automatische bodeplot parallel RLC circuit, invloed impedantie functiegenerator?

100 kHz tot 800 kHz, dat moet wel een echte hi-end pick-up zijn.
Ik ben niet goed thuis in Bode plots dus uit interesse, hoe zie jij hier de resonantie. Zover ik weet:
Een Bode plot geeft de gain en fase verschuiving aan. Resonantie is bij 0 graden en een versterking van 1. Maar dat fase verhaal is volgens mij complexer. Het wordt gebruikt om de stabiliteit van een versterker te meten. Ik weet niet of je ook passieve onderdelen zinvol kunt meten. Dat is meer VNA terrein.

[Bericht gewijzigd door fred101 op dinsdag 6 februari 2024 12:10:26 (19%)]

in een seriecircuit heeft die 50 ohm van de generator uiteraard een vrij grote invloed. (aangezien bij resonatie de impedantie naar 0 gaat). er staat al 155 Ohm in serie, dus het valt nog mee. wat wil je precies achterhalen?

Het is niet zinvol om een Bodeplot te maken boven de 20kHz omdat die frequenties nooit door een platenspelerelement zullen worden gegenereerd laat staan dat zulke hoge frequenties door een phono pre-amp of een eindversterker zullen worden versterkt.

Er zit een fout in de waardes die hier gegeven worden. Een normaal pickup element met moving-magnet element heeft een zelfinductie in de orde van een halve Henry.

Mijn vermoeden is dat je model dus een zelfinductie heeft van 420 mH. Dan kloppen de andere gegevens weer.

Mocht het toch om 420 uH gaan dan is het een moving-coil element en dan klopt de afsluitweerstand van 47k niet. Die moet dan tussen de 3 en 50 Ohm liggen (en dan moet er een transformator gebruikt worden die dat naar de nominale 50 kilo Ohm afsluitweerstand transformeert, of een speciale voorversterker met lage ingangsimpedantie en lage ruis).

Zie de bijlage voor een normaal of standaard moving magnet pickup element en de overdracht, uitgaande van een bronweerstand van 50 Ohm (je huidige generator) of een bron met een lagere weerstand (5 Ohm, klein t.o.v. de gemeten (?) 155 Ohm DC-weerstand.)

Conclusie: geen groot verschil (onzichtbaar in de plot) tussen bronweerstand 5 of 50 Ohm.

Op dinsdag 6 februari 2024 12:27:49 schreef Bobosje:
Het is niet zinvol om een Bodeplot te maken boven de 20kHz omdat die frequenties nooit door een platenspelerelement zullen worden gegenereerd laat staan dat zulke hoge frequenties door een phono pre-amp of een eindversterker zullen worden versterkt.

Er zijn elementen geweest die quadrofonie deden, dat werkte met een signaal rond de 30kHz. Het is geen succes geworden.
https://en.wikipedia.org/wiki/Quadraphonic_sound
Zeg niet 'nooit'

Jongens....ik snap even niet waarom er gefocussed wordt op al dan niet of de frequenties hoorbaar zijn, of dat de waardes wel of niet kloppen.
Hierdoor wordt er gefocussed op zaken die voor mij niet relevant zijn, en eigenlijk ook niet binnen mijn vraagstelling vallen.
Om die zaken even te verduidelijken: ja ik weet dat frequenties van 100khz en hoger totaal niet hoorbaar zijn en niet op een plaat voorkomen.
Het element betreft hier toevallig een HOMC element. Die sluit je op een MM ingang aan waarbij de afsluitweerstand doorgaans 47k is. Dit is dus een normale combinatie, maar inderdaad geen MM element of een LOMC element.
Het is normaal voor een HOMC element om een inductie te hebben in de µH range en een weerstand te hebben van 150 ohm. MM elementen hebben doorgaans een inductie van tussen de 250mH en 1H, en een weerstand van tussen de 400ohm en 1.5kohm.
Mijn vraagstelling is net zo goed van toepassing op een mm element, dus het verandert een eventueel antwoord danwel oplossing niet.

Op dinsdag 6 februari 2024 12:17:50 schreef kris van damme:
in een seriecircuit heeft die 50 ohm van de generator uiteraard een vrij grote invloed. (aangezien bij resonatie de impedantie naar 0 gaat). er staat al 155 Ohm in serie, dus het valt nog mee. wat wil je precies achterhalen?

Ik wil eigenlijk achterhalen wat de invloed van die 50 ohm is, en of er wellicht een andere manier bestaat om het signaal te injecteren, of dat die 50 ohm met passieve componenten eventueel te compenseren is.

HOMC (high-output moving coil). Kun je een merk en typenummer geven?

(Want we focussen ons suf op verkeerde informatie blijkt nu.)

Zet een potmeter van bijv. 100 Ohm of 1k Ohm in serie met de uitgang van de functiegenerator en maak diverse Bodeplots bij verschillende standen van de potmeter.
Zo kun je eenvoudig achterhalen of de uitgangsweerstand van de functiegenerator (een grote) invloed heeft.

Op dinsdag 6 februari 2024 14:37:07 schreef GuidoK:

[...]
Ik wil eigenlijk achterhalen wat de invloed van die 50 ohm is, en of er wellicht een andere manier bestaat om het signaal te injecteren, of dat die 50 ohm met passieve componenten eventueel te compenseren is.

Die invloed is er vooral als je bij resonantie komt (485 kHz), omdat de stroom dan maximaal is. door de 155 Ohm blijft de invloed van de 50 Ohm beperkt tot 25 % amplitudeverlies bij resonatie en een wat minder scherp fazediagramma. Is dat belangrijk voor je meting?

Op dinsdag 6 februari 2024 14:56:03 schreef Brightnoise:
HOMC (high-output moving coil). Kun je een merk en typenummer geven?

Het betreft hier een Denon DL-160, maar het kan natuurlijk ook een ander element zijn. Het doet niet zoveel ter zake. Bij een ander element (bijv een mm element) treedt hetzelfde effect op, maar op een andere frequentie.
Je focussed je niet suf op verkeerde informatie, de informatie die ik gaf zijn werkelijke en kloppende getallen.

[Bericht gewijzigd door GuidoK op dinsdag 6 februari 2024 17:08:37 (12%)]

Op dinsdag 6 februari 2024 16:11:30 schreef kris van damme:
[...]

Die invloed is er vooral als je bij resonantie komt (485 kHz), omdat de stroom dan maximaal is. door de 155 Ohm blijft de invloed van de 50 Ohm beperkt tot 25 % amplitudeverlies bij resonatie en een wat minder scherp fazediagramma. Is dat belangrijk voor je meting?

Ok hier kan ik wel wat mee. Ja ik vind het belangrijk voor de meting.

Maar er is dus geen slimmere methode om de functiegenerator in het schema op te nemen zodat de impedantie daarvan geen invloed heeft of door wat passieve componenten gecompenseer wordt?

Ik zie de mogelijkheid zelf ook niet. Het enige wat ik kan bedenken is om de output van de signaalgenerator aan een breedbandige versterker te koppelen en daaraan een spoel te verbinden en via inductie het element als element te laten werken. Maar ik vraag me af of je dan niet tegen heel veel problemen aanloopt. Die spoel moet dan ook een inductie hebben die echt significant kleiner is dan de inductie van de spoel in het element.
Kan je dan nog een veld opwekken wat sterk genoeg is om het element een behoorlijke output te geven..

In ieder geval is er wel het voordeel dat als ik resonanties in het hoorbare gebied meet, dit dus vrijwel zeker met een (MM) element is met hogere serieweerstand , dus dan wordt het effect van die 50 ohm nog een stuk lager.

Hi GuidoK,

Om de invloed van de generator Ri kleiner te maken zou je de generator kunen afsluiten met een 50Ω weerstand, dan heb je uiteindelijk maar 25Ω in serie staan.
Je kan ook een simpele spanning deler maken zeg 2,7Ω en 47Ω dan staat er maar ongeveer 2.7Ω in serie met je element.

Het lijkt er op dat je een deel vergeet in je berekening, maar misschien heb ik het niet goed gezien/gelezen.
Je hebt een kabel naar je scoop en je hebt de scoop ingang capaciteit, dat moet je niet vergeten mee te nemen in je berekeningen.
De kabel naar je scoop zou weg kunnen vallen als je de pic-up kabel direct aan de scoopingang monteerd.

Er is in mijn ogen niets mis mee om deze metingen te doen, alle inzicht is welkom denk ik.
Maar de resonantie die je nu meet, heeft niet zoveel met het signaal te maken dat van de naald kan komen.

Meestal is het zo dat je de kabel capaciteit hebt en een capaciteit van de PU ingang, die vaak rond de 150pF zit.
Dit samen met de ingang weerstand van meestal 47K zorgt er voor dat de resonantie niet zo hoog is dan dat jij laat zien.

De Quadro elementen van onder meer B&O hadden een zeer groot frequentie gebied, dit natuurlijk samen met een naald die zo geslepen was
dat de hoge frequenties kanden worden afgetast.
Zover mijn kennis reikt, wordt tegenwoordig niet zoveel meer gesneden met frequenties boven de 20KHz.

Maar...
Ik denk wel als er sterke resonatie aanwezig is met de combinatie van element inductie afsluitweerstand en de versterker ingang capaciteit,
dat dit het geluidsbeeld subtiel kan beinvloeden, ieder stofje in de groef zou de resonantie kunnen aanslingeren.

Je zou een heel mooi gesneden testplaat moeten hebben en een goede RIAA versterker om het dan op de scoop te bekijken, hoe de flanken van b.v. een 1KHZ bloksignaal er uit ziet.
Is er dan spraken van ringing en bij welke frequentie(waarschijnlijk jouw gemeten piek) en het desbetreffende signaal niveau van de resonantie.

Er zijn nog meer dingen die meespelen, zoals de RIAA versterker, vlak tot hoe ver boven de 20KHz? bij sterke afval boven de 20KHz,
kan het zijn dat de invloed van de resonantie nihil zal zijn voor het geluidsbeeld.

Mijn 2 cent

Groet,
Bram

GuidoK, kijk je wel uit met je element? Die spoeltjes zijn heel fragiel, en bedoeld om maar 1mV uit te geven. Dus veel meer moet je er niet opzetten....

Ook als je element heel blijft bij een hogere aangelegde spanning, dan zal het meetresultaat vertekend zijn omdat het systeem buiten z'n normale werkgebied getrokken wordt.

groet, Gertjan.

Als je de beschreven potmeter methode toepast en de gemeten Bodeplots t/m 20kHz niet of nauwelijks van elkaar afwijken dan is de invloed van de 50 Ohm uitgangsweerstand van de functiegenerator zo goed als nul en totaal verwaarloosbaar.

Op dinsdag 6 februari 2024 17:06:16 schreef GuidoK:
[...]

In ieder geval is er wel het voordeel dat als ik resonanties in het hoorbare gebied meet, dit dus vrijwel zeker met een (MM) element is met hogere serieweerstand , dus dan wordt het effect van die 50 ohm nog een stuk lager.

Ja, hoe hoger de weerstand, hoe minder die 50 Ohm een rol speelt. Daar is uiteraard een limiet aan, boven een bepaalde kritische waarde van serieweerstand treed er gewoon geen resonantie meer op.

voor het laagohmig maken van je generator output, Brightnoise en BD gaven je al de goede tip. Uiteraard gaat de uitgangsspanning evenredig mee naar beneden. Alles heeft zijn prijs..

Gezien, de elektrische eigenschappen van de DL-160 zijn inderdaad zoals je noemt. (Ik kende dit element niet.)

Het verschil in overdracht is sterk afhankelijk van de afsluitweerstand en minder tot nauwelijks van de extra 50 Ohm bronweerstand. Zie figuur.

Toch is een "peaking" bij hogere frequenties een probleem. Niet direct hoorbaar, maar het kan het heel snel tot slew-rate oversturing van de phono preamp leiden. Een krasje in de plaat heeft wat dat betreft een spectrale energiedichtheid die in veel voorversterkers, ook al zijn ze bestand tegen sterke signalen, tot slew-rate oversturing en daarmee detectie leiden.

------------------
Met een trafo draaide ik mijn elpees, ook op een Denon moving-coil element.

De scoop heeft ook nog een ingangscapaciteit van een 10 pF of meer .

Op dinsdag 6 februari 2024 21:53:07 schreef Brightnoise:

Toch is een "peaking" bij hogere frequenties een probleem. Niet direct hoorbaar, maar het kan het heel snel tot slew-rate oversturing van de phono preamp leiden.

Komen frequenties boven 450 kHz nog door die versterker heen ?
De resonantie zit rond de 450 kHz. Ik zou me veel drukker maken over wat er onder 100 kHz gebeurd. Ik weet dat we daar niet over mogen praten maar dat is jammer dan, dit is een vrij land. Waarom wil je perse niet onder de 100 klHz meten ?

Aangezien de Bode plot door software wordt gemaakt en generator, scoop en software van Siglent zijn, zou ik verwachten dat de software rekening houdt met die 50 ohm en daarvoor corrigeert. Ik zou me drukker maken over de fase verrandering, capaciteit en zelf-inductie van de gebruikte meet kabels.
Als je met een Bode plot VNA achtige dingen wilt gaat doen (en daar weet ik wel veel van) zul je die toch moeten uit kalibreren want dat geeft veel grotere afwijkingen dan die 50 ohm. Tenzij de software aan port-forwarding en compensatie kan doen. Tussen 0 en 30 kHz is dat waarschijnlijk te verwaarlozen maar op 800 kHz gaat dat toch echt al meespelen. En als je probes gebruikt wordt het nog lastiger.

De simpelste oplossing is om een "kalibratie" te doen. Meet de response van wat bekende onderdelen en wat hij meet als je de test kabels zo door verbind zonder je DUT, bij een goede opstelling is de gain en faseverdraaing 0. Zie je dan nog steeds een resonantie dan is je opstelling ongeschikt en zul je handmatig correctie moeten toepassen. Ik heb een boek waar dat instaat maar de wiskunde daarvan is erg complex. Een Bode plot is volgens mij ook niet bedoeld voor dit soort metingen.

Ik heb wat zitten lezen en zoeken, mijn scoop kan dit ook. Jouw meetopstelling is fout of je schema is fout getekend. Jij meet alleen op de uitgang.

De generator impedantie maakt niet uit. Je stuurt een "netwerk" aan en meet dan op de ingang van het netwerk met 1 probe, dan met een tweede probe op de uitgang van het netwerk. De scoop berekent dan het gain en fase verschil tussen de twee meetpunten. Wat er voor en na gebeurd maakt voor het meet proces niet uit. De scoop meet puur het verschil in de spanning tussen 2 meetpunten. De tijd die het duurt, de group-delay, is het fase verschil.

Maar wat er voor en na zit beïnvloedt wel je DUT. Normaal gesproken maakt dat niet zoveel uit omdat je op de in en uitgang van een versterker meet.

Daarnaast jou DUT is een mechanisch "iets" wat mechanische trillingen omzet in elektrische. Net als een gitaar element. Het is dus een "generator".
Ik denk niet dat het meten van die spoel zinnige informatie geeft. Ik zou de bode plot maken van de versterker. Dus meet op in en uitgang daarvan. Als generator gebruik je dan een test LP. Maar die moet dan frequentie sweeps bevatten. Heb jij die spoel gemeten of denk je dat hij 420 uH is. Je moet ook die 155 ohm in je schema opnemen. De Q van die spoel is daardoor erg laag.

Een testsignaal in de spoel injecteren is volgens mij zinloos, die spoel is immers puur een generator.

Een VNA kijkt als transfer functie naar de ratio in magnitude en fase tussen stroom en spanning. Een Bode plot naar de ratio tussen in en uitgang spanning en de vertraging in de vorm van fase.

Hi,

De meting die GuidoK heeft gedaan laat eigenlijk vooral de resonantie van zijn setup zien.
Het fase gedrag vind ik hier helemaal niet zo van belang.

Die zelfde meting om de resonantie te bepalen zou ik zelf anders hebben gedaan.
B.v. op deze manier, kabel van het element rechtstreeks op de scoop aansluiten via een verloop plugje, scoop op de 1Meg stand.
Beging met ene klein signaal uit je generator, spanning b.v. 10mV en deze spanning via een 47K weerstand aan de scoop ingang toevoegen.
Als de spanning op de scoop wat laag is voor ene goed beeld, zet de scoop op 1 of 2mV/Div en wat middeling aan om wat breedand ruis er uit te halen en op de scoop het 20MHz filter aan.
Maak de genrator spanning wat hoger zodat je op de 1 of 2mV/Div scoop stand goed beeld hebt bij zeg 10KHz.
Dan sweep je van 10KHz tot 1MHz en je hebt netjes de resonantie frequentie gevonden.
Even snel meten met langere stukken onafgeschermd draad, dan zie je alleen het EMC signaal van je meet omgeving.

Je kan als je dat wilt nog een extra condensator parallel aan de scoop ingang zetten, zeg 120pF zodat het element 47K ziet(van je injectie weerstand) en
rond de 150pF als totale capaciteit en dat is de scoop ingang capaciteit samen met de extra 120pF.

De 10mV op je MD element is geen probleem, heb je een element dat veel lager in impedantie is zoals de moving coils,
dan zou ik er over na moeten denken hoe dit netjes aan te pakken, je hebt dan waarschijnlijk een ruisarme versterker nodig tot 1MHz bandbreedte.
Dit omdat je de moving coil niet wilt opblazen met je generator signaal.

Wat betreft de slew rate en andere affecten, ik heb daar een beetje aan zitten meten bij mijn RIAA versterker topc op dit forum.
Waar het wat de versterker betref op neer komt is, dat signalen die van buiten de RIAA keten komen zoals tikjes en krassen in een plaat geen extra ringing in het weer te geven signaal.
De RIAA versterkers waarbij de low pass via een passief filter gaat, zijn daar vaak beter in.

Weer 2 cent, dat loopt lekker op zo.

Groet,
Bram

Wat is de zin of het nut van deze meting?
Zijn er mensen met het gehoor van een hond of vleermuis die nog tonen kunnen horen tot ver boven de 20kHz?
Metingen doen op een platenspelerelement voor frequenties hoger dan 100kHz is nutteloos.

Hi,

Laat ik er nog 2 cent tegenaan gooien. *grin*

Bobosje
Bij bijna alle metingen die ik doe, kijk ik verder dan mijn neus lang is...

Jij doet een aanname dat omdat een jong mens niet verder hoort dan ongeveer 22KHz dat metingen een stuk boven de gehoorgrens geen zin meer hebben.
Mijn ervaring is anders, ik kijk b.v wat het gedrag van de electronica is als er signalen worden toegevoerd die buiten de normale bandbreedte vallen.

Een aantal van mijn meetversterkers, active loads enz, hebben beperkingen gekregen op de flank stijlheid aan hun ingangen,
dus als ik een functie generator aansluit op een ingang die daarvoor bedoeld is, dat bij puls/blok signalen het apparaat niet over zijn nek gaat bij flankstijlheden van zeg 8nSec.

Dat een plaat productie bedrijf alles boven zeg 18KHZ 36dB/Oct afkapt, betekend nog niet dat er op de uitgang van het element geen signalen voortkomen die ver boven de gehoorgrens zitten.
De bandbreedte van het element/naald valt buiten de RIAA curve en de bandbreedte bij het beperken van de bandbreedte naar de snijkop.

Dus ja, als je het een en ander goed insteld zoals de fabrikant van het element aangeeft, dan kan je de resonaties van de inductie/capaciteiten beter in de hand houden.
Zie de plaatjes van Brightnoise. de goede voorversterkers hadden meestal een aantal standen voor de afsluitweerstand en capaciteit aan de ingang.

En dan hebben we het nog niet gehad over de resonatie van de cantilever.

Dit topic is dus een mooi voorbeeld van "buiten de doos denken"

Groet,
Bram

Hoe mooi het verhaal ook is, voor een platenspelerelement dat bedoeld is voor het opwekken van signalen in het hoorbare audio domein blijft het totaal zinloos en nutteloos om metingen te doen (ver) buiten dat domein. Je oren doen niets met zulke metingen.

Maar wat is het doel om aan die spoel te meten. Het is een generator die mechanische beweging omzet in stroom. Het is eigenlijk een soort van solenoid of generatortje. Er komt signaal uit, het gaat er niet, zoals bij een filter spoel, doorheen. Ik denk net als Blackdog dat je alleen de meetopstelling aan het meten bent.
Daarnaast snap ik niet dat je pas bij 100 kHz begint. Wat het in respons/gehoor etc doet en of het zinnig is zal me worst weten, meten is mijn ding, wat ik meet maakt me niet uit, als de meting maar correct is. En daaraan twijfel ik hier. In mijn ogen zinloos maar als je het DUT gewoon gebruikt bij gebrek aan een ander DUT om wat te leren dan is het zinvol.

Ik denk dat zijn meetopstelling en model niet correct zijn. Je meet normaal gesproken op de ingang, dat is je referentie en het tweede meetpunt is de uitgang. De meetkabels/probes van de scope moeten identiek zijn. De generator maakt dan zoals eerder uitgelegd niet uit. En dat geeft keurig de gain en fase verrandering weer.

Zelfs bij mijn scoop waar de generator ingebouwd is, gebruiken ze 2 meetpunten. Zo werkte dat vroeger bij VNA's ook. Tenzij Siglent de input als een constante ziet maar dat kan alleen als er een kalibratie functie is want de kabel tussen generator en DUT geeft looptijd vertraging en dus fase verschuiving. We praten bij een Bode plot zover ik weet over looptijd vertraging door elementen in het netwerk en in de kabels, niet over fase verschillen tussen stroom en spanning. Hier wordt dat uitgelegd, heel interessante serie over introductie tot netwerk analyse en transfer functies. Zeker de moeite waard ze te bekijken (alle 56 videos )