Eenvoudig maar goede Sinus/Blok generator

blackdog

Golden Member

Hi Heren,

Voor het meten aan voedingen heb ik een batterij gevoede sinus generator nodig i.v.m. de beruchte commonmode problemen.
Ook moet hij compakt zijn en in het zelfde soort kastje komen als mijn meetversterker (Cisco Pix 501 kastje).

Hij moest aan de volgende eisen voldoen
1Khz tot 500Khz in 2 goed overlappen bereiken.
Binnen 1dB vlak over het hele bereik
1V sinus uit, vervorming kleiner dan 1%.
Groot uitgansspanning bereik.
50 Ohm uitgangs weerstand.
Werkend bij een voedingspanning van een dual 6 tot 12V.
Gebruik van "standaard" componenten.

Ik heb deze week redelijk wat sinus generatoren gebouwd...
Het frequentie bereik was geen probleem alleen de amplitude stabilisatie, brrr...
Het is lastig als je twee signalen op de scoop wilt vergelijken, die in fase en amplitude gelijk zijn
als het uitganssignaal op/neer danst bij het veranderen van de frequentie.
Deze snelle amplitude veranderingen komen door de slechte gelijkloop van de gebruikte potmeters.
Doordat de twee weerstanden in de WienBridge schakeling die ik gebruikte (Stereo Log Potmeter)
nooit gelijk zijn veranderd de gain nogal sterk bij aanpassing van de frequentie.
De "gain loop control" zal dit moeten compenseren en dan loop je direct
tegen de traagheid van het gebruikte lampje of NTC aan.
Die traagheid van het lampje of NTC veroorzaakt flinke amplitude verschillen,
dit vooral bij de hogere frequenties omdat je daar de laagohmige kant van de potmeter gebruikt
en aan deze zijde van de potmeter zijn de verschillen het grootst en de meeste "kraak".
Het lampje of NTC heeft gewoon een te grote thermische massa om dit goed op te vangen.

De volgende stap was de "gain loop control" met diodes uit te voeren.
Dit werkt wel maar voor een groot frequentie bereik is dit ook weer lastig goed in te stellen.
Verder rijst de vervorming de pan uit als je redelijk goede amplitude stabiliteit wilt hebben.
Ook deze proefschakeling is gedumpt.

Nu heb ik hier een generator staan die ik 25 jaar geleden heb gebouwd.
Deze is gebaseerd op een application note van Jim Williams.
Deze bestaat uit een blok/driehoek generator met daar achter een AD639 (Trigonometric Function Converter)
De AD639 is een prachtig IC, nee, niet meer te koop :-(
Ik heb nog een reserve IC liggen voor mijn generator maar het geheel is redelijk complex.

Hier een plaatje dat de basis vormde voor de generator.
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/JW-Sinus-AD639.jpg

Voor de gene die wil zien wat de AD639 allemaal kan.
http://www.analog.com/en/obsolete/ad639/products/product.html

Dit is een link naar een pdf met verschillen technieken voor het opwekken van een Sinus.
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/an-263.pdf

Tja wat dan...
Nog ouder is een generator met een Exar 2206 IC er in, die ik een jaar of 30 geleden gebouwd heb.
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/Schroeder-2206b-200.jpg

Dit schema werkt wel, maar het was me weer iets te complex,
diverse functies had ik niet nodig die in dit schema zaten, zoals b.v. de sweep functie.

Dan maar wat zelf ontwikkelen met de XR2206...
Wat ik hier nu presenteer is een aangepaste versie die jullie misschien kunnen gebruiken bij ontwikkeling
en b.v. reparatie van audio aparatuur.

Voor de eerste testen van een schakeling grijp ik bijna altijd naar dit soort generatoren,
lekker snel in gebruik, "nix" computer sturing, gewoon met een paar bedienings elementen
snel de uitgansspanning kunnen aanpassen en de frequentie over een flink bereik zonder
te veel schakelen in bereiken.
Deze generator voldoet hieraan.

Waar ik voor gezorgt heb in het hieronder gepresenteerde schema is een generator
in twee bereiken die loopt van 10Hz to 50Khz.
Dus met één stereo potmeter van 25K kan je snel bijna hele audio bereik doorlopen (100Hz - 50Khz).
Ik gebruik een stereo potmeter om de "kraak" te verminderen en dit werkt goed.
Als de knop van de Frequentie potmeter met een schaaltje wordt uitgevoerd ziet het er net echt uit :-)
Je kan natuurlijk ook met een PIC een kleine frequentie teller bouwen voor deze generator.

De twee bereiken overlappen elkaar ruim en dit ervaar ik als prettig.
De uitgangs impedantie is mooi 50 Ohm, dus geen last van kabelcapaciteit.
Ook de blokweergave is goed voor dit frequentie bereik,
omdat dit ook door de NE5534 gaat en dus gebufferd is, dit in tegenstelling t.o.v. diverse andere ontwerpen.

Het uitgansspanning bereik is van 0,3mV tot ruim 3V in twee ruim overlappende bereiken.
Het kan wel meer zijn, maar dan is voeding uit 2x 9V batterij bij die uitgangsspanning niet mogelijk (clippen).
Door gebruik van een log potmeter is de uitgangsspanning over deze bereiken goed in te stellen.

Schema
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/FG1-01-SCH-200.jpg

Specificaties

Frequentie bereik
Bereik-1 10Hz tot 5Khz
Bereik-2 100Hz tot 50khz

Uitgansspanning
Bereik-1 0,3mV tot 30mV
Bereik-2 30mV tot 3V

Blokspanning
Blokspaning heeft de zelfde TT waarde als de Sinus functie

Uitgangs impedantie: 50 ohm

Vervorming
Over groot deel van het bereik: <1%

Hier nog even wat plaatjes van de testopstelling.
Links de frequentie potmeter, een 4mm Piher, ik had in 2x25K Log geen 6mm uitvoering meer.
De blauwe potmeter regelt de uitgansspanning.
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/FG1-01-01.png

Alleen de onderdelen op de voorgrond worden gebruikt ;-)
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/FG1-01-02.png

De Blokweergave 10khz
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/FG1-01-03.png

De Sinusweergave 10khz
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/FG1-01-04.png

Komende dagen meer over deze generator, ook de versie die ik gebruik voor het aansturen van de meetversterker.
Graag hoor ik jullie opmerkingen over dit ontwerp.

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
blackdog

Golden Member

Hi,

Vanochtend nog wat aanpassingen gedaan om het een en ander te optimaliseren.

Als eerste even het bijgewerkte schema.
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/FG1-01-SCH-v1.1-200.jpg

Er zit nu een kleine condensator over de 2x 1N4148 om de steile flanken uit de opamp te houden.
Om de mooiste pulsweergave te krijgen moet de opamp niet gevoed worden met signalen die hij niet goed kan verwerken.
Ik heb de truck met de twee diodes toegepast om het bloksignaal mooi
ronde de "0" te krijgen en niet gevoelig te laten zijn voor voedingsspanning variaties.
Er is natuurlijk wel een klein temperatuur effect, maar dit is voor normaal gebruik niet van belang voor de blokweergave.

Voor de frequentie instelling maak ik gebruik van het stroombron IC LM334.
Dit geeft een veel mooiere regeling dan een potmeter tussen pen 7 van de XR2206 en de negative voeding.
Vooral bij hogere frequenties wordt het met een enkele potmeter een rommeltje met de signaal kwaliteit.

De generator heeft een uitgangs impedantie van 50 Ohm,
dit houd niet in dat hij bij Max. uitganssignaal ook met 50 Ohm belast kan worden.
De maximale stroom uit de NE5534 is rond de 35mA
en vooral bij de lage voeding die ik gebruik gaat hij het niet redden.
Is dit een probleem, nee dus, voor het frequentie gebied van deze generator
hoef je geen afgesloten coax/meetkabel te gebruiken.
Netjes met 50 Ohm aansturen is voldoende om een schoon signaal te houden in de Blok functie.

Vele generatoren met de XR2206 hebben vervelende naaldpulsjes op de top van de sinus.
Verder ook een hoge uitgangs impedantie wat de blok betreft,
beide problemen zijn in dit ontwerp aangepakt.

De pulsjes op de top van de sinus zijn sterk afhankelijk van de parasitaire capaciteit
rond pin 13 en 14.
De bedrading moet hier kort en capaciteits arm zijn voor de beste sinus weergave.
Ook heb ik over de weerstand die de Sinus uitgangsspanning bepaald,
R2 in het schema, een kleine condensator parallel gezet, om de hoge frequenties iets te dempen.

De NE5534 moet eigenlijk gecompenseerd worden bij versterking kleiner dan 3x.
Dit geld voor een positieve gain, in de inverterende toepassing krijg ik hem niet instabiel bij een lagere gain van 3 :-)
Voor de zekerheid heb ik wel C11 van 4.7pF in het schema getekend, een optie dus.

De Sinus/Blok schakelaar schakeld niet alleen om naar een andere uitgang van de XR2206
maar velaagd ook de weerstand aan de -ingang van de NE5534.
Hierdoor wordt de gain hoger zodat de TT spanning van de Blok goed overeenkomt met die van de Sinus.

Ik heb voor de nabouwers zo veel mogelijk "normale" onderdelen gebruikt.
Geen 1% weerstanden maar combinatie van weerstanden om de bereiken te schalen.
Verder ook nog getest met diverse andere opamps, zoals:
CA3100, AD711, LF356, LM7171 enz.
De AD711 en de LF356 zijn ook bruikbaar maar missen de uitgangsstroom die de NE5534 kan leveren.
Dus de NE5534 heeft mijn voorkeur.

Alle metingen aan deze generator zijn met plus ene min 9V gedaan.
R19 en P2 mogen vervallen als je geen Sync uitgang nodig hebt.

Verder nog twee plaatjes gemaakt met de Owon scoop betreffende de kwaliteit van het uitgangssignaal.

De Blok bij 50Khz na de aanpassing van het schema.
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/FG1-01-05.png

En dit is de sinus bij 50Khz na de aanpassingen, geen pikkie op de sinus :-)
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/FG1-01-06.png

Als laatste dit,
Er zijn twee vervormings potmeters die ingesteld moeten worden.
Dit kan redelijk op een scoop, vooral als deze ook FFT heeft.
Een andere optie is via een 1K weerstand een hoofdtelefoon aan te sluiten op de uitgang.
Zet het uitgangs signaal zo dat het niet hard is.
Met een beetje oeffening kan je de twee potmeters instellen op minimale vervorming.
Neem een frequentie van 0,5 tot 2Khz, net wat je prettig vind.
Luister naar het scherpe randje in het geluid.
Draai aan de twee potmeters zodat zo min mogelijk van dat scherpe randje hoord in je hoofdtelefoon.
Met een beetje oevenen gaat dat best snel.
Ik gebruik voor de potmeters de "multi turn" types, meestal 20 tot 25 slagen.

Dat was het weer voor vandaag.
Shoot @ it ;-)

Gegroet,
Blackdog

PS,
XR2206 documentatie
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/XR2206.pdf

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Blackdog,

Kwam onlangs dit shema tegen: http://www.users.on.net/~endsodds/ao.htm
waar men 0.01% claimt. Zelf nog niet gebouwd, gelijkloop van de 25K pot baarde mij zorgen en ook de door jouw reeds genoemde amplitude stabilisatie.

It's the rule that you live by and die for It's the one thing you can't deny Even though you don't know what the price is. It is justified.
blackdog

Golden Member

Ha die Roland :-)

Ik heb het door jou gevonden schema even nageplozen.
Het is volgens mij een variatie op een "state variable filter"

Rod Elliot schrijft ook uitgebreid over sinus generatoren, waaronder ook dit filter, zie link.
http://sound.westhost.com/articles/sinewave.htm#s3

Meneer Tregellas doet wat aannames die hij volgens mij niet kan waarmaken.

Distortion typically less than .02% bij welke frequentie's alleen 600Hz?
Excellent envelope stability kan alleen maar over een klein gebied.
Je zal vooral bij lagere frequenties het regelsignaal terug vinden in de golfvorm (vervorming)
Dit doordat de waarde van 100uf na de 2x 1N4148 dan niet meer genoeg is.

Trouwens, hij heeft een Spectrum Analyzer te beschikking en
dan plaatst de voedingstrafo recht onder de oscilator print!!! te veel drank op denk ik...
Zie de gigantische paal bij -50dB rond de netfrequentie.

Dat de generator 0,01% vervorming heeft bij 600hz geloof ik wel.
Hij zou het nog beter kunnen krijgen, door b.v. de NE5532 te nemen i.p.v. de TL072.
Kan ook mooi de 560 Ohm aan de uitgang naar 50 Ohm toe. :-)

Als het niet te druk met werk is plaats ik de schakeling wel even op een breadbord.
Ik vraag mij verder af of het regelbereik van de AGC wel voldoende is
dit i.v.m. de gelijkloop van de 25K frequentie potmeter en de onderdelen voor de AGC rond IC2a.
Ik heb hier diverse stereo potmeter liggen die rustig 10% aan waarde verschillen per kanaal.
De goede uitzondering zijn de wat duurdere ALPS potmeters.
Ook de vrij dure blauwe Cermet types van Bourns hebben grote verschillen tussen beide delen.

Maargoed, het printje voor mijn XR2206 generator is bijna klaar, zie foto.
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/FG1-01-07.png

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
blackdog

Golden Member

Hi, hier is hij weer "De Handige Muts" :-)

Het printje is klaar en werkt naar tevredenheid.
Eerst even een kleine aanpassing van het schema, dit omdat bijna alles beter werkt via het printje t.o.v. het breadboard.
De print heeft wat meer paracitaire capaciteit aan de -ingang dan het breadboard, vreemd maar het is zo en weer verholpen.
Dit houd in, dat er een kleine condensator tussen de -ingang en de uitgang van de NE5534 is gekomen van 27pF.
Er verscheen zonder deze kondensator wat overshoot op de flank van de blokgolf.
Zie ondermeer de foto's die ik vanavond heb gemaakt met de analoge scoop.

Eerste foto, printje is klaar en ligt op de pijnbank.
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/FG1-01-08.png

Ik heb mijn best gedaan een mooie blok uit deze generator te laten komen.
Zie hier het resultaat, geen rare abberaties, ook dus niet via de verzwakker.
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/FG1-01-09.png

Ook bij lagere frequenties is het schoon, hier rond de 3,3Khz
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/FG1-01-10.png

Als laatste een plaatje van de directe uitgang en een Sinus.
Als je goed kijkt is nog net het pikkie op de top van de sinus te zien.
Zonder uitgebreide filtering is dit niet weg te krijgen.
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/FG1-01-11.png

Het frequentie gebied van dit printje is recht binnen + en - 0,15dB van 10Hz tot 50Khz.
Het grootste deel is hij zelfs binnen 0,1dB.

Laatste versie van het schema.
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/OSC-2206-v1.2-200.png

***********************************

Verder voor het geval dat...
Kan de NE5534 vervangen worden door een 741, LM324 en andere opamps uit de 60' jaren, nee.
Kan de XR2206 vervangen worden door een ICL8038, nee.
Kan hij op één 9V batterij werken, nee.
Kan voor de frequentie potmeter een 1K lin of 100K log genomen worden, nee.
Kan ik voor de LM334 ook een gewone potmeter gebruiken, nee.
Kan de generator ook op + en - 18V werken want ik wil 10V sinus aan de uitgang, nee.

Wat ik duidelijk probeer te maken is dat dit een simpele doch goede generator is.
Ik heb dit niveau bereikt door hem zorgvuldig te ontwerpen.
Wil je er toch andere onderdelen in gebruiken, ga vooral je gang.
Ik doe niet anders dan schema's aanpassen, ik denk over alle aanpassingen na en ik meet alles door wat ik heb aangepast.
Ik verander geen onderdelen aan schema's i.v.m. economische motieven, "it always bite you in the ass" ;-)

Als voorbeeld, de opamp die komt in de versie die ik ga bouwen voor het testen van voedingen,
dit wordt een LM7171, wat een zeer breedbandige opamp is.
Deze heeft wat extra compensatie nodig om hem stil te houden.
Verder wordt ook de stroombron schakeling rond de LM334 een beetje aangepast.

Het schema is wat mij betreft nu klaar, maar hoor graag jullie opmerkingen.
Er volgen later nog wat plaatjes van het kastje waar in hij komt.
Wat ik in eerste instantie voor ogen had, wat betreft het kastje gaat niet, printje net te groot.
Misschien soldeer ik een kastje uit printplaat...
We zullen zien, het kastje mag niet te klein zijn, omdat ik twee schaaltjes er op wil hebben
voor de indruk van de uitgansspanning en de frequentie.

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
Henry S.

Moderator

Weer mooi gedaan Blackdog, die XR2206 is zo slecht nog niet. Dit topic is voor mij een reminder om m'n Elektuur functiegenerator (ontwerp 84111 uit 1984), eens een keer op minimale vervorming af te regelen. Deze is jaren geleden op het gehoor afgeregeld en dan mag je blij zijn met 2% vervorming.

De beruchte spike zie ik ook niet meer, die had de Elektuur ook al onderdrukt dmv wat truukjes. Je heb met pin11 ook iets dergelijks gedaan, mooi tussen de twee voedingen in gehangen. En niet te zwaar belasten!

Een tip voor nabouwers: Hou verbindingen tussen pin 13 en 14 en het potmetertje zo kort mogelijk. Hiermee is veel winst wbt vervorming te behalen.

Kwa gelijkloop van stereopotmeters kan ik het helemaal beamen, die is over het algemeen gewoon rot. Zelfs de begin- en eindaanslagen zijn nooit gelijk... Piher, Bourns, Vishay, sommige Alps, allemaal hebben min of meer die kwaaltjes.

73's de PA2HS - ik ben een radiohead, De 2019 CO labvoeding.
blackdog

Golden Member

Hi Heren en vooral Roland :-)

Ik heb je gevonden schakeling op een breadboard geprikt!
De eerste testen waren niet hoopgevend.
Vervorming rond de 0,02% met weerstanden i.p.v. een potmeter.
Door wat aanpassingen rond de gelijkrichter kreeg ik het soms al beter.

Toen de TL072 vervangen door 2x de NE5532, het werd zelfs slechter...
Blijkt er een rotte 5532 in mijn voorraad te zitten.
Kijk nu komen we ergens, vooral bij de lagere vervormings cijfers.
De amplitude stabilisatie is zoals meneer Tregellas schrijft goed, geen bounching.
Ik heb vooral getest in het bereik 2Khz tot 230Khz wat voor mij van belang is.
De output zakt 0,4dB rond de 230Khz, wat nog steeds netjes is.
De testen zijn verder niet uitgevoerd met de NE5532,
die doen de ruim 200Khz niet zo goed, de output stabilisatie werkt dan niet goed meer
door het tekort aan loop gain van de NE5532.
De openloop gain is typical 50.000 en minimaal 15.000, dit is niet veel.
De hier gebrukte super audio opamp (LME49860) heeft een typical van 140dB dat is 10 miljoen maal.

Verder wil ik er even op wijzen dat ik test met een bereik van 100x d.m.v. een log potmeter voor de frequentie instelling.
Dit steld vrij hoge eisen aan het deel van de schakeling dat het uitgangs signaal regeld.

Dit is het enigszins aangepaste schema, vooral de componenten
rond de dioden, led en LDR bepalen de vervorming.
http://www.bramcam.nl/NA/Tregellas-01.GIF

Ik had eerst een kleine LDR en kleine zeer felle LED, dit werkte opzich goed maar toen in de LED opblies (Muts die ik ben)
heb ik een groter model LDR genomen en deze vervormde iets minder.

Het rare zwarte kokertje is de LDR unit, er loopt een draad naar de blauwe instelpot.
Het tweede IC zit onder de bruine ontkoppel elco.
http://www.bramcam.nl/NA/Tregellas-02.png

En nu het goede werk.
Analoge scoop plaatje van de 2Khz output en aan de onderzijde het residu van de audio analyzer.
http://www.bramcam.nl/NA/Tregellas-03.png

Dit zegt de audio analyzer.
http://www.bramcam.nl/NA/Tregellas-04.png

De NE5532 is goed te gebruiken met een extra C van 56pF tussen de -ingang en de uitgang van IC1b.
Tot 100Khz werkt de NE5532 goed en de vervorming zit over het grooste deel van het bereik ruim onder de 0,01%.
Dit natuurlijk wel als je de onderdelen optimaliseerd rond de amplitude regeling.
Jammer genoeg heb je daar een vervormingsmeter voor nodig.
Een oplossing hiervoor is een goede geluidskaart met een FFT programma.

Wat ik al in mijn eerste opmerkingen over dit schema aangaf,
is dat bij lagere frequenties de vervorming omhoog gaat.
Dat kan ik goed zien aan het residu van de audio analyzer dat delen van de eerste en tweede harmonische in het residu verschijnen.
Dit zijn dus de topjes van de diode gelijkrichter.

De bufferelco gaat bij de lagere frequenties steeds minder werken.
Als je de waarde verhoogt gaat dit weer problemen geven met de stabilisatie op hogere frequenties, zoals altijd "Live Sucks" :-)
Dit soort zaken zijn redelijk op te lossen als je met je bereik schakelaar ook de tijdconstante mee schakeld.

Dit was het even betreffende de Tregellas Sinus generator,
Hij is het zeker waard om te bouwen als je mijn "2 Cent" opmerkingen meeneemt :-)

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Mooi stukje 'huisvlijt' , Blackdog.
Lijkt me een leuk schema om een handzaam generatortje mee te maken om bijvoorbeeld even snel aan een versterker te meten.
Heb hier nog wat XR2206-jes liggen, 't wordt hoog tijd dat daar wat mee gedaan wordt :)

blackdog

Golden Member

Hi, Versie 1.3 tijd...

Bij het maken van het frontje/schaal voor de frequentie potmeter viel het mij op,
dat de schaal bij de hogere frequenties in het desbetreffende bereik nogal dicht op elkaar zat.

Ik heb hier een flinke bak met potmeter van diverse fabrikanten
en met een enkeling kreeg ik het maar redelijk.
Ik heb hier in een van de vorige post het ook al over gehad.
Alleen nu werd ik er nogmaals mee geconfronteerd.
Dit vraagt om een aanpassing van het schema.
Uiteindelijk heb ik nu gekozen om drie bereiken te maken.

10Hz tot 500Hz
100Hz tot 5Khz
1Khz tot 50Khz

Deze bereiken doen bij de laatste versie van het schema iets meer dan hier aangegeven.
Het bereik loopt ongeveer van zeg 8,5Hz tot 600Hz, maar het eerste stukje en het laatste stukje gebruik je dan niet voor de schaal.

Er is nog een multiturn instelpotmeter bijgekomen, Rset-1 daarmee stel je de hoge kant in op zeg 600Hz bij het laagste bereik.
Die 600Hz zit dan aan de laag ohmige kant van de frequentie potmeter.
Zeg maar tussen de massa van aan audio potmeter en de loper.
Hierdoor wordt de "onrust/kraak" buiten het gewenste regelbereik geplaatst.
Dit is voor de nabouwer/gebruiker een stuk prettiger :-)

Kan dit nog anders, ja dat kan, maar dan komt er weer een hoop electronica bij.
De veel gebruikte frequenties voor audio zit mooi in het middelste range (B).

Iedereen is natuurlijk vrij om de potmeterwaarden en de condensantoren
voor de frequentie instellingen zo aan te passen voor het gebruik dat je wilt.

Versie 1.3 van het schema
http://www.bramcam.nl/NA/FG1/OSC-2206-v1.3-200.gif

Verder liep ik tegen nog een probleempje aan, het niveau zakte te veel bij 50Khz.
Dit had ik echter niet op het breadboard.
Oorzaak was de capaciteit van het gebruikte groene printje waarop ik de schakeling had gebouwd.
De impedantie van pen 3 van de XR2206 is vrij hoog en het baantje van C5 liep over meerdere gaatjes
op de print, dit zijn allemaal via's en dus meer capaciteit dan een printbaantje of zelfs een breadboard stripje.
De oplossing was simpel, ik heb C5 op mijn printje iets verkleint naar 10pF.

Ik hoop dat het geheel hierdoor nabouw vriendelijker is geworden :-)

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Ik heb met interesse je uiteenzetting gevolgd, maar blijf met 2
vraagjes zitten.
Ik snap niet goed waarom je om aan voedingen te meten een audiogenerator nodig hebt, en dan nog één met extra weinig vervorming. Als je dat eens wil toelichten?

Die vervormingsmeting in bijlage is dat een echte meter of een simulatie? Een thd van 0.0012% lijkt me onwaarschijnlijk laag voor een eenvoudige RC generator zonder verdere filtering. Ik had eerder iets verwacht in de grootorde van 0.1% op zn best.

Een XR 2206 bijvoorbeeld heeft een typische thd van 0.5%.
Dit is logisch omdat de sinus afgeid wordt van een blokgolf.
Een zuivere RC generator zal het ongetwijfeld een stuk beter doen, maar 0.001%???

De professionele functiegenerator van Tektronix AFG3022B kost 3000 Eu en heeft een sinusvervorming van 0.2%.

Rust roest, en nog geen klein beetje, ik kan er van meespreken.
blackdog

Golden Member

Goedemorgen Grotedikken :-)

Ik zal later vandaag je vragen beantwoorden.
Het is me wel duidelijk dat ik wat meer structuur moet aanbrengen
in mijn postings.
Meer apparte topics starten voor "Spin-Offs" die optreden tijden het bouwen van mijn meetapparatuur.

Verder zijn het goede vragen, later vandaag als ik terug ben zal ik ze stuk voor stuk beatwoorden.

Oja, ikmaak bijna geen gebruik van Spice/Simulatie.
Alles is hier met echte meetapparatuuur gemeten.

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
blackdog

Golden Member

Hi grotedikken,

In een van mijn vorige post's met betrekking tot het meten aan voedingen
heb ik uitgelegt hoe het een en ander werkt.

Zie info van deze link.
http://www.circuitsonline.net/forum/view/110029/5

Ik heb een generator nodig die batterij gevoed is en over een redelijk groot bereik kan draaien zonder dat de AGC regeling "bounched"
Dus de uitgansspanning moet dan stabiel blijven bij snelle frequentie variatie.
Anders is het lastig het punt te vinden dat de gain en de fase van mijn meetsetje gelijk zijn.

Bij het ontwikkelen van een generator die hier aan voldoet,
dacht ik dat het voor de lezers hier in een aangepaste vorm ook een leuk nabouw projectje zou zijn.
Ik heb dus mijn best gedaan om hier geen prullaria versie te presenteren, waar er zeer veel van te vinden zijn op het Inet.

Voor mijn meetsysteempje heb ik GEEN lage vervorming nodig.
De amplitude stabiliteit is ook geen groot probleem 0,4dB daling bij 300Khz voor mijn versie voor het meetsysteem is geen probleem.
Ik meet toch alleen de verschillen aan beide zijden van de trafo.
Zie het schema in de bovenstaande link.

OK, nu wat de vervorming betreft, nee ik lieg niet met de waarde die ik hier op het forum presenteer.
Ik ben geen fabrikant (nog niet ;-) ) met een Marketing afdeling...

Hier onder een stukje schema uit een meetinstrument waar ik mee bezig ben,
Dit is een Sinus genrator met een NE5532a bij 1Khz.
De vervorming is rond de 0,003%.
Verder is de ruisvloer ook vrij laag.
Het kan nog simpeler met één opamp, de vervorming wordt dan echter wat hoger.
http://www.bramcam.nl/Diversen/WienBrug.jpg

Met goed toegepaste onderdelen kan je met een simpele schakeling zeer goede waarden bereiken.
Het wordt lastiger als je de 0,003 % THD ook wilt hebben bij 100Khz.
Er zijn heel veel variabelen die roet in het eten gooien.
Je hebt b.v. zeer goede opamps nodig om bij hogere frequenties voldoend gain over te hebben.
De volgende opamps voldoen hier ondermeer aan: AD797, LT1028, de LME serie van TI enz.

De schakeling waar Roland mee aankwam heb ik ook even getest.
Dit omdat ik het leuk werk vind, ook al kost het optimaliseren en meten er aan al gauw 4 á 5 uur tijd :-)
Zoals je hebt kunnen lezen heb ik met mijn aanpassingen zeer goede waarden kunnen bereiken.

Bij de Tregellas Sinus generator haal ik bij 100Khz rond de 0,005% THD.
Dit natuurlijk wel met de LME49860 opamp's.
Verder is de gelijkloop van de gebruikte potmeter van belang.
Als je een "Spot Sinus" generator bouwd, dus maar een paar Frequenties
met 1% weerstanden ingesteld, haal je snel de optimale prestaties.

Dat een Tektronix van 2000€ dit van geen kanten haald, vind ik niet gek hoor.
Als je goed wilt meten onder de 100Khz dan koop je Audio Precision!
Ik gebruik iets wat hier op lijkt.
http://www.ap.com/products/ats1

De AFG3000 series van Tektronix heeft zeker zijn doel, maar dat is niet lage vervorming onder de 100Khz.
De specificaties komen overheen met andere digitale generatoren en daar is niets mis mee.
Mijn Hameg digitale functie generator doet beneden de 20Khz ongeveer 0,02% THD en dit is een beetje afhankelijk van de uitgansspanning.

Dit soort digitale generatoren zijn voor andere toepassingen onwikkeld dan precisie audio metingen.

**********************

Nu nog even de XR2206.
Je mag blij zijn als je 0,5% THD haald, meestal zit het rond de 0,6%.
Dit dan ook nog over een klein bereik.
De XR2206 is een IC met een dikke handleiding voor optimaal gebruik.

De Sinus opgewekt door de XR2206 komt niet van een Blokgolf maar van een Driehoek golfvorm.
Kijk eens in de datasheet, daar zie je voor driehoek weergave dat de vervormings potmeter wordt onderbroken waardoor de Driehoek/Sinus omzetting word uitgeschakeld.

Deze techniek wat betreft het genereren van Sinus signalen, wordt al zeer lang gebruikt, mijn meest gebruikte generator, de HP3310B werkt ook zo.
Deze is een jaar of 40 oud, ook de bekende Philips PM5130 series werkt zo.

Ik hoop dat ik voldoende heb uitgelegt, zoniet dan hoor ik het wel ;-)

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"