LF signaalgenerator met lage vervorming

Controleer of het gedeelte bij de LDR en de LED werkt.
Bijvoorbeeld de spanning op het knooppunt van de 2 1N4148.

Hi Peterphuket,

Zover ik weet is dit het schema van Tregellas en dat heb ik ook getest.
Hiermee kan je zeer goede resultaten bereiken, maar geen "ultra low distortion" met normale componenten.

Jouw probleem zit vrijwel zeker in de regelloop met de witte LED en de LDR.
Dit samen met de potmeter waar de wite LED aan hangt.

Door zomaar wat onderdelen uit de bakjes te trekken wat wordt gesuggereerd door de website,
heb je een veel groter regelbereik nodig om de uitgang stabiel te houden.
Bij jou kan dus behalve dat je de trimpot niet optimaal hebt staan, de regelloop het niet over het hele bereik aan kan.

Deze generator, mits goed gebouwd kan onder de 0,001% komen, maar niet met standaard onderdelen en ook alleen met een goed afgeregelde regelloop (dat is de LED, LDR en de inslling hiervan)

Wat deze generator nog meer speciala maakt is juist als hij goed is ingesteld, de uitgangs variatie klein en snel is als de frequentie wordt veranderd.

Op een scoop ga je pas vervorming zien als deze boven de 1% komt,
dat heeft niet met ultra lage vervorming te maken

TL072 kan, maar geen goede opamp voor echt lage vervorming, maar de uitgang moet wel stabiel blijven.
Er zijn voldoende moderne opamps die ruis en vervormings arm zijn die goed bruikbaar zijn in deze schakeling.

Groet,
Blackdog

PS,
Laat een zien hoe je de generator hebt gebouwd.

Ik heb de spotsinus generator van Elex een keer gebouwd (blokgolf->filter); die werkte goed, ik kwam zonder moeite een 80 dB diep
Veel dieper is imo niet heel zinvol als je op de klassieke manier met een notch breedbandig gaat meten, ruis en brom gaan overheersen.

Echt waar Aart, 80 dB?
Dat lijkt me erg veel voor een blokgolfgenerator met filtertje.

Ik sluit me aan bij Blackdog.

Er is een zeer grote kans dat de LED-LDR terugkoppeling de problemen veroorzaakt.
Alhoewel het schema gebaseerd is op een 35 jaar oud ontwerp met obsolete componenten en voorbijgestreefd concept, neem ik aan dat de
"herontwerper" in 2008 een toen gangbare witte LED als terugkoppel element gebruikt heeft. (In de tijd van het originele ontwerp bestonden rode, gele en groene leds , maar geen witte)
Sedert de laatste 8 jaar is zowel de intensiteit van de witte leds voortdurend en exponentieel toegenomen, maar ook het lichtspectrum is drastisch veranderd. Wat het oog voor wit aanziet kan op veel manieren bekomen worden.
leds verschillen ook sterk in openingshoek.
Een LDR is een zeer gevoelige optische component met een duidelijke piek in het geelgroene gebied. Bij het maken van je terugkoppel doosje moet je dus rekening houden met het type LDR. Er zijn open types met enkel een laklaagje, er zijn er die in een kunststof blok ingegoten zijn, en er zijn veel kleinere types voor inbouw in PIR sensors. Maar evenzeer met de lichtsterkte van de led en de openingshoek en dus de afstand tussen led en LDR. Ook het lichtspectrum zal een invloed hebben. Je moet vooral zorgen dat de combinatie led-ldr in het lineaire gebied blijft en dat de LDR niet overstuurd wordt door teveel licht, of met ongelijkmatige belichting door bijvoorbeeld een led met kleine openingshoek tegen een LDR met grotere afmetingen te plakken.
Het lijkt dus zeer waarschijnlijk dat je zult moeten experimenteren met weerstandswaarden in het terugkoppel circuit. Zeker als je niet de originele componenten gebruikt, maar in je eigen voorraaddozen gegraaid hebt.

Tot slot ben ik geen voorstander van de hier alom heersende gedachte dat je bij gebrek aan centen een apparaat met uitzonderlijke kwaliteiten zomaar even in elkaar flanst met wat componenten uit de oude doos die je toevallig liggen hebt, op een stukje experimenteerprint voortgaand op een bejaard schema, alsof de techniek in 30 jaar niet geevolueerd is.

In dit geval, zou ik mijn twijfels uiten over volgende punten.
Veel oudere halfgeleiders die nu nog op de markt zijn, zijn van bedenkelijke kwaliteit. LDR's zijn componenten die snel verouderen. Ze hebben zelfs bij gelijke types grote toleranties en zijn afhankelijk van de verlichtingssterkte relatief tot vrij traag.
Bij 1000Lux mag je rekenen op enkele ms en bij 10.000lux tot 0.2s . De reactietijd van donker naar klaar en omgekeerd scheelt zelfs een factor 10.

Ikzelf zou voor een hoogstaand ontwerp geen potentieel onstabiele componenten gebruiken.
Bovendien vereist zoals Blackdog al aanhaalde een ontwerp met dergelijke eisen uitgezochte componenten.
Alleen al de RC generator zelf. Die bestaat uit twee identieke frequentiebepalende takken die gekoppeld zijn met de potmeter. Hoe ga je de gelijkloop garanderen met bijvoorbeeld 10% condensatoren?

80 dB? Dan kun je met een processortje en een zeer goede D/A toch veel verder komen?

En dat komt dan goed tot zijn recht bij het beluisteren van een doodgecomprimeerd bestandje met een oortelefoontje zoals 95% van de jongeren.
Je mooie superdeluxe surroundinstallatie staat toch maar stof te happen.

[Bericht gewijzigd door Anoniem op maandag 23 januari 2017 11:11:26 (20%)]

Het ging om het ontwerp uit Elex Mei 1993. Het filter is een 9e orde Chebyshev rond vier halve 5532's.
Ik zou opnieuw moeten meten om het te bevestigen, maar het viel mij in ieder geval niet tegen. Het artikel noemt zelfs 0,0013 %

Toevallig ontwierp ik voor hetzelfde project (een moderne klassieke vervormingsmeter) deze 3d geprinte LDR/LED combinatie: http://www.thingiverse.com/thing:524817

Ha Peterphuket,

Bedenk dat 0,01% voor een dergelijke oscillator al héél goed is.
(Commerciële varianten die ik hier heb staan halen dat niet...)

Bedenk verder dat de meeste versterkers al gauw nog een factor 10 lager zitten in vervorming. (want veel tegenkoppeling)
Je zult dus voornamelijk het residu van je generator meten....

groet, Gertjan.

@ rbeckers, grotedikken, Aart, Hoeben, en blackdog, allen hartelijk dank voor jullie snelle reactie.
Om blackdog eerst te beantwoorden, ja het is inderdaad van Tregellas, heb daar laatst ook de ESR meter van gebouwd.
Zoals je op de fotos kunt zien heb ik 1% metaalfilmwwerstanden gebruikt, en om dat de gelijkloop van de dubbele potmeter niet optimaal was dacht ik, kom ik neem een 24 standen schakelaar en bedraad deze met 1% weerstanden zodat ik een exacte gelijkloop heb en een totaal waarde krijg van 25K. Maar met de ordinaire dubbele potmeter was er geen verschil waar te nemen. Als LDR heb ik eenvoudig een 'open type' toegepast met een witte led met grotere licht opbrengst. En ja met de instelpot is de spanning van de led te regelen, uiteraard als de spanning te laag is wordt er geen signaal opgewkt.
In het orginele ontwerp zitten de c' op de print gemonteerd, ik dacht dat het beter zou zijn om deze direkt op de schakelaar te monteren.
Wat ik al schreef, de amplitude variatie lijkt wel de Noordzee bij kracht 8, en is beinvloedbaar. Op de laagste frequentie is het wel stabiel maar bij de 3 hogere frequenties is het niet bruikbaar.
Het printje heb ik even snel ge-etst.
Zie de fotos.
Het probleem is, ik verblijf in het verre oosten, alle onderdelen/benodigdheden moet ik per post bestellen waarbij de keus niet altijd groot is en ik gebonden ben wat er zoal te verkrijgen is, hoodzakelijk via Ebay.

Aan Gertjan, ja dat is ook geen probleem 0,01% is een prachtige waarde, maar ja hoe verkrijg ik zo iets zonder de knip wagenwijd open te zetten.
Het mooie van het ontwerp van Tregellas is, is dat er ook een layout van de print bij zat, maar ja als het niet naar behoren werkt...
Maar goed, als het aan de combinatie LED/LDR zou liggen, zou ik graag willen weten welke types ik daarvoor zou moeten hebben.
Gegroet,

Peter

Hi Peterphuket,

Je LDR LED combo is denk ik de dominante factor.
Als je een LED hebt genomen met een kleine openingshoek, dat wordt maar een heel klein deel van de LDR belicht.

Toen ik deze schakeling teste heb ik verschillende LED's getest en verschillende LDR's.

Het voordeel bij jou is in ieder geval dat je weerstaden 1% zijn, met een kleine selectie van de condensatoren kom je makkelijk aan kleiner dan 2%.
Dan zijn de afwijkingen niet echt meer dominant voor de vervorming en goed genoeg voor een stabiele uitgangsspanning.

Terug naarde LED en de LDR. ik heb met een vaste weerstand en potmeter op de plek van de LDR gehangen.
Dat is even proberen en je regelt het dan zo dat de oscilator net stopt, doe dit rond de 1KHz.
Dan meet je de totale waarde van de potmeter en de weerstand in serie, wel aan één kant loshalen als je dit meet.
Je wilt natuurlijk niet dat je de rest van de schakeling ook meet.

Dan heb je als uitkomst b.v. de waarde X, nu ga je de LED en LDR comby meten.
Dat is de stroom t.o.v. de weerstand van de LDR.
De bedoeling is, dat de waarde X in een redelijk lineair stukje van de LDR komt te zitten.
En de stroom moet wel door de gelijkrichter in de schakeling gelevert moeten worden.

In het onderstaande topic heb ik het ook kort over deze generator.
https://www.circuitsonline.net/forum/view/112672/1/tregellas

En hier iets over LED en LED comby's
https://www.circuitsonline.net/forum/view/114296/1/led+ldr

Ik hoop dat dit helpt

Groet,
Bram

LEDs hebben wel het probleem dat heel langzaam de lichtopbrengst zakt en daarmee de PID parameters van je regelcircuit versteld worden.

Bijvoorbeeld in 10.000 à 50.000 uren naar 50% is heel normaal.

Hallo Bram,
'k begrijp het even niet, je bedoelt ipv de LDR een vaste weerstand nemen? maar dan vindt er toch geen koppeling meer plaats met de LED?
Of zie ik het verkeert? Of is dat juist de bedoeling?
Overigens, gezien de diverse links, ben je dus al langer bezig geweest met dit ontwerp.

Gegroet,
Peter

@Hoeben,
Ja dat wil ik wel aan nemen, maar daar is in de praktijk bij het v.t.t.t gebruiken toch geen sprake van? Tenzij je het spul dag en nacht aan laat staan, maar dan nog zal er geen merkbare terug loop van de LED zijn.

Gegroet,
Peter

@ Bram,
Dat doet me er ineens aan denken, is een optocoupler geen geschikte vervanger voor de LED/LDR combinatie?
Ben al aan het zoeken geweest naar LDR, maar het lijkt allemaal 13 in een dozijn types, wel met enorme weerstands verschillen van 1M tot 10M bij 'donker'

Je hebt wel de IL300 etc. Met een led ook in de terugkoppeling compenseer je het lichtverlies. Maar je vergeet hiermee wel het doel:

De LDR gebruik je gewoon omdat die traag is en een echte weerstand en daarmee geen vervorming geeft. Dus optocouplers moet je flink gaan filteren, heeft weinig nut want je wil helemaal niet optisch scheiden. Dan kun je gewoon een filter gebruiken.

Overigens heeft ook een gloeilamp traagheid en daarmee filtering. Maar de LDR is nog veel trager. Door die traagheid staat je regelcircuit netjes op het randje en is de vervorming heel klein. Dan komt achter de oscillator die je hiermee gebouwd hebt nog een vet filter. En dat is ie dan.

[Bericht gewijzigd door Hoeben op maandag 23 januari 2017 14:14:07 (75%)]

@Peterphuket
Volg Bram zijn post.
Eerst tijdelijk de LDR vervangen door een (instel)potmeter.
Dan het punt opzoeken waar de oscillatie stopt en de waarde van de (instel)potmeter meten.

@ Bram en Hoeben,
Ga het morgen allemaal nog eens proberen, en houdt jullie op de hoogte.
Tot zover bedankt.
Gegroet,
Peter

Hi Peterphuket,

René legt het wat duidelijker uit, sorry hiervoor.
Dank René

Laters meer over de LDR/LED combo, ik moet nu iets afmaken voor een klant, dit gaat even voor.
Tipje van de sluier, de LDR/LED combo moet maar een klein bereik hebben, zie het schema, er staat een weerstand over de LDR.

Groet,
Bram

Op 23 januari 2017 11:16:16 schreef Aart:
Het ging om het ontwerp uit Elex Mei 1993. Het filter is een 9e orde Chebyshev rond vier halve 5532's.
Ik zou opnieuw moeten meten om het te bevestigen, maar het viel mij in ieder geval niet tegen. Het artikel noemt zelfs 0,0013 %

Toevallig ontwierp ik voor hetzelfde project (een moderne klassieke vervormingsmeter) deze 3d geprinte LDR/LED combinatie: http://www.thingiverse.com/thing:524817

Het zal wel kloppen. Een spotsinusgenerator is echter een oscillator op 1 vaste frequentie met meestal vaste actieve filters erachter. Dan is een zeer lage vervorming relatief makkelijk zonder speciale componenten te halen.
Maar hier gaat het om een regelbare generator met meerdere frequentiebereiken. Dat ligt een pak moeilijker. Vooral qua gelijkloop en ruis bij lage uitgangsniveau's. De eindversterkers hebben in het ontwerp van peterpuckhet namelijk geen enkele vorm van ruisonderdrukking of bandbreedtebeperking. Ik vrees zelfs dat de schakeling vrij gevoelig is daardoor voor parasitaire oscillaties. Bovendien zie ik hier geen enkele selectieve filtering tussen de oscillator en de uitgang. Toch essentieel om de vervorming die onvermijdelijk ontstaat door niet lineair gedrag van de operationele versterkers te onderdrukken.
Ik zou hier als vrijblijvende beoordeling op zicht over zeggen : Een redelijk ontwerpje, dat zeker een vervorming van 0.1% kan halen als het met de juiste componenten op een correcte manier gebouwd wordt. (ivm met parasitaire effecten) Maar de eigenschappen die dit ding hier toegedicht worden moeten naar het rijk der fabelen doorverwezen worden. Tenzij deze schakeling maar een onderdeel van een veel complexer instrument is, natuurlijk, maar het ziet er niet naar uit.
En een actief filter bouwen dat gelijkloopt met de generator zou zelfs met de nodige professionele meetapparatuur een hele opgave zijn.
Nee, ik geloof er niet in. Wist je dat mijn echte voornaam Thomas is?

@peterpuckhet, eigenlijk had ik het al aan je nick moeten raden vanwaar de wind kwam. Dat maakt het er niet makkelijker op natuurlijk. Maar grijp je niet wat te hoog? Mogen we weten wat je activiteit is en welke middelen je ter beschikking hebt?
En waarom je met beperkte middelen en budgetten werkende zo een extreme zuivere toon nodig hebt?Dat printje ziet er wel verzorgd uit, maar het gaat zonder bijkomende filters toch de geclaimde specs bijlange na niet halen. Hoeben heeft makkelijk praten "Gooi er maar een flink filter tegenaan". Hij vergeet daarbij dat het een actief filter moet zijn, en dat de gelijkloop met je oscillator perfect moet zijn. Dat betekent dat het in het ontwerp reeds moet voorzien zijn en niet er achteraf bijgeplakt. Je
Je kunt natuurlijk een tunable extern filter maken die je dan telkens je de frequentie verandert heel nauwkeurig moet afstemmen. Een andere mogelijkheid is een LC laagdoorlaatfilter voor elke band omschakelbaar. Niet erg handig .

Ik probeer mee te denken, maar zoals ik steeds zeg, je kunt geen professioneel meetapparaat maken van hoge kwaliteit voor de prijs van een brood en twee koffiekoeken.
Xcuse me Sommige amateurs bij wie hun huis een heuse legerdump is kunnen wél verrassende dingen door oud en nieuw op een slimme manier te combineren, maar in omstandigheden waar support een probleem vormt??
Een niet onbelangrijke vraag: Als je ontwerp op een dag werkend is, waar ik op zich niet aan twijfel, hoe ga je verifiëren of de extreme zuiverheid wel degelijk gehaald wordt? Om iets te verifiëren heb je een instrument nodig dat nog een klasse beter is. Met een gewone budgetscoop zal het niet lukken. Er bestaan scopen en zelfs PC probes die via fourriertransformatie kunnen signalen analyseren. Maar zoals steeds zal een bruikbaar instrument prijzig zijn. En het is een beetje het paard achter de kar spannen, niet?

Goedemorgen,
Om het een en ander nog eens toe te lichten betreft mijn doelstelling.
Ik ben gewoon een hobby-ist, inmiddels op leeftijd maar dat neemt niet weg dat ik er nog steeds plezier in hebt.
Mijn manco is dat ik een perfectionist wil zijn. met de nadruk op 'wil' want je kunt het wel willen maar dat ben je nog niet zomaar.
Hoe dan ook, altijd liefhebber van audio en alles wat daarom heen zit. Dus zelf de versterkers bouwen, hetzij met buizen zoals 4xEL34 per kanaal, dan wel Mosfet eindtrappen, of zelf de boxen bouwen, maar daar ben ik van afgestapt toen ik mijn Infinity's kocht, maar dat is inmiddels ook zo'n 35 jaar geleden, en nog steeds met plezier aanwezig.
Nu dan, dat wil je allemaal controleren, afregelen, dus kreeg ik m'n eerste setje meetapperatuur, nu zo'n 55 jaar geleden van Philips, het scoopje, de BV-meter, en de LF-generator in bouwpakket vorm.
De BV-meter en de LF-generator heb ik nog steeds louter uit nostalgisch oogpunt.
Op dit moment heb ik de Nakamichi T-100 audio analyzer, ook zo'n 35 jaar oud, en daar zit een redelijke generator in. Maar het is een combinatie apperaat met WF-meter, vervormingsmeter, en generator in een. Dat werkt in de praktijk niet fijn. Dus heb ik onlangs op ebay een HP334A aangeschaft, ook op marktplaats een Tek 2205-40 en een Keithly 2015 THD analyzer aangeschaft.
Gek hè dat ik dan ook nog eens een lf generator wilt hebben met lage vervorming specs, tja zo zit ik nou eenmaal in elkaar.
En omdat het zo'n eenvoudig ontwerp leek dacht ik 'waarom niet' en zo zit ik dus met het probleempje op C.O.
Dus Thomas, dat is zo'n beetje mijn achtergrond, oh ja, in de beginjaren 70, vorige eeuw, ook nog bij Fodor Akai en Marantz ge- serviced, ook toen zat het er dus in, het audio gebeuren, en niet te vergeten taperecorders, m.n. Revox, nog steeds adolaat aan dat., of DAT, nee dat. ).
Goed, ik denk dat ik eerst nog even wacht op Bram, die heeft me weer nieuwsgierig gemaakt met z'n LDR/LED combo.
Gegroet,
Peter

Ha Peterphuket,

Ook hier al sinds 1980? een Nakamichi T-100 op de meetplank. Vandaar dat ik een aardig idee heb wat je wel/niet kunt zien met een generator met 0,01% distorsie . En was een verademing na het steeds met de hand tunen van een distorsie-brug...
Nog steeds gebeurt het af en toe dat als er iemand langskomt er gevraagd wordt of ik die T-100 niet wil verkopen

Als je op een gegeven moment klaar bent met dit generator project, en je zoekt iets met echt wezenlijk minder vervorming, dan kan ik je Victor's low distortion generator aanraden. Veel over geschreven op het DIY audio forum. (schema hier, "Vicnic" is Victor, de ontwerper). Was te koop via e-bay, maar kon hem nu zo snel niet meer vinden.
Spec is <0.00001%, en dat is een flinke uitdaging om te meten....

groet, Gertjan.

Gertjan, ik heb alleen het Vicnic schema even bekeken. Niet aan gerekend of de posts gelezen.
Wat meteen opvalt zijn o.a. dual opamps, geen uitgangsfiltero.a. tegen instraling, matige voeding, r16. Is er nog een latere versie?

Hallo Gertjan,

Ja de T-100, recentelijk, zo'n jaar geleden had ik veel problemen met het display. Telkenmale bleef het voluit branden, als zijnde overstuurd, zodat de 2 meest rechtse streepjes extra fel oplichten.
Na heel veel gezoek, ook op het internet, maar zonder resultaat, en na vervanging van alle ic's, transistors en elco's, kwam ik er achter, en dat was wel vermeld op het internet, dat zo'n green cap de boosdoener was. M.n C704 op het display p.c.b.
Tja de huidige generatie kent de T-100 niet maar het was en is een uniek apparaat.

Heb gelijk naar Victor's low distortion generator gekeken maar dat is alleen 1Khz, inderdaad een zeer lage H.D., maar ja 1 frequentie.
Wacht eerst nog even op Bram, wat hij nog in petto heeft, mits hij tijd heeft natuurlijk, we zijn tenslotte niet allemaal van onze oude dag aan het genieten.

Gegroet,
Peter