opamps vervangen frm stereocoder


Frederick E. Terman

Honourable Member

Ik geloof er niets van dat de voorspanning ('bias') het probleem is. Die komt uit een paar kΩ, terwijl de ingangen van de opamps vele MΩ (741) of GΩ (071) zijn.
En dan zál de gelijkspanning een paar mV verschuiven - dat maakt niets uit. De invloed van de voedingsspanning is duizenden malen groter.

Check de nieuwe opamps.
Mochten de 071's wél goed zijn, dan vraag ik me af of de boel niet staat te oscilleren.
Die 1,2 nF in de ingang van de audiotrapjes zit daar om de luie 741's nog even een schop te geven vanaf enkele kHz, door daar de tegenkoppeling te verminderen.
De TL071's worden hier alleen maar zenuwachtig van, en gaan enorm rinkelen, op bijna oscilleren af, zie plaatje: ingang 0,1 V blok; rood is mét 1,2 nF, groen zónder.
Een veel kleinere waarde zou daar goed zijn.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Even in wat simpelere taal: hoe check ik ze?

Ik heb besteld de 071cp, wellicht de verkeerde?

[Bericht gewijzigd door sandoz op 21 juni 2022 16:45:52 (37%)]

Thevel

Golden Member

Waarom geen 741, daar werkt het toch mee?

Persoonlijk zou ik voor audio de 071 liever gebruiken dan de 741.
En die boost waar FET het over heeft is volgens mij een benadering van de 50 microseconden pre-emphase.

Testen: DC-gemiddeld moet de uitgang van iedere opamp gelijk zijn aan de referentiespanning (weerstands spanningsdeler). En zoals Arco al aangaf mag die verbeterd worden, maar dat hoeft niet echt.

ik sluit me aan bij FET. de 741 is een "tamme" opamp, daar kan je hoogohmige weerstanden etc gebruiken voor de feedback, en kan je aan veel regeltjes je voeten vegen. voor de snellere 071 gaat dat niet op, denk dat de kans groot is dat er extra oscillatoren ontstaan.

En als het Chinees zand is, tja.. een kleine schakeling bouwen waarmee je de opamp op zijn topsnelheid kan testen lijkt me makkelijk te doen.

Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 21 juni 2022 17:32:31 schreef Brightnoise:
En die boost waar FET het over heeft is volgens mij een benadering van de 50 microseconden pre-emphase.

Nu je het zegt, dat zal inderdaad de bedoeling zijn1.
Het blijft wel zo dat de 071's wat 'harder' gaan in het hoog, dus toch voorzichtig ermee. :)

--
1Je wilt natuurlijk niet het complete MPX-signaal gaan pre-emphasizen. Zouden piraatjes eraan denken de preemphase uit hun zender te halen als ze er een stereocoder voor hangen?

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Ik sluit me aan bij Thevel; IF IT AIN'T BROKEN, DON'T FIX IT!

A good housewife opens the fridge-door at zero cross point of AC cycle.

Meet de DC instellingen, en lees de datasheets. Ik ben bang dat de TL071's bij het opstarten in de hoek blijven hangen omdat de ingangen van teken wisselen als men aan de onderkant van het common mode bereik komt, wat bij opstarten het geval zal zijn.

Een niet optimale Dc instelling zal hooguit de headroom wat verminderen.

Sine

Moderator

Op 21 juni 2022 19:55:44 schreef CrossFireX:
Ik sluit me aan bij Thevel; IF IT AIN'T BROKEN, DON'T FIX IT!

Nouja, een 741 is voor audio natuurlijk broken by design.

Op 21 juni 2022 19:27:17 schreef Frederick E. Terman:
[...]Nu je het zegt, dat zal inderdaad de bedoeling zijn1.
Het blijft wel zo dat de 071's wat 'harder' gaan in het hoog, dus toch voorzichtig ermee. :)

--
1Je wilt natuurlijk niet het complete MPX-signaal gaan pre-emphasizen. Zouden piraatjes eraan denken de preemphase uit hun zender te halen als ze er een stereocoder voor hangen?

Dit piraatje wel. Ook omdat anders je RDS raar gaat doen.

Waar het moederbord het meeste rookt, loopt ook de meeste stroom!
blackdog

Honourable Member

Hi,

Ik heb er even naar gekeken en een deel op een breadboard geprikt.

Plaatje met annotatie in het schema.
https://www.bramcam.nl/Diversen/StereoCoder.png

Links midden in het rood geef ik aan dat ik van 15V voeding uit ga.
Ik heb een dual opamp gebruikt voor het testen en het si een LF412, zeg maar een soort TL072, maakt verder niet uit.
De eerste opamp is de voeding splitser, die deelt de voedingspanning op met de 8K2 weerstand en de 12K weerstand helemaal links in het schema.

De twee daarop volgende opamp’s hebben ieder ook de gedeelde voedingspanning op hun uitgang staan en dat is dus 8,9V
De offset potmeter die ik niet heb toegepast bij mijn testen zal de balans tussen de twee versterker opamp’s een beetje kunnen regelen, voor een TL071 moet die trimpot wel 100K zijn.

Ik weet niet helemaal goed wat het uitgangspunt is van de frequentie correcties die zijn toegepast in de twee versterker opamps.
Laten we met mijn inzicht beginnen bij de uitgang van de versterker opamps, de uitgangen hebben een 390Ω weerstand en een 10nF condensator naar massa.
Richting de multiplexer en dat is de CD4066 geeft dit een low pass filter van rond de 41KHz als -3dB punt.(Blauwe kader)
De tweede functie van de 10nF condensator, is dat de schakelpulsen uit de CD4066 gedempt worden richting de uA741.

OK, dan nu wat er gebeurd met het audio signaal, bij 400HZ en 100mV aan de ingang van een kanaal, versterkt de opamp dit signaal tot 840mV.
De combinatie van de 47K, 10K, 33K en de 470pF maakt een Low Pass filter van 8,5KHz.(Roze kader)
De combinatie van 560Ω 33k en de 560K weerstand zorgt voor een lift in de frequenties boven de 4KHz en +3dB punt van dit filter ligt dus op 4KHz.(Groene kader)
De mix van de filterwerking rond de opamp (mix van beide filters) gaf gemeten -3dB bij 15KHz, wat mij zinnig lijkt voor deze simpel opzet.

De mixertrap met de meest rechtse opamp heb ik niet getest, maar de 741 op dat punt heeft het echt moeilijk met de hoge frequenties.
Mijn mening is dat het vervangen van de opamp’s zinnig is.
Dit gemeten met een passief low pass filter van 50uSec.

Groet,
Bram

PS
Nog even een toegift betreffende het frequentie gedrag van de pre-emphase.
De gebruikte functie generator stond ingesteld met flanken van 20uSec, dit omdat anders de opamp over zijn nek ging van de stijle flanken.
Er komt dus weer een redelijke nettte 400Hz blok uit.
https://www.bramcam.nl/Diversen/StereoCoder-02.png

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

Golden Member

Op 21 juni 2022 20:58:45 schreef Sine:
[...]

Nouja, een 741 is voor audio natuurlijk broken by design.

Als het goed werkt is het toch goed ? De TL071 is ondertussen ook antiek, ik zou voor een LTC1052 gaan >:-)

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

Honourable Member

Hi,

Het blijft een simpel ontwerp, maar ik zou ook de uA 741 vervangen door zoiets als een TL071.
Het wordt er niet een super ontwerp van, maar je vervorming gaat wel lekker naar beneden een verder zie ik behalve de 10/100K offsetpot geen problemen met de opamp wisseling.

Echte ontwerpen hebben een veel beter filter voor het audio en daarmee bedoel ik stijler gefilterd, maar voor hobby werk, waarom zou je moeilijk doen. :-)

Groet,
Bram

Fred, een chopper opamp! kan de chopper frequentie lekker mixen met de 38KHz chopper, toppy! *grin*

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

Ha Blackdog,

Niet helemaal mee eens een LM741 is in de gebruikte situatie net zo goed / slecht als een TL071.
De multiplexer levert zoveel vervorming zoals hij belast wordt dat je bij T.H.D. meting de Op amp niet eens ziet |:(
Dus het is al eerder genoemd lekker laten zitten wel de impedantie (pool ) aanpassen dit kan je proberen door de bias generator aan te passen zodat de Op amp weer voldoende marge krijgt !
Maar ik had aan @TS gevraagd meet een Op amp kopieer het schema aan de rechterkant met twee weerstanden.
En als jje ook de rechter vervangt doe ze dan niet allemaal tegelijk maar links probleem oude terug dan rechts :D
Ik wacht wel af of dat lukt.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 21 juni 2022 23:09:10 schreef blackdog:
Ik heb er even naar gekeken en een deel op een breadboard geprikt.
Plaatje met annotatie in het schema.

Tekening, tekst en scoopbeeld lijken niet steeds met elkaar overeen te komen.
De gedeelde 15V-voedingsspanning is 8,9 V, en inderdaad schrijf je dat ook; maar in het schema staat 7,2 V (wat overeen zou komen met een voeding van iets meer dan 12 V).
De versterking bij 400 Hz is vrij precies drie maal, en dat laat je scoopbeeld ook zien: 100 mV in gaat naar 300 mV uit. Maar in het schema en in de tekst staat 840 mV.
(En nee, het passieve 50 us filter verzwakt de daken van de blok niet met die factor. Ook maakt het verschil tussen sinus en blok nog niet uit voor de amplitude op 400 Hz).

Het is jammer dat @TS zelf niet kan meten. De fout in zijn printje zou toch in een kwartiertje te vinden moeten zijn. :)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
blackdog

Honourable Member

Hi Henk, :-)

De load voor de CD4066 is 12K en de Fet schakelaars zijn bij de 15V voeding typical 125Ω
Nu heb ik geen idee wat het normale niveau is waar deze schakeling mee werkt, maar 1V RMS lijkt mij wel maximaal als MPX signaal.

Dit is wat TI zegt in hun datasheet:
On-State Resistance Flat Over Full Peak-to-Peak Signal Range.
High Degree of Linearity: <0.5% Distortion Typical at fis = 1 kHz, Vis = 5 Vp-p.

Maar er zijn natuurlijk meer eigenschappen van belang in een multiplexer.

De load t.o.v. de Ri van de schakelaars is niet heel slecht, maar ik moet je bekennen dat ik dit nooit getest heb.
De enige Fet schakelaar waar ik aardig wat ervaring me heb, is de SD5000, jou wel bekend denk ik. :-)
Die is door het bedrijf waar ik toen werkte speciaal uitgezocht op minimale Charge Injection en lage Ri en ik heb het over zeker 30 jaar geleden.

Groet,
Bram

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

Honourable Member

Hi Frederick E. Terman,

Jij mag door voor de hoofdprijs!
Ik heb het plaatje met de goede DC waarden overschreven met de gene die nu zichtbaar is, de muts die ik ben.

De blokgolf die je ziet is de uitgang van een van de kanalen in een 50uSec low pass gefilterd, het zelfde dus wat er in je Tuner gebeurd.
Dus die blok is wel een "redelijke" goede weergave van hoe de pe-emfase werkt rond de opamp.
De afval die je ziet aan de ronde hoeken van de blokgolf komt door de gekozen kantelpunten van het filter rond de opamp.

Ik zal ook de versterking laten zien die ik gemeten heb met een 400Hz sinus, voor zover ik weet heb ik daar geen fouten in gemaakt.
Even snel de schakeling aangezet, stond nog op de werkbank, de versterking bij 400Hz Sinus is rond de 8,4x.

Plaatje pas ik later in de middag even aan, sorry voor het ongemak.

Groet,
Bram

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

Moderator

Op 22 juni 2022 12:38:06 schreef blackdog:
Hi Henk, :-)

De load t.o.v. de Ri van de schakelaars is niet heel slecht, maar ik moet je bekennen dat ik dit nooit getest heb.

Daarom staan er in dit geval ook twee parallel, op zich zijn dat best leuke dingen. Bonus is dat ze niets kosten.

Als het wat beter moet had AD ook een setje nette cmos schakelaars, die waren meteen bruikbaar over een wat groter (en symmetrisch) spanningsbereik.

Er zitten bijna geen filters in. Het dubbelzijband signaal gaat de transistor in waar een simpel RC filter zit en daarna gaat het nog een opamp in.
Vraag me zo af of de transistor beter vervangen zou kunnen worden door een opamp filter, dit is toch amateuristisch met een torretje.
Het filter zou een lowpass type moeten zijn op 56 of 54kHz.
En op de ingang van deze coder zouden er voor L en R een lowpass op 15kHz moeten zitten.

"tijd" is een interpretatie van een bepaald moment op een bepaalde schaal. Het begin van tijd is ontstaan na het begin van het universum. Buiten het universum bestaat er geen tijd, het is slechts een dimensie.

Er zijn vele variaties op dit schema in omloop, ook met ingangsfiltering... ;)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Op 22 juni 2022 13:29:12 schreef Martin V:
Er zitten bijna geen filters in. Het dubbelzijband signaal gaat de transistor in waar een simpel RC filter zit en daarna gaat het nog een opamp in.
Vraag me zo af of de transistor beter vervangen zou kunnen worden door een opamp filter, dit is toch amateuristisch met een torretje.
Het filter zou een lowpass type moeten zijn op 56 of 54kHz.
En op de ingang van deze coder zouden er voor L en R een lowpass op 15kHz moeten zitten.

Bij deze opzet krijg je volgens mij ook te maken met een faseverschuiving in dat stukje schakeling dat van de 19 Khz blok een soort sinus moet maken. En die faseverschuiving pakt vaak niet goed uit. I.i.g. niet als die 19 K blok de RDS moet syncen.

Waar het moederbord het meeste rookt, loopt ook de meeste stroom!
blackdog

Honourable Member

Hi,

Zoals beloofd nog wat uitleg over de opamp schakeling, het eerdere plaatje is bijgewerkt CTRL + F5 is je vriendje.

Dit zijn de signalen rond de opamp schakeling aan het ingang deel, dus de versterking + de pre-emfase.

Geel is de opamp uitgang, pin-6 dus
Groen is de de-emfase uitgang, dus het zelfde als wat in de je Tuner gebeurd.
Blauw is de generator uitgang en dus weergegeven als ingang signaal van de schakeling.

De positie op het scherm is special zo gekozen zodat bij en blokweergave je het een beetje kan vergelijken.
Onder de traces staan de meetwaarde bij de gekozen testfrequentie van 400Hz.
Ingang is 100mV RMS en de gele trace zit op rond de 858mV RMS de waarden dansen een beetje en hou er rekening mee
dat het met een 10Bit ADC gemeten is.
De eerdere waarden zijn gemeten met een TEK DMM4050 DMM en zijn daarom nauwkeuriger.
https://www.bramcam.nl/Diversen/StereoCoder-03.png

.
Nu is de generator omgeschakeld naar puls modes, ook weer 400Hz en de flanksteilheid is begrenst op 20uSec dit ter voorkoming van oversturen van de opamp door te steile flanken.
Kijk vooral naar de flanken op de gele trace, dit is de directe opamp uitgang.
De top-top waarde is nu 3x zo groot, gelukkig zit er in muziek niet zoveel energie boven de 5KHz.
Maar met de opbouw van je opamp schakeling moet je wel rekening houden met deze dynamiek als je het goed doet.
In een Prof omgeving wordt er op vele manieren begrensing en bewerking gedaan, maar alsnog moet je altijd rekening houden met de dynamiek bij filters die de uitgangspanning verhogen.
Ik weet niet hoe goed de Siglent scoop is met het berekenen van de RMS waarde bij blok en pulsformige signalen die extra op de gele trace zitten, dus neem de meting met een korreltje zout. :-)
https://www.bramcam.nl/Diversen/StereoCoder-04.png

.
Nogmaals, de frequentie karakteristiek is heel aardig anders zou de groene trace er niet goed uit zien.
Bij steilere filtering wat in deze schakeling niet aanwezig is, zou je veel meer ringing op de groene trace zien, of de filtering zou b.v. 4e orde bessel moeten zijn.
Maar dat gaat allemaal ver voorbij aan deze schakeling.

Groet,
Bram

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

Honourable Member

Op 22 juni 2022 13:29:12 schreef Martin V:
Er zitten bijna geen filters in. Het dubbelzijband signaal gaat de transistor in waar een simpel RC filter zit en daarna gaat het nog een opamp in.

Ik geloof dat je het schema verkeerd leest. Je zit naar de loodstoon te kijken; dié gaat een RC-netwerkje in.

Het complete MPX-signaal (dus niet alleen dubbelzijband) gaat door een best wel goed berekend constant-delay (ca. 6 µs) filter. Met de fase zit het daar helemaal snor. Wat de amplitude betreft, echt alleen helemaal bovenin (richting 53 kHz) knabbelt het een beetje weg, zodat - maar alleen theoretisch - er een klein beetje kanaalscheiding af gaat voor tonen boven 10 kHz. Die ik tóch niet kan horen, maar vooruit. :)

Nee, aan deze coder is in elk geval eventjes gerekend. Alleen het rinkelen van de L- en R-ingangen was voor de ontwerper onvoorzien. Tegenwoordig zou hij dit even in de sim uitgeprobeerd hebben, of nagemeten, maar zowel een sim als een betaalbare analyzer waren toen nog niet uitgevonden.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Voor geinteresseerden nog de beschrijving die erbij hoort...

Er hoort ook nog een algemene beschrijving van stereocoders bij, zie PDF...

[Bericht gewijzigd door Arco op 22 juni 2022 16:22:32 (34%)]

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com