Comparator / Op-Amp Tester

blackdog

Honourable Member

Hi Heren,

Hier mijn toevoeging aan de application note van Analog Devices wat betreft het testen van OpAmps.

Dit heeft betrekking op het voedingsdeel.
Ik heb wat onderdelen uit andere projecten van mij gecombineerd en geprobeerd het met zo veel mogelijk "normale" onderdelen op te bouwen.

Uiganspunt was dit:
Symetrisch 0 tot 22V uitgansspanning.
Ruisbijdrage voeding aan de te meten OpAmp minimaal.
Modulatie van de voeding recht tot minimaal 150Khz.
Voeding moet 10nF max kunnen aansturen.
Simpel de uitgansspanning 1V per zijde te verhogen, dit ongeacht de ingestelde voedingspanning.

Dit is een voorlopig schema van de Referentie generator en het positieve uitgansdeel.
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/OpAmp-Tester-PSU-01a-200.gif

Beschrijving referentie en +voedingsdeel
De 0 tot 4V wordt opgebouwd door een CA3240 met extra filtering om de rommel die uit de uA7805 komt te onderdrukken.
Eerst wordt de 5V geschaald door R1, R3 en R3 trimt de Max. 22V output.
Hierna komt R2 die samen met C1 de eerste filtering voor zijn rekening neemt, kantelpunt beetje afhankelijk van de stand van P1 maar -3dB lager dan 70Hz.
De tweede functie is dat als je de uitgansspaning mute (Schakelaar aan R4) C1 even als een "hold" condensator werkt.
De weerstand R4 zorgt er voor dat de stroom door het contact beperkt word.
Het signaal gaat nu de + ingang van de eerste CA3240 in, deze opamp staat als "low pass" filter ingesteld.
De tweede opamp van de CA3240 inverteerd het uitgangs signaal naar 0 tot -4V.
Misschien komt er in de tweede opamp van de CA3240 ook nog een filter, maar eerst even meten of dit wel nodig is.

Waarom de stevige filtering?
De te testen opamp staat op hoge versterking ingesteld en ik wil niet dat de ruis die ik meet
ook door de rommel op de voeding van de tester bepaald wordt.

Waarom de keuze om de voeding met NE5532 uit te voeren?
Als eerste weer lage ruisbijdrage.
Grote bandbreedte dus lage Ri van de voeding.
Na wat testen, zeer goede resultaten mogelijk met de modulatie functie, deze is zeer breedbandig.

Er zijn zat schakelingen met transistoren achter een enkele opamp om meer stroom te krijgen.
Het probleem is echter dit stabiel te houden bij 5 a 10nF ontkoppeling die bij de te testen omamp komt.
De te testen opamp mag NIET ontkoppeld worden met vele microfarads,
daar het dan onmogelijk word, de voedingslijnen te moduleren.
Dus ik ga uit van rond de 3.3nF ontkoppeling bij de te testen opamp.

De lage Ri komt dus van de voedingsschakeling die dan ook met korte bedrading op de te testen opamp word aangesloten.
De NE5532a is goedkoop en kan met een DIP koelvin redelijk wat vermogen dissiperen.
Eigenlijk is voor de meeste te testen opamps één NE5532a al voldoende,
maar ik heb liever iets over vooral bij lage uitgansspanningen waar de dissipatie van dit IC natuurlijk hoger wordt.

De +1V wordt verzorgt door een LM334 die stroom uit de inverterende opamp trekt, ongeveer 0,15mA.
Dit levert ongeacht de ingestelde voedingspanning altijd 1V verhoging van de uitgangsspanning.
Om de capaciteit aan de -ingang te beperken, heb ik R12 toegevoegd hierdoor verlies ik ongeveer 0,3V maar
de extra capaciteit aan de -ingang is hierdoor nu nihil.

Dit is het voedingsdeel
Weinig spannends, vrij standaard en nog niet helemaal uitgewerkt.
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/OpAmp-Tester-PSU-01b-200.gif

Ik heb ook al het modulatie deel op papier staan maar dat komt later.
Eerst dit even laten bezinken en jullie opmekingen horen :-)

Gegroet,
Blackdog

1e, Do No Harm! 2e, Leave Things Better Than You Found Them.
blackdog

Honourable Member

Hi,

Vergeet nog de plaatjes toe te voegen...

Dit is het gedrag van de voeding bij 12V uitgang en 35mA belasting.
De frequentie is 50Khz blok.
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/OA-Test-01.jpg

Dit is een plaatje maar nu met een 5Khz blok als modulatie.
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/OA-Test-02.jpg

Zoals altijd, later meer...

Gegroet,
Blackdog

1e, Do No Harm! 2e, Leave Things Better Than You Found Them.

Bedankt blackdog, helemaal super. Vooral het gebruik van de LM334 is echt jouw stijl!

Wat ik nog niet begrijp is de modulatie.

In het AD schema staat voor stand C van de schakelaar

  • Positief +V +1V 2πft
  • Negatief -V +1V 2πft

Volgens mij moet de + (plus) voor de negatieve modulatie een - (min) zijn !.

In stand D staat

  • Positief +V +0.5V 2πft
  • Negatief -V -0.5V 2πft

Wat ik niet snap in jouw schema is hoe het (nog niet getekende) negatieve deel van de voeding inverterend (180° verschoven) gemoduleerd wordt, zodat de voeding die de DUT op-amp te verwerken krijgt effectief gelijk blijft.

Mijn eerste idee was om een op-amp als buffer geschakeld te voeden met 36V. De ingang van de buffer uit te voeren met een potmeter waarbij de lopen op de ingang zit en de andere kanten aan de Vcc en GND. De uitgang van de op-amp is dan de virtuele GND voor de DUT op-amp. Door nu een klein signaal de 'injecteren' bij de loper kant van de buffer op-amp, kan de virtuele GND worden opgetild of naar onder gedrukt.

blackdog

Honourable Member

Hi flash,

Als eerste, het schema is nog niet af, ik heb het jullie vast laten zien zodat je er commentaar op kan geven :-)

De negative voeding is een spiegel van de positieve.
De modulatie komt uit een fasedraaier die ik wel al getekend had op papier (ja ik ben een oude l..) :-) maar nog niet had overgezet in Splan.

De fasedraaier en een oscilator voor de basismeting wil ik d.m.v. een TL074 doen,
als het goed is heeft deze TL074 voldoende brandbreedte als fasedraaier en één OpAmp als Sinus Wienbrug Oscilator.
Deze oscilator kan dan gebrukt worden om de voeding te moduleren of een signaal te leveren aan de te meten OpAmp.
Het is niet de bedoeling de Sinus over een groot bereik te laten werken, dit is niet goed mogelijk met een 1 OpAmp schakeling.
Ik ga dan uit van twee bereiken 50Hz-1Khz en 500Hz-10Khz.
De modulatie wordt omschakelbaar naar extern zodat ik hier één van de functie generators er aan kan hangen die hier in het Lab staan als ik het nodig vind.

Verder is het natuurlijk heel simpel het modulatie niveau te halveren als je dat wilt gebruiken.
Ik ga eerst de twee voedingsdelen op het breadboard zetten met dubbele NE5532a, want dit is het belangrijkste onderdeel volgens mij.

Daarna ga ik mij met de AC sturing bezig houden.
Dat is het plan voor komende week als de andere projecten en werk me niet te veel ophouden...

Gegroet,
Blackdog

1e, Do No Harm! 2e, Leave Things Better Than You Found Them.

Is er plaats voor een TLE2426? deze geeft een "virtuele ground". Misschien interessant voor opamps. Dan moet je niet met een symmetrisch uitgebreid voedingsdeel werken?

Ik ken dit IC niet genoeg om nadelen ervan te weten. Het is maar een ideetje.
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tle2426.pdf

Een heel fijn idee van de "OPAMP tester"!!

Leuk ding die TLE2426, maar het is echt een splitter, dus 0.5 * Vin = Vout. Bij Farnell maar 1,77 (ex. btw). Het moduleren zal echter extern moeten gedaan worden.

Ben niet zo 'bang' voor een dubbele symetrische voeding te gebruiken op basis van LM317/337 7805/7905.

Het stuk wat daarachter staat, dat is het belangrijkste. Grappige was dat dit 'gewoon' even vergeten is in het document van AD.

@blackdog
Offie doelt waarschijnlijk op mijn eerste idee die boven jou reactie is beschreven.

[Bericht gewijzigd door flash2b op 7 juli 2013 20:34:26 (11%)]

blackdog

Honourable Member

Hi Offie,

Ik heb geen idee wat ik met een TLE2426 in mijn schakeling zou moeten doen, of ik begrijp je natuurlijk verkeerd :-)

Mijn NE5532a's krijgen GEEN symetrische voeding,
dit wil ik niet, omdat dit de dissipatie alleen verhoogt en verder geen toegevoegde waarde heeft.
OpAmps kunnen heel goed met verschillende voedingspanningen werken, dit op een enkele uitzondering na.

De positieve regulator wordt gevoed uit en +27 en een -5V.
De negatieve regulator wordt gevoed uit +5V en een -27V.

De + en -5V is om de regelaar goed naar "0" volt de laten regelen i.v.m. de uitgangs commonmode.
NEE de LM324 is geen optie!

Ik hoop dat mijn uitleg het een beetje duidelijk maakt hoe ik het wil gaan oplossen.

Gegroet,
Blackdog

1e, Do No Harm! 2e, Leave Things Better Than You Found Them.
blackdog

Honourable Member

Hi flash2b,

je opmerkingen hebben mij tijdens het sporten aan het denken gezet... :-)
De modulatie is met een schakelaar eenvoudig aan/uit en om te schakelen naar in of uit fase.

Wat lastiger is om te doen is de stroombron functie met de LM334 ik had wat aannames gedaan waardoor het niet helemaal werkt zoals de bedoeling is.
De +1V d.m.v. LM334 werkt perfect, dat is het probleem niet maar ik moet wel kunnen omschakelen van 0, 0,5V en 1V stappen, dit zowel positief als negatieve spanning.
Dat gaat niet makkelijk lukken met de LM334, of in ieder geval niet galant.

Ik ga iedere stroombron dan maar uitvoeren met een dual opamp en bouw hiermee een bipolair type.
Hier komen er dan twee van, dan kan ik makkelijk schakelen tussen de gewenste + of - spanning.
Ook dan is het mogelijk om de totale voeding gelijk te houden ondanks dat hij 1V totaal verschoven is.

Morgen de waarden voor de stroombronnen berekenen.
Kijken of ik deze ook weer met de CA3240 per stroombron kan uitvoeren.
Mijn eigen voorkeur gaat in eerste instantie uit naar de LT1013.
Mooie opamp en ik heb er nog een stuk of 40...

Morgen meer,
Blackdog

1e, Do No Harm! 2e, Leave Things Better Than You Found Them.
fred101

Golden Member

Ik ben vast aan de andere kant begonnen. Een regelbare sinus generator met zo laag mogelijke vervorming. ( omdat ik dat leuk vind, ik heb genoeg externe oscillators staan) Ik wil zo laag mogelijke vervorming zodat eventuele vervorming uit de te testen opamp niet uit de generator komt. De meeste functie generators hebben toch nog redelijk wat vervorming.

Ik hoopte in twee bereiken te blijven maar dat lukt niet. Ik heb het Hewlett idee genomen met lampjes. Erg gaaf, je ziet de amplitude zoeken en dan stabiliseren. Soms slaat hij af bij te snel verstemmen om dan in een paar seconden weer op te komen.
Het wordt dus een meerstanden schakelaar. Ik wil toch een paar honderd kHz halen.

Het moeilijkste is de tijdconstante en het bereik waarover de feedback van weerstand moet veranderen. Ik kan daar niks over vinden. Alleen dat Williams bv meerdere lampjes gebruikt maar geen grafiekjes van het verloop. (dan kan ik de lampjes boel gewoon doornmeten voor ik ze monteer. Nu heb ik een combinatie van 4 , waarvan 2 parallel.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
blackdog

Honourable Member

Hi fred101,

Ja, vind ik ook altijd leuk om te bouwen, sinus generatoren.
Je kan met een NE5532a (tja het lijkt wel een religie, zo vaak komt hij bij mij langs :-) ) een heel goede bouwen.

Hou er echter rekening mee, aan de eis die je steld "een paar honderd Khz" dit is niet makkelijk.
De onderdrukking van harmonische komt ondermeer voort uit de beschikbare loopgain.
Daar is bij de meeste opamps weinig van over bij 200Khz.
Het voordeel van de NE5532 is dat de 100dB openloop gain door loopt tot 1Khz.
Dat is erg goed, vandaar dat dit nog steeds een populaire opamp is voor audio.
Je kan natuurlijk ook een moderne variant van National Semiconductor (TI) gebruiken uit de LME reeks.

Verder is de belasting van de opamp van belang, alleen al om het lampje aan te sturen heb je aardig wat stroom nodig.
Ik zet er meestal een buffer achter zodat ik de max openloop gain overhoud.

Het lampje
De beste resultaten voor algemeen gebruik kreeg ik met een 24V 30mA lampje.
Moet hij op 1 frequentie staan dan kan je daar nog mee spelen om de vervorming zo laag mogelijk te krijgen.
Dit geld eigenlijk alleen voor de lagere frequenties, zeg beneden de 500Hz.

He nadeel van de combinatie die je nu toepast is het versterkte "bounch" effect.
Dit zorgt er voor dat filters doormeten een beetje irritant is met zo'n oscilator.
Dit geheel wordt grotendeels veroorzaakt door de slechte gelijkloop van de potmeter waarmee je de frequentie insteld.
Hierdoor heb je veel last van de termische massa van het gebruikte lampje.

Philips en HP deden het vroeger vaak met een 2x 500pF afstem condensator.
Deze is makkelijker over een groot bereik gelijk te krijgen.
Het nadeel is weer de hoge impedantie van het circuit, je hebt zeer goede afscherming nodig.
Mijn HP204d oscilator zit eigenlijk in een dubbel kastje om hem ongevoelig te maken voor zijn omgeving...

Ik heb een tijdje terug hier een schakeling laten zien zonder en ook weinig "bounce" van het regelcircuit.
http://www.bramcam.nl/NA/Tregellas-01.GIF

En dit was de vervorming.
http://www.bramcam.nl/NA/Tregellas-04.png

Hier de link naar een oud topic met wat opmerkingen.
http://www.circuitsonline.net/forum/view/112672/1/tregellas

Fred, wat ik nog niet van je hebt gehoord is hoe je de vervorming meet die uit je oscilator komt.
Ik had nog niet gelezen dat je ook een audio analyzer hebt?

Het kan zonder, op de Bob Pease manier :-)

Gegroet,
Blackdog

1e, Do No Harm! 2e, Leave Things Better Than You Found Them.

Ik heb in het verleden de onderstaande Wien Bridge gebruikt als onderdeel van een kleine portable sinus generator met LED frequentie uitlezing en 50Ω uitgang.

http://www.uploadarchief.net/files/download/wienbridgeoscillator.png

Geen idee hoe goed die is, want ik heb geen THD meter. Op de scope zag het er mooi uit maar dat is is geen meten..... :)

blackdog

Honourable Member

Hi fred101,

Nog even een toevoeging over de lamp gestabiliseerde sinus genratoren.
Deze hebben allemaal last van een hysteresis wat betreft de te bereiken uitgansspanning.
Dit ligt meestal rond de 0,1 a 0,2dB spannings niveau.

Gegroet,
Blackdog

1e, Do No Harm! 2e, Leave Things Better Than You Found Them.
fred101

Golden Member

]Ik heb me te pletter gezocht maar wat is de Bob Pease manier ? Hij heeft er blijkbaar in EDN wat over geschreven of een appnote maar ik lees alleen dat hij dat gedaan heeft, niet hoe of wanneer of waar.

Ik heb geen THD meter. Ik weet het, na jaren therapie durf ik het te zeggen ;-)
Ik gebruik een HP selectieve voltmeter/ meetontvanger die tot 17 MHz loopt. Zeg maar een manuele audio SA. Er schijnt zelfs een TG voor te hebben bestaan. Ik heb daar nooit naar geken maar aangezien hij niet sweept voldoet waarschijnlijk elke goede generator, alleen moet je er dan twee afstemmen)
Mijn SA begint bij 9 kHz dus boven die frequentie kan het ook daarmee. Beide halen meer dan 120 dB en hebben een vreselijk lage ruisvloer.
Ik heb nu alleen de tweede harmonische bekeken maar normaal meet ik er bv 5 tot 10, ligt eraan hoe hard ze afbouwen en doe dan de berekening om de THD te berekenen

Voor een vaste frequentie werken die lampjes heel mooi. Maar over een groot gebied is het lastig. Bij mijn Booton L meetbrug moest ik de oscillator ombouwen vanwege een unobtanium NTC. Ik heb toen dat ding vervangen door een instelpotje en uiteindelijk een zwik van , ik dacht, zes 24V lampjes en een instelpotjr in serie. Nu haal ik 5 kHz tot 500 kHz in twee bereiken. Maar optimaal is het niet. Boven de 400 kHz begint de nuldetector spontaal uit te slaan. Echter tussen 5 en 400 kHz werkt hij perfect.

De reden van deze losse oscillator is dubbel. Ik wil een compacte schone oscillator die ik samen met een logdetector met analoge meter in een klein kastje kan bouwen. Deze moet bv 10 Hz tot 20 kHz kunnen. Maar het is leuk te kijken hoe hoog ik kan komen. Dit om te gebruiken bij mijn meetbruggen. De meeste hebben een optie voor externe detector en generator en kunnen dan tot 20 kHz of soms meer worden gebruikt.

Ik gebruik nu een LM318.

Ik heb het schema van de super low THD generator van Williams eens op een breadboard gebouwd. Dat werkte erg goed. Ik denk dat ik die nu definitief opbouw maar het is leuk zo met lampjes te frutten en de impedantie van die dingen onder verschillende spanningen en frequenties te meten.
Ik ga ook nog kijken wat een optocoupler doet. De feedback stuurt de led en de Tor trekt de ingang van de opamp omlaag ( of omhoog, ligt eraan hoe ik dat implementeer) ben alleem bang voor daardoor geintroduceerde vervorming maar het is een leuk experiment.

Ik heb idd gemerkt dat de tracking belangrijk is. Dit door een 500K instelpotjr over een van de twee potmeter lopers. Daarmee kon ik het signaal boven in nog verbeteren. Bij 300 kHz wordt het echter een soort zaagtand of bij iets minder feedback een blokgolf

In feite doet Williams zoiets met een fotocel ( die heb ik toen ook een gekocht)

Ik heb de beste ervaring met 24 V lampjes. Weet zo even niet hoeveel mA maar bij 10V trokken ze 10 mA. Een standaard 6,3V lampje ( #324 dacht ik) is heel laagogmig, maar een paar Ohm) in serie vangt die vrij snel kleine schommelingen op, die 24V lampjes zorgen zorgen voor de basis. Maar het principe is erg labiel. Ik geloof best dat je dat vreselijk moet afschermen. Een Tek buizen contant amplitude calibrator die ik heb, gebruikt , zover ik kan achterhalen, een buis ipv een lampje. Maar ik heb heen schema kunnen vinden. Er zit geen gloeilampje in. Je ziet daar ook mooi dat gewobbel tot hij stabiliseert.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Voor een vaste frequentie werken die lampjes heel mooi. Maar over een groot gebied is het lastig.

Mijn Philips PM5107 waar ook een lampje in zit, doet dat anders heel aardig.

At JanasCard, we've developed an oscillator with THD below -140 dB that we use for in-house testing.

http://www.edn.com/electronics-news/4389675/Low-distortion-oscillator-…

[Bericht gewijzigd door Roland van Leusden op 8 juli 2013 16:07:20 (36%)]

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.
fred101

Golden Member

Lastig is niet gelijk aan onmogelijk ;-) hoe ver gaat die ?

Edit: AN1671 uit 2008 http://www.eettaiwan.com/STATIC/PDF/200811/20081105_NS_AN03.pdf?SOURCE…

[Bericht gewijzigd door fred101 op 8 juli 2013 16:19:02 (47%)]

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
blackdog

Honourable Member

Hi fred101,

Bob Pease doet het met de "nul" methode, een inverterende opamp met daar extra overheen twee weerstanden,
het knooppunt als je de weerstanden goed geballanceerd heb geeft het vervormings product van de opamp.
Later vandaag zal ik een artikel voor je opzoeken.

Jouw manier is de ouderwetse :-) maar werkt natuurlijk ook.
De truuc is natuurlijk de gain regeling zo mijn mogelijk te laten werken.
Dit houd in dat je de frequentie bepalende onderdelen zo precies mogelijk uitzoekt.
Begin met condensatoren die gepaard minder dan 1% zijn.
Daarna zoek je een potmeter die je voor frequentie instelling gebruikt met een zo goed mogelijk gelijkloop
(wordt een moeilijke klus) de meeste dual potmeters zijn namelijk bagger.

Als je zelf een opto coupler maakt met LED en LDR, zorg er dan voor dat hij licht dicht is.
Heb mij een keer rot gezoch waar de brom vandaan kwam, was het een gaatje in mijn zelf gemaakte opto
die het licht oppikte van de daglichtlampen die ik hier gebruik :-)

Gebruik een 8 a 10mm LDR en dan ook een grote output witte LED, daar heb ik de beste resultaten mee bereikt.
Zoals je waarschijnlijk weet dempen de twee RC netwerken in de Wienbrug ongeveer 3x,
dat moet dus gekompenseerd worden door Gain van je opamp en je regeldeel.
Meestal zorg je er voor dat het regeldeel maar een klein regelbereik heeft.
Dit hangt echter wel af van de gelijkloop van de frequentie bepalende componenten.

Als je een echte distortion analyzer hebt met dan ook een scoop op de uitgang,
kan je goed zien dat als je de verhouding van het regelgebied kleiner maakt de vervorming steeds lager wordt.
Daarna is het over, hij slaat dan af of haalt het hele bereik niet meer wat je wilt :-)

Je kan daar uren me spelen....

Gegroet,
Blackdog

1e, Do No Harm! 2e, Leave Things Better Than You Found Them.
blackdog

Honourable Member

Hi Roland, fred101,

Het artikel in EDN gaat om een spotsinus, dus op één frequentie.
Als je naar het artikel kijkt van Jim Williams dan zie je dat hij nog wat verder gaat in de details.
Zoals de LED nog eens ontkoppelen om het laatste restje regelsignaal er uit te krijgen.

Maar nogmaals als je over een groot bereik een sinus wilt hebben is de Tregelles oscilator geen slechte optie.
Dan natuurlijk wel met de mooie LME serie opamps, de NE5532a haalt niet goed de 100Khz.
Ik meette met de LME serie rond de 0.002% THD bij de Tregelleas....

Gegroet,
Blackdog

1e, Do No Harm! 2e, Leave Things Better Than You Found Them.
fred101

Golden Member

Ik heb de appnote gevonden. Ga hem zo lezen. Ik heb voor afregeling van een oscillator ooit een actief regelbaar notchfilter gemaakt. Dat werkte moeizaam omdat de oscillator meer drift had dan het filter.

Een THD anlyser lijkt me idd mooi speelgoed als je veel met audio werkt. Voor die enkle keer werkt die HP ook goed. Maar het gave van zo'n anlyser als jij noemt is dat je dan van die mooie plaatjes kan maken oals williams in die apnote.

Het zou mogelijk moeten zijn om een super schone oscillator de grondtoon van een slechtere te testen oscillator op te heffen, dan hou je ook de harmoniche over.

Edit: jou oscillator gebruikt maar een potmeter, dat is wel en voordeel.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
blackdog

Honourable Member

Mooi heren,

Weer even terug OT.

Na een groot deel van de dag "Mentaal Offline" te zijn geweest door koppijn,
heb ik de ontwikeling van de voeding voor de opamp tester weer opgepakt.

Van de eerste testen wat de ref generator betreft werd ik niet echt gelukkig.
Om de + en - 5V voeding te kunnen gebruiken voor de ref generator moest ik terug naar 3V volle schaal uit dit systeem.
De CA3240 heeft niet zo'n goede commonmode aan de uitgang die ik nodig had.
Met de LT1013 ging dit al een stuk beter, nu haalde ik in ieder geval zowel + als - 3V.

Aleen de ruis was ik niet blij mee, vooral aan de -3V kant, hier zat nog niet het filter in.
Na plaatsing van het filter, werdt dit zoals de + uitgang.

Maar dan nog, de 3V moet ruim 7x versterkt worden om de 22V te krijgen als je b.v. NE5534 en de NE5532 wilt testen op volle spanning.

Dit houd in dat de ruis ook deze waarde versterkt word en zoals ik al zij,
ik wil de ruis van de opamp meten en niet van het voedingsdeel.
De gebruikte voeding heeft geen uitgangsfilter (Dikke Elco) dus daar is ook geen winst te krijgen.

Dus heb ik in het voedingsdeel nog een derde spanning aangebracht, een plus en min 15V via twee zeners.
Deze voeding is alleen voor de ref generator en hoeft maar weinig stroom te leveren.

De referentie spanning wodt nu opgewekt door een TL431a maar iedereen mag er ook een mooie 10V referentie in zetten, dit scheelt een paar onderdelen.
Verder is door aanpassing van het schema nu meerdere waarden voor P1 mogelijk, zoals 5K, 10K en 20K, 10-slagen potmeter.
De ruis is nu ongeveer 10uV bij 300Khz bandbreedte uit de referentie schakeling wat voor een groot deel wordt bepaald door het stoorniveau hier in het Lab.

De gain van de output sectie is nu omlaag gegaan naar 2,21x.
Een paar waarde in het schema zijn niet ingevuld omdat zij nader bepaald worden.
R13 aan de +ingang van de eerste NE5532a heeft misschien voor jullie een vreemde waarde maar dit is de vervangingsweerstand van de weerstanden aan de -ingag voor DC.
Deze dient dus voor de biasstroom compensatie.

Verder heb ik ook nog een manier uitgedacht om de dissipatie van de uitganssectie te beperken zodat je met één NE5532a toe kan.
Maar dat koste voor iedere output sectie 10 onderdelen, dus niet zinnig dus, richting prullenbak er mee :-).

De schakeling voor de outputsectie is simpeler te maken met een NE5534a en een LT1010 buffer.
Van deze buffer weet ik zeker dat hij tegen capacitieve belastingen kan.
Als iemand daar in geintresseeerd is teken ik deze versie ook wel.
Deze is natuurlijk wel een stuk duurder dan de dual NE5532a.
Denk uiteindelijk in de BTW aan een kleine 10Euro in de BTW voor de TO220 versie.

Dit is de Ref sectie en weer de + voeding
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/OpAmp-Tester-PSU-V1.1a-200.gif

Dit is het voedingsdeel.
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/OpAmp-Tester-PSU-V1.1b-200.gif

Graag weer jullie opmerking over fouten en verbeteringen over deze schakelingen.

Gegroet,
Blackdog

1e, Do No Harm! 2e, Leave Things Better Than You Found Them.
fred101

Golden Member

James heeft de voedings mdulatie idd nooit beschreven in een verdere appnote. Zijn advies voor deze tester:

A Transformer with two secondaries, one in series with each power line;

B Use a high voltage op-amp for each supply, driven with DC plus AC.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
blackdog

Honourable Member

Ha die Fred,

Aan die trafo heb ik ook gedacht, maar als je tot zo'n 100Khz wilt meten,
is dit weer niet makkelijk te maken vooral als je ook vanaf een 50Hz of lage wilt werken.

Die trafo is een bekende truuc ook voor het testen van de onderdrukking
van stoorsignalen aan de ingang van lineare spannings regelaars.
Ik wou wat testen doen met een mix van ringkernen op elkaar om voldoende bandbreedte te krijgen, maar dat komt later wel een keer.
Nu heb ik een zeer grote bandbreedte in mijn schakeling en deze schakeling ga ik ook nog voor zo'n voedings IC tester gebruiken.

Maar dan vrijwel zeker met een snellere opamp en een LT1010 zodat ik de 500Khz haal.
Deze schakeling is bij 60mA recht tot 150Khz en goed genoeg om de onderdrukking van stoorsignalen op de voedingslijnen te meten.
En dit is dus type "B" :-)

En Fred, hoe gaat het met je Sinus?

Gegroet,
Blackdog

1e, Do No Harm! 2e, Leave Things Better Than You Found Them.

Wat betekenen James opmerkingen?

Een trafo met een dubbele secondaire kant, een symetrische voeding daarachter die moduleerbaar is ? (volgens mij wel).

Hoewel de appnote heel eenvoudig is, kwa bepalen van de parameters die kunnen worden gemeten, is de voeding ingewikkelder te ontwerpen. Momenteel is blackdog goed op weg met dit te realiseren. Zeker voor de CMRR metingen is stabiliteit van de DC van de voeding belangrijk om juiste de invloed van AC variaties te kunnen onderscheiden in het gedrag van de DUT op-amp.

De sinus generator zou wat mij betreft ook extern kunnen blijven. Dit zal de uiteindelijke constructie niet moeilijker maken aangezien er ook al een scoop en multi meter nodig is voor de metingen te kunnen uitvoeren.

In weze zou de voeding ook met een geprogramma gestuurde voeding moeten kunnen, maar een dedicated voeding specifiek voor deze op-amp tester (welke ingebouwd is) is wel heel er handig om een uiteindelijk een blijvend meet instrument over te houden als resultaat.

fred101

Golden Member

Die sinus ligt uit te rusten net als het baasje ;-)
Er staat hier een 90 met defecte versnellingsbak van mijn wederhelft en die zou hem graag weer rijdend hebben. Ik weet hoe het moet, sleutel al vanaf kind aan alles wat rijdt maar lichamelijk gaat het eigenlijk niet meer. Nu hebben we vakantie dus ik heb hulp gehad om de garage op te ruimen ( sleutel al niet meer sinds 2007) en nu staat de 90 op de brug en ga ik iedere dag proberen er twee keer een uurtje aan te werken. Dat heb ik nu dus vandaag achter de rug en ik denk dat het twee keer een half uur gaat worden en twee weken niet genoeg. Maar ach, hij staat al de hele winter stil dus de tijd is geen probleem.
Maar ik zat liever aan mijn sinus generatortje te sleutelen ;-)

Je hebt wel gelijk qua frequentie. Vroeger was 50 en 100 Hz genoeg maar nu met schakelende voedingen is het niet verkeerd ook hogere frequenties te testen.

Edit: Flash, het principe van AM modulatie.

Ik maak ook een externe generator aansluiting. Dat is veel handiger maar dit was even leuk spelen en ik wilde toch en compact generatortje voor mijn meetbruggen en ik wist dat ik aan die auto moest beginnen dus dit is leuk voor de ontspanning tussendoor. Uiteindelijk gebruik je zo'n tester niet dagelijks en de randapparatuur staat onder handbereik.

Qua voeding, volgens mij is het goed drie dingen te testen
- wat er gebeurd bij permanente symetrische spanningsverandering. Dus beide rails tegelijk omhoog en laag
- wat er gebeurd bij commonmode signalen op de voedingsrails. Dus een sinus rimpel op beide rails. Alleen denk ik dat dat in fase moet. Dus als de positieve omhoog gaat, de negatieve ook. Het nulpunt verschuift dus sinusvormig.

Als dat zo is dan is het mogenlijk makkelijker om met een eenzijige voeding te werken en dan de virtuele gound te moduleren. Ook die eerste test is zo makkelijker. En de geen tracking probleem bij de voeding. De nul kun je vast leggen met een weerstandsdeler voor gewoon gebruik en die referentie op een sinusje aansluiten voor modulatie. Dan heb je weinig onderdelen nodig. Met eem LM 317 regel je beide rails tegelijk. De nul schuift immers mee.

Is dat een erg stom idee ?

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
blackdog

Honourable Member

Hi,

Fred, dat klinkt weer niet gezellig...
Ik heb liever dat je sleuteld en aan een Sinus doosje werkt, maar het zij zo.
Wat ik hier al aangaf was ik gisteren weer eens geveld door lekkere koppijnen.
Dit heb ik al vanaf dat ik een jaar of 9 ben, dus al wat ervaring opgebouwd ;-)

flash2b
Die programmeerbare voedingen zijn echt niet zo snel als de schakeling die ik hier presenteer.
De settle time is meestal rond de miliseconden en volledig ongeschikt voor deze toepassing.

Als ik er een sinus generator in plak, wordt het één met een klein bereik (anders is hij niet goed genoeg te krijgen)
en dan gebruik ik de overgebleven opamp van een TL074 die als fasedraaier gaat werken, dit deel komt nog.
Voor uitgebreide metingen tot 150Khz de externe ingang gebruiken waarbij ik alles zo schaal dat 1V RMS 1VTT wordt, wel zo makkelijk.

De positieve voeding met 0-10V ingang is getest en goed bevonden.
De negatieve voeding nog niet getest, maar dat is de zelfde schakeling maar met -27V en +5V voeding.

De fase draaier is verder niet spannend, de stroombronnen zullen wel aardig wat "Blackdog Brain Spice" gaan kosten...
Ook deze wil ik simpel houden met "normale" onderdelen.
Wat nu in mijn hoofd zit, is verschil versterker die de spanning over de weerstand meet, die aan de uitgang van de tweede opamp zit.
Het moet dus een bidirectioneel type zijn.

Laters meer omdat ik nu ga sporten...

Gegroet,
Blackdog

1e, Do No Harm! 2e, Leave Things Better Than You Found Them.

Op 9 juli 2013 15:39:38 schreef fred101:
Qua voeding, volgens mij is het goed drie dingen te testen
- wat er gebeurd bij permanente symetrische spanningsverandering. Dus beide rails tegelijk omhoog en laag
- wat er gebeurd bij commonmode signalen op de voedingsrails. Dus een sinus rimpel op beide rails. Alleen denk ik dat dat in fase moet. Dus als de positieve omhoog gaat, de negatieve ook. Het nulpunt verschuift dus sinusvormig.

Als dat zo is dan is het mogenlijk makkelijker om met een eenzijige voeding te werken en dan de virtuele gound te moduleren. Ook die eerste test is zo makkelijker. En de geen tracking probleem bij de voeding. De nul kun je vast leggen met een weerstandsdeler voor gewoon gebruik en die referentie op een sinusje aansluiten voor modulatie. Dan heb je weinig onderdelen nodig. Met eem LM 317 regel je beide rails tegelijk. De nul schuift immers mee.

Is dat een erg stom idee ?

In het ontwerp van blackdog blijft het nulpunt dus vast en verschuift niet. Mijn eerste ingeving was ook om een virutele nulpunt te creeeren wat je omhoog/omlaag kan duwen/trekken effectief dan door de verhouding positief en negatief te veranderen terwijl de som van deze gelijk blijft.