Мощный НЧ генератор идеального синуса

[Stan47]

Спасибо. Мне, в принципе, этого достаточно. Я нашел Вашу оригинальную статью и вопросов больше нет.

[САТИР]

Co_balt писал(а):

Не увидел в теме идеального синуса.

Любой гармонический сигнал суть синусоида, даже меандр. Всё определяется числом нечётных гармоник.
Осмелюсь спросить, а для чего нужен идеальный синус?
Ведь качество электронного устройства чаще всего оценивают по его реакции на фронт входного прямоугольного импульса.
Или что-то не так в подлунном мире?

[Stan47]

Мне не надо много синусов. Мне нужен один, но хороший. Не все можно оценить реакцией на фронт.

[Co_balt]

САТИР писал(а):

Осмелюсь спросить, а для чего нужен идеальный синус?

Для оценки коэффициента нелинейных искажений и интермодуляционных искажений в УМЗЧ

[12943]

Для чего угодно, только не для этого. Он же "мощный".

[ssc]

И по поводу схемы генератора с мостом Вина: получается, что его синтезировали почти 100 лет назад, а проанализировать не могут до сих пор.

..у вас какая-то не объективная информация - давно уже разобрали все по полочкам..просто это вы не интересовались вопросом..кто-то из моих сокурсников даже курсач по нему строчил..

Любой гармонический сигнал суть синусоида, даже меандр. Всё определяется числом нечётных гармоник.

..мда..?..любопытно, любопытно..а как тогда быть с эмм..четными..?..их чо - совсем нет..?..куда попрятались..?..

Ведь качество электронного устройства чаще всего оценивают по его реакции на фронт входного прямоугольного импульса. Или что-то не так в подлунном мире?

..именно, друг мой, именно - не так..!!!.. ...а как, к примеру, измерить уровень нелинейных искажений..?..меандром..?.. ..реакцией на фронт можно оценить равномерность ЧХ устройства, ну и сделать предположения о наличии оной..ибо в звуковом диапазоне требования к скорости нарастания более чем умеренные..

Для чего угодно, только не для этого. Он же "мощный".

..ну, именно ЭТИМ генератором можно "загудеть" динамик... ..полагаю, что для измерений он мало пригоден, рискну даже предположить, что коэффициент нелинейных искажений этого генератора - несколько процентов - не особо-то подходит для измерений.. ...опять таки, этот самый пресловутый коэффициент гармоник абсолютно всех, без исключения, генераторов с мостом Вина прямо пропорционален уровню выходного сигнала и растет с его увеличением, поэтому стремятся либо получить некий минимальный уровень выходного напряжения генератора, при котором уровень продуктов нелинейности в выходном сигнале удовлетворяет хотелкам, а затем уже усиливают его до необходимого уровня, либо же ищут компромисс между этими хотелками и величиной нелинейности..

[Stan47]

рискну даже предположить, что коэффициент нелинейных искажений этого генератора - несколько процентов - не особо-то подходит для измерений.. ...

Вы просто не видели нашего Синуса... А то отдали бы последнюю рубашку.


Кстати, генератор не мощный, а с повышенной нагрузочной способностью. Если не него не наваливаться всей дурью, то он вполне обычный.

[ssc]

Вы просто не видели нашего Синуса... А то отдали бы последнюю рубашку.

..маловероятно..

..я видел много..эмм...синусов... ..не думаю, что ваш меня сильно испугает..

..чтобы обсуждать ваш, выложите сюда результаты измерений по THD - ну хотя бы в виде графика, как это сделал камрад Co_balt..

..насколько я помню, у него там по выходу стоит высокодобротный фильтр, подавляющий колебания всех частот, кроме основной - хотя могу и ошибаться..

..для себя я этот вопрос давно решил покупкой готового прибора..

[Stan47]

Если все покупать, то что делать юным пионерам?

[ssc]

..как что - учитцо, учитцо и истчо раз учитцо, как нам завещал Ильич... ..ну и эта..расти над собой..

..хотя не скрою - гложут меня неосознанные хотелки - валяется ГЗ-111, в принципе, полностью рабочий, время от времени возникает желание вытряхнуть оттеда евойную начинку и запихнуть свою - уж больно он компактен, зараза..но как посмотрю - йошкин кот, а ведь придетцо ему морду переделывать, ибо хочетцо на борту и частоту в циферках видеть, и амплитуду..и руки уже к этому не ложатцо - старый стал, ленивый..

[Stan47]

Наконец-то... Вижу настоящий пионерский задор.

[САТИР]

Уважаемый ssc, полагаю, Вы не станете возражать, что все "неровности" ЧХ определяются нелинейными искажениями, обусловленными как динамическими характеристиками устройства, так и нелинейностью составляющих элементов.
Что касается чётных гармоник, то они успешно "накрываются" первой, чего нельзя сказать о нечётных, вносящих наибольшие искажения.
Я ни в коем случае не ставлю под сомнение Ваш авторитет, опыт и знания, и не собираюсь разворачивать дискуссию.
Имею ввиду следующее.
Считаю, что бессмысленно гнаться за "идеальной" синусоидой и минимальными нелинейными искажениями в звукотехнике, когда все достижения в создании уникального усилителя пошло "съедаются" обычной "бубнилкой" в виде дорогущей акустической системы, не говоря уже об источнике звука.

Вот где действительно это важно (минимальные нелинейные искажения), так это в приборостроении. Именно там задачу так трудно, порой, решить в аналоговом варианте. Именно поэтому в самых ответственных делах переходят на цифру. Нолики и единички - они и в Африке нолики с единичками и не подвержены нелинейным искажениям.
С уважением...

[ssc]

Наконец-то... Вижу настоящий пионерский задор.

..эээ, нет - не так паяльник взял - уже - хрусть..

..пущай молодежЪ тренируетцо..на кошках..

Уважаемый ssc, полагаю, Вы не станете возражать..

..не стану - лень, старость и т.д..

..а серьезно - может, где-то в чем-то вы и правы - к примеру, звуковуха мне выдает синус с нелинейными искажениями на уровне третьего-четвертого знака после нуля - для измерений - с головой..

..опять таки, народ не всегда замечает разницу между двумя усилителями с разницей в THD на порядок, иногда даже имеем обратную ситуевину - более "гармошечный" усилитель звучит лучше, чем менее "гармошечный" - и всего лишь потому, что его творец более грамотно сделал монтаж и не пожалел на это времени..

[As]

...Вчера увидел древнюю В-2-2, выдрал из неё неплохой терморезистор и заодно вспомнил применённый там метод регулирования усиления, который можно приспособить и для генератора: усиление зависит от сопротивления терморезистора, как и в обычной схеме "с лампочкой", но уровень сигнала, проходящий через терморезистор, выбран малым, не способным разогреть терморезистор и изменить его сопротивление, а разогрев терморезистора производится постоянным током от отдельного выпрямителя АРУ... Думаю, применив подобную схему, даже с лампочкой можно снизить уровень искажений весьма значительно, а с терморезистором это будет ещё проще...

[Evgen73]

Тему прочитав, у всех свой генератор в голове, если нужен генератор для настройки всякой техники усилителей и так прочим, чтобы посмотреть его на возбуди на устойчивость и так даллия. То ту обычного генератора хватит лиж бы форма сигнала была нормальная, Если нужно снять параметры с усилителя коэффициент гармоник итак даллия, то лучше воспользоватся звуковой картой для снятие параметров усилителя.

[ssc]

..тут для одного дивайса потребовался генератор синуса на 1кГц, не особо критичный к коэффициенту гармоник, но весьма критичный к стабильности во времени и по температуре к амплитуде выходных колебаний..

..лампа накаливания в цепи стабилизации амплитуды отпала сразу же после тестирования - коэффициент нестабильности по температуре превышал несколько процентов, что меня никак устроить не могло..

..в итоге по-быстрому слепил такую схему..



..выходное напряжение генератора 1В RMS, о типе транзистора в цепи стабилизации амплитуды стоит сказать отдельно..

..проверялись несколько типов транзисторов:

КП303 с разными буквами..с ними ничего хорошего ждать от генератора не приходится - помимо чрезвычайно большого коэффициента гармоник, около 0,3%, генератор имел откровенно неудовлетворительную термостабильность по амплитуде - стоило слегка подышать на корпус полевика, как амплитуда колебаний на глазах уменьшалась, вплоть до срыва колебаний..

КП302 с разными буквами...вот тут уже ситуация много лучше - вполне удовлетворительная стабилизация по температуре - около 30мВ на холодный и прогретый генератор, и коэффициент нелинейных искажений существенно ниже, примерно 0,1%..

2N3819 - вот этот просто супер..!!!..помимо хорошей термостабильности (менее 10мВ холодный/прогретый) этот транзистор позволил существенно расширить диапазон устойчиво генерируемых колебаний в меньшую сторону и генератор на нем имел наименьший из тестируемых транзисторов коэффициент нелинейных искажений (об этом чуть позже)

..собсно, форма колебаний на осциллах..





..еще интереснее спектральный анализ колебаний с разными ОУ..













..как видно, наилучший в этом вопросе - КР544УД2А, наихудший - КР140УД708..

..OPA134 неожиданно разочаровал - в принципе, я давно подозревал его в "измене".. ..ибо куплен он был в митке в PL-1 и скорее всего это перетертый какой-нить 4558 - это видно и по падению выходного напряжения против тех же ОУ с полевиками на входе..

..отсюда вывод - не покупайте у них серьезные вещи, если желаете иметь параметры..!!!..

..ну и в дополнение следует сказать пару слов о питании - использовался обычный источник питания с сетевым трансформатором мощностью около 20Вт фирмы "ШТИЛЬ" и стабилизатор на LM317/337 по типовой схеме включения. На спектрограммах видно гармоники с частотой сети 50 и 100Гц, правда, с довольно низким уровнем -90 и -100дБ...несмотря на то, что это довольно неплохие значения, два этих факта заставляют задуматься: первый о использовании более качественного трансформатора с электромагнитной экранировкой, второй - о том, что коэффициент стабилизации и подавления пульсаций LM317/337 хоть и достаточен для бытового применения, но явно недотягивает для профессиональных устройств..

..ну, и в заключении наверно стоит сказать о неравномерности АЧХ такого генератора..в звуковом диапазоне с обычными (не прецизионными) переменными резисторами перестройки типа WH-148 номиналом 50кОм без какого-либо предварительного отбора этот параметр был не хуже 0,5дБ..если же делать генератор с более высокой планкой в сторону высоких частот, к примеру, 200кГц и выше (КР544УД2А вполне позволяет сделать генератор с частотой 1..2мГц), то придется после детектора добавить еще один каскад усиления напряжения на ОУ, иначе с верхней частотой в 200кГц неравномерность АЧХ ухудшается до 2..3дБ, а колебания с частотой 1мГц получить вообще не удается из-за срыва оных..с дополнительным же каскадом это значение не будет хуже 0,3..0,5дБ вплоть до очень высоких частот, осбенно при использовании должного транзистора в цепи стабилизации амплитуды..

[korob]

...стабилизатор на LM317/337 по типовой схеме включения...
...второй - о том, что коэффициент стабилизации и подавления пульсаций LM317/337 хоть и достаточен для бытового применения, но явно недотягивает для профессиональных устройств...

Это та типовая с первых страниц даташитов? Или полная, с защитными диодами и с конденсатором в цепи adj? Просто в полной схеме дополнительный конденсатор в цепи adj позволяет на 15dB. поднять уровень подавления пульсаций, вот и интересно - что даже "с допингом" не дотягивают?

[ssc]

Или полная

..полная..

Просто в полной схеме дополнительный конденсатор в цепи adj позволяет на 15dB.

..дело в том, что это работает только при относительно статичной нагрузке..если же ток потребления нагрузкой меняется, что имеет место быть в нашем случае, пусть даже и в незначительных пределах, то это (конденсатор) не дает ровным счетом почти ничего - нужно не просто тупо увеличивать коэффициент стабилизации, а компенсировать пульсации. Как..?..да к примеру, по третьей шине, подключенной непосредственно к цепи питания того же ОУ и выделенные пульсации подавать в инвертирующий канал стабилизатора - вот тогда они будут скомпенсированы..ну, и разумеется, наличие LC фильтров в цепи питания каждого ОУ лишним не будет..

..вот для примера, что на шинах ОУ, rms примерно 5мВ ..

[0xFF]

я добавлял параллелно полевику ресистор на 100 ом, получаем более линейное управление

[ssc]

получаем более линейное управление

..не получаем..

..если речь идет о гармонических искажениях, то такая мера попросту бесполезна, ибо они (искажения) формируются из-за эффекта модуляции канала, т.е надо исключить оную еще по входу полевика..

..если речь идет о регулировке выходного напряжения, то тут этот резистор вообще нахрен не нужен, ибо он просто сужает диапазон сопротивления канала полевика, при котором достигается эффективная стабилизация выходного напряжения..ну, а если у вас она (стабилизация) плохо получается, то меняйте полевик в конце концов..

..в общем, резюме такое - раньше, может, это и было актуально, когда не было доступа к нормальной элементной базе..сейчас 2N3819 или, скажем, BF245 в этом узле без всяких костылей по снижению модуляции канала (результат от ее введения не видно на анализаторе спектра) имеет на порядки лучшие характеристики, чем тот же узел на КП302-КП303, которые годны разве что в музей раритетов..

..и, кстати, это не единственный способ стабилизации амплитуды колебаний изменением Кп по цепи ООС..к примеру, модернизацией рассматриваемого способа может быть замена канала полевого т-ра на быстродействующий резисторный оптрон, к примеру, АОР124 - канал оптрона содержит два светодиода, включенных последовательно, и фоторезистор. Если сетодиоды включить в цепь ООС ОУ, включенного усилителем постоянного напряжения (линеаризация характеристик светодиодов), а на его вход подать управляющий сигнал, пропорциональный выходному напряжению генератора, к примеру, с детектора, как у меня, или же с интегратора, то можно получить очень жесткую стабилизацию колебаний, начиная с самых низких частот. Резисторные оптроны, канал которых содержит лампу накаливания, такие как ОЭП-12 тут косячат на низких частотах из-за инерционности самой лампы.

..есть и другой способ, мало применяемый на практике - это шунтирование одной из ветвей моста Вина - той, которая подключена к общему проводу. Разумеется, стабилизация тут много хуже.