokom stabilizacije (30 do 60 minuta pre merenja) napaja iz ispravljača a tokom merenja iz baterija. Napon koji mu treba je 35V, a on ga lokalno pretvara u +-15V.
Na drugoj slici se vidi da mu frekvencija nije 1kHz, što nije od značaja za merenje THD, a ako se testira ADC to je i dobro jer se na taj način "zapošljava" više bitova.

Ostaje još da nabavim dugme za potenciometar i da napravim kablove za napajnje.

Pozdrav

[Gosha]

Na drugoj slici se vidi da mu frekvencija nije 1kHz, što nije od značaja za merenje THD, a ako se testira ADC to je i dobro jer se na taj način "zapošljava" više bitova.

Od veceg znacaja je kratkorocna stabilnost te frekvencije nego njena apsolutna vrednost,
da nema nekih laganih "klizanja" jer bi u tom slucaju bilo veoma tesko uloviti minimum izlaznog na[pona iz notch filtra.

Jedno pitanje? Gde ces vrsiti fine tuning, na oscilatoru ili na filtru?

[Braca]

U pravu si, Goša.
Pošto sam ovaj oscilator do sada samo par puta kratko koristio, ostaviću ga sada nekoliko dana uključenog da se stabilizuje.
Posle prvih 12 sati stabilno mu je pet cifara, a šesta (mHz) varira za max. 2 mHz. Kada se kratkotrajno isključii, odn. prebaci sa ispravljača na bateriju, treba mu tri minuta da dostigne napred navedenu stabilnost. Izlazni napon je stabilan na nivou milivolta i reaguje samo još na temperaturu okoline, kao i frekvencija.
Za jedan RC oscilator to su dobre vrednosti i nije čuda da ga na diyAudio.com smatraju referencom za relativno male pare (oko 60 dolara).

Kod ovog tipa oscilatora (Wien-ov most) promena frekvencije zahteva istovremenu promenu dva otpornika ili dva kondenzatora (naprimer, HP331-334, Iskra MA3604). Pošto je Viktor uparivao kritične delove, ovaj oscilator neću modifikovati, pa će se eliminacija osnovne učestanosti vršiti podešavanjem filtra - proračun sam uradio, delovi su tu i računam da ću ga za par dana izlemiti i prikazati na forumu.

Kineski oscilator sa eBay-a, čije pločice sam dobio pre par dana, je SVF tipa i kod njega se frekvencija u užem opsegu menja samo jednim trimerom. Za njega imam već ranije napravljeni filter sa fiksnom frekvencijom kome treba samo još fino podešavanje i ugradnja u kutiju.

Pozdrav

[Braca]

DiAna je program za analizu harmonijskih izoblilčenja, s potpuno drukčijim pristupom od spektralne analize na osnovu FFT.
Algoritam se bazira na akviziciji 100 perioda na osnovnoj frekvenciji, njihovom osrednjavanju u vremenskom domenu, oduzimanju idealnog sinusnog signala i analizi ostatka (reziduuma).
U suštini, to je pristup koji koriste neki od komercijalnih uredjaja, kao što je Shibasoku.

Naleteo sam na taj program pre par godina, ali tada nije bio načisto gotov. Medjutim, pre nešto više od godinu dana "povampirio" se na velikom forumu, pa sam počeo da ga pratim:
https://www.diyaudio.com/forums/equipmen...lyzer.html
a danas je došlo vreme i da ga isprobam.

Ima još stvari za doradu, ali se više tiču korisničkog interfejsa (na primer, na par mesta stoji Vrms, a treba da se unese amplituda), ali kada se to prevazidje, program se pokazuje u lepom svetlu.

U prilogu je rezultat testiranja Viktorovog oscilatora pri izlazu od 1Vrms. Na gornjem dijagramu je osrednjeni signal (zeleno, leva skala) i reziduum, tj. ono što je ostalo posle oduzimanja idealnog sinusa, i što predstavlja koncentrat izobličenja (žuto, desna skala). Vidimo da se radi o signalu čija amplituda ne prelazi 1uV.
Spektar izobličenja je na donjem dijagramu i u njemu je dominantan treći harmonik na -132.1dB (ljubičasta linija), dok ostatak harmonika u zbiru s njim daje THD od blizu -130dB. SNR nije nešto naročito zbog smetnji iz mreže, koje nisu prikazane u reziduumu, ali mogu da se vide u jednom drugom prikazu koji nisam sačuvao.
U suštini, ova analiza pokazuje zbirna izobličenja oscilatora i ADC-a u mom tonskom interfejsu. Veći broj članova velikog foruma je merio Viktorov oscilator profesionalnom opremom i treći harmonik je obično slabiji od drugog, tako da imam razloga za pretpostavku da on dobrim delom dolazi iz ADC-a.

Program je besplatan u demo verziji, a profesionalna još nije lansirana. Izmedju ostalog, ova druga će nativno podržavati "notch" filter. Može i sada da se radi sa tim filterom, ali proračun THD mora da se uradi ručno, unošenjem podataka u odg. Excel tabelu.

Sve u svemu, vrlo lepa alatka za kontrolu standardnog FFT pristupa, ali i za više od toga - pogled na reziduum u vremenskom domenu daje vrlo korisne informacije.

Pozdrav
P.S. Zaboravih da napomenem: merenje je vrlo brzo, u konkretnom slučaju sve je gotovo za nekih 40 sekundi. Klasičnim pristupom trebalo bi mi bar 10 minuta.