Philips NL 6832 sinus oscillator revisited

Op dinsdag 10 juni 2025 22:34:44 schreef ohm pi:
[...]Ik zie liever een kritisch gedempte amplituderegeling, maar misschien wordt de vervorming van de sinus dan onnodig groot.
Voor de meeste toepassingen is de uitslingering niet hinderlijk en ik zou ook niet weten hoe je de oscillator op het randje van afslaan moet zetten zonder uitslingerverschijnselen.

bij commerciële wienbrug generatoren heb je vaak een keuzeknopje (oa bij Philips). Je kan kiezen tussen fast settling of low distortion.

Op woensdag 11 juni 2025 00:09:05 schreef kris van damme:
[...]

de vervorming komt vooral omdat het lampje bij 30Hz begint mee te knipperen (al dan niet zichtbaar), de versterking blijft dus niet meer constant.
Overigens bestaat er een later versie van de kit waar de frekwentieregeling middels variabele condesatoren gebeurt, en het lampje werd een FET.

Oeps, dat had ik nog niet gelezen toen ik hedenmorgen de ogen opende. Jij bent van dezelfde lichting als ik

Eerst de aanvulling in de draad lezen voordat je zelf in de pen klimt, RAAF

Ha RAAF12,

Even een opmerking aan @kris van damme de vervorming komt niet van het lampje wel zoals je benoemd de regel snelheid.
Het lampje werkt als een bolometer en is traag met een FET is het resultaat veel beter maar met een echte AGC is het nog veel beter.
De vervorming ontstaat door de slew rate (amplitude ruimte) van de versterker en in de Wien brug de fase vervorming,
stabiliteit van de totale delay.
Als je i.p.v. het lampje 2 diodes antiparallel schakelt en je Gm daar op aanpast ben je beter af qua vervorming,
als met de dynamische weerstand (lampje).

Groet,
Henk.

We zullen zien hoe Blackdog het varkentje gaat wassen! Dat het geen 0.0001% THD gaat worden van 20-200kHz gaat worden is aannemelijk. Anders hebben de fabrikanten van pro audio aparatuur niets meer te doen.

Dat het geen 0.0001% THD gaat worden van 20-200kHz gaat worden is aannemelijk.

Dat heeft Blackdog al een keer gedaan.

Afstembaar van 20Hz-200kc? En ja, ik ken mijn klassiekers ik ben hier wel vrij kort aanwezig, pas dik 13 jaar. Overigens vond ik het HF spul ook altijd leuk om te doen. F.A.S Sterrenburg zijn boek en verhalen hier en er was ook een bouwsessie van voor mijn tijd. hij bood me een beam tetrode (?) voor fabuleuze detectie in een AM ontvanger. Niet gedaan. Eigenlijk repareer ik alles wat me voor de voeten komt. Laatst nog een Pro ex DDR KG receiver, loodzwaar ding met digital read out. Bleek de ingangstrap weer opgeblazen te zijn. Volgens mij heeft zijn vrouw 230V op de antenne gezet, want hij luistert altijd in bed naar de radio die staat aan zijn kant van het bed. Mja dat zeg ik niet hardop, dat ze de radio molesteert. Misschien werkt een elektrike gasaansteker ook wel om de beveiling is werking te zetten. Nooit geprobeerd. Maar dat terzijde. Gebruik ook teksten voor mijn boek in opbouw, dus wees gewaarschuwd

Hi,

Even voor de duidelijkheid, deze schakling zal nooit een super Sinus Generator worden, dit door de simpele opzet van de schakeling.
Een NE5534A doet het over het Audio bereik al snel beter.
Daar zal ik later ook wat van laten zien.

Maar ik ben eerst met de basis bezig geweest van het NL-6832 bouwpakket, en dat is de versterking schakeling.
Het een en ander is hieronder in het plaatje wat versimpeld om het beter grijpbaar te maken.

.

R1 en R3 is een spanningsdeler die de DC instelwaarde grotendeels bepaald.
C5 lijkt misschien voor sommige wat vreemd bepaald, maar dit is de "bootstrap" condensator, deze zorgt er voor dat de ingang van de BC550c een hogere ingang impedantie krijgt.
Dit werkt als volgt als de basis omhoog gaat, gaat ook de emitter van de BC550c omhoog en C5 tilt het spanningsniveau aan de bovenzijde van R3 omhoog.
Doordat het AC spanningsniveau op de emitter altijd minder is dan 1 gaat dit niet genereren( uitzonderingen daar gelaten )
Mooi We hebben nu een zo hoog mogelijke ingang impedantie voor het Wien filter, door R2 en de bootstrap functie.

Door de lage waarden van de weerstanden in de collector en emitter van TR1 de BC550c is de versterking daar niet zo hoog.
De meeste openloop versterking wordt opgebouwd d.m.v. TR2 en weerstand R16.
R16 van 4K7 is een hoge impedantie en kan niet het terugkoppel netwerk R14, de uitgang potmeter en het lampje aansturen.
Daarom is TR3, de emittervolger toegepast als buffer.

De werking is als volgt als de spanning stijgt op de uitgang dat gaat er meer stroom via R14 richting het lampje,
het lampje wordt warmer en dus wordt de weerstand van het lampje hoger en dus de versterking weer lager en dit dus ook anders om.

Dit is een traag regelproces en levert ook het "Bouncen" op bij vooral frequentie veranderingen van de generator.
Ook zal in het lage bereik dit effect sterker zijn en de vervorming zal ook toenemen omdat het lampje de Sinus zal willen volgen...

Veel hangt af van het thermisch gedrag van het lampje, dus de thermische massa en
de steilheid van verandering van de weerstand van het lampje t.o.v. de energie die je er instopt.

Ok, maar eerst heb ik dus gekeken wat ik met het versterkertje kan, het mooie is dat de Wienbrug geheel AC gekoppeld is,
hierdoor kan ik de componenten voor de frequentie bepaling in zijn geheel weglaten om metingen aan het versterker trapje te doen.
Hieronder wat plaatjes van het versterker gedrag.

Op aansluiting A in het schema wordt een generator aangesloten, dat is de Siglent SDG 1032X en mijn Audio Precision meetset geweest,
dit afhankelijk van het soort meting dat ik aan het doen was.

Dit is een meting bij ongeveer 10KHz, 1V uitgangspanning en de THD is daar 0,007%.
Dit is dus het versterker trapje, er is geen Wienbrug netwerk aangebracht.
Ik moet aan geven dat het DC instelpunt sterk, de THD beïnvloed, met kleine variaties van de voedingspanning heb ik de THD zo laag mogelijk ingesteld.

.

Dit is het breadbordje met een hoop meetkabels.

.

Dit is een 1KHz blokgolf die netjes wordt weergegeven door het versterkertje.

.

En de 1MHz weergave welke aangeeft dat het versterkertrapje een zeer grote bandbreedte heeft.

.

Wat is mij nou gelukt om de schakling te verbeteren...
Hier is de Wienbrug in werking rond 10KHz,
dit is wel met een kleine modificatie en dat is R16 vervangen door een stroombron om de openloop gain te verhogen.
Als resultaat een wat lagere vervorming.

Dit is een voorbeeld van wat mogelijk is met deze schakeling bij 10KHz iets meer dan 1V RMS,
er zijn hier vaste weerstanden gebruikt i.p.v. een potmeter voor de frequentie instelling.

.

Dat is een hele mooie waarde voor de simpele schakeling en het gevolg van de zeer grote bandbreedte.
MAAAAAR...
Laat die soldeerbout maar uit en dat is hierom, de schakeling is nogal DC instelling gevoelig.
Dat is natuurlijk wel instelbaar te maken, b.v. door een deel van R3 instelbaar te maken, of R1 dat maakt verder niet uit.
Maar de schakeling is ook aardig temperatuur gevoelig waardoor de DC instelling niet stabiel is en de THD daar sterk door varieerd.
Als resultaat is de schakeling dus ook sterk gevoelig voor variatie van de voedingspanning.
En dan heb ik het nog niet gehad over het lampjes, ik heb verschillende lampjes gebrukt die 6V bij ongeveer 50mA zijn.
Ook dit veranderd de DC instellingen en aanpassing van de trimpot.

Ik vind het te ver gaan om het zover om te bouwen zodat de schakeling ook DC stabiel wordt.
Dit omdat het met een goed audio opamp makkelijk is veel betere resultaten te behalen zijn.
Met de drie transitor schakeling is zoals het is opgebouw niet veel meer uitgangspanning mogelijk dan 1 a 1,4V RMS.

Wat ik al aangaf ik wil graag minimaal 2V RMS uitgangspanning hebben om b.v. eindversterkers te kunen aansturen die 2V RMS ingangspanning nodig hebben.
Wil je toch deze schakeling gebruiken dat kan je TR3 gewoon een BD139 maken.

En als jullie toch je soldeerbout willen laten roken voor een sinus generator kijk dan eens naar dit topic van 12 jaar geleden:
Deze is redelijk vlak en minimale bounce, met een moderne opamp zoals de LME49860 of de LM4562 haal je nog een beetje lagere vervorming dan de NE5532a.

https://www.circuitsonline.net/forum/view/114296#highlight=sinus+gener…
.

Vragen? doe maar.

Groet,
Bram

Het is me duidelijk BD, mooi werk! Ik ga die andere afstembare gen weer eens bekijken dan heb ik er nog eentje, naast het XR2206 kastje met sweeper
en blok/sinus/driehoek/zaagtand/ uit en aparte 10Mc xtal TTL.

Op woensdag 11 juni 2025 17:08:22 schreef blackdog:
Hi,

...
Laat die soldeerbout maar uit en dat is hierom, de schakeling is nogal DC instelling gevoelig.
...

Vragen? doe maar.

Groet,
Bram

Ik zie ook nergens een DC-tegenkoppeling van de emittor van T3 naar T1, of hangt er over C11 in de werkelijke schakeling stiekem een weerstand van xΩ?

En als jullie toch je soldeerbout willen laten roken voor een sinus generator kijk dan eens naar dit topic van 12 jaar geleden:
Deze is redelijk vlak en minimale bounce, met een moderne opamp zoals de LME49860 of de LM4562 haal je nog een beetje lagere vervorming dan de NE5532a.

Yup, ik heb destijds voor de led/ldr combinatie de NSL-32SR3 gebruikt.

https://nl.farnell.com/advanced-photonix/nsl-32sr3/optocoupler-2kv-res…

Tjonge: 0,00xx % vervorming!
En dan te bedenken dat voor het origineel 0,1 tot 0,8 % vervorming geclaimd werd .
(hier, blz. 15 linksonder)

Maar dat is niet onder dezelfde conditie's als de Wienbrug werkt in de Philips schakeling.

Hi ohm pi,

Dat klopt er is geen DC feedback en ik had geen zin om het verder te ontwikkelen,
dit omdat een goede goedkope Opamp zoals de NE5534a met een lampje de schakeling van Philips de oren wast.
Dat is niet zo vreemd de Philips schakeling is oud en toen dit werd ontworpen was de TDA1034/NE5534 er nog niet.

Test met een NE5534A
Hierom dus waarom het niet verder zinnig is om de transistor schakeling verder te ontwikkelen.

Vervormingsmeting rond de 10KHz om te laten zien dat er nog voldoende loopversterking is voor lage vervorming, ruim 7V uitgangspanning van de NE5534A.

.

Dit is het schema, simpeler kan het niet, ik heb de voeding ontkoppeling hier even weggelaten in het schema, maar deze is wel toegepast,
de voedingspanning is 20V symetrisch, maar mag iets lager zijn bij de 7V RMS.

.

Hier heb ik de componenten aangepast om ongeveer 100Hz uitgang frequentie te verkrijgen.
Het gebruikte lampje is van het 48V type en een lage stroom van 25mA, het lampje heeft een lange "gedraaide gloeidraad" en
ik schat ongeveer 2,5 maal zo lang als mijn 6V 50mA lampje.
Dit lampje geeft wat vervorming betreft een veel beter resultaat dan het 6V 50mA lampje door het betere thermisch gedrag.
Een negatief effect is dat er met dit lampje er een wat langere bounch tijd is.

.

Het houd natuurlijk een keer op, zelfs met nog veel betere opamps gaat het je niet lukken de vervorming lager te krijgen in deze simpele opzet.
Hier is de frequentie iets meer dan 15Hz en de THD 0,125%!

.

De rede van de hoge vervorming is, dat de gloeidraad wordt gemoduleerd met de opgewekte frequentie, je komt uiteindelijk hier thermische massa te kort.
Van een mij bekende Sinus generator van Heatkit is dit probleem aangepakt door drie lampjes in serie te gebruiken.
En deze generator heeft zeker een betere vervormings specificatie, maar de bounch wil je niet weten!

Als je naar de uitgangspanning kijkt zie je ook dat deze spanning hoe lager je komt in frequentie hoe hoger de spanning wordt.
Echt veel is het niet maar is wel het gevolg van het moduleren van het lampje in de lagere frequenties.

Met wat spelen met type lampjes en de uitgang spanning kan je het redelijk kneden, maar 0,002% THD bij 20Hz is met lamp stabilisatie moeilijk te halen.
Je komt dan al snel bij andere technieken uit, die de schakeling flink complexer maakt.

Groet,
Bram

Maar die Philips set is continue afstembaar van 20Hz-200kHz en in een aantal bereiken omschakelbaar, maar het idee om de schakeling te upgraden zie je niet zitten als ik het goed begrijp. Duidelijk!!

Frappant dat de NE5534A bij 10kHz 0,0017% vervorming heeft, bij 10kHz zou de NE5534A (volgens de datasheet) niet beter dan 0,003% presteren.
De transistor versie met 0,0028% zit zelfs nog daaronder.

Yep meer transistortjes op een substraat is niet perse beter. Het is handig voor de gebruikers omdat er minder onderdelen op een PCB zitten. Dat is alles. En IC's zoals opamps werden ook in het lab in den beginne discreet opgebouwd door de ontwikkelaar, getest en goed bevonden voordat de tekenaar een chip gaat ontwerpen. Oke je propt er wat npn, pnp overgangen in prutst en soms meerdere basissen in, maar elke PN overgang is er één.
Met al zijn onhebbelijkheden. Dus uiteindelijk compenseren op stabiliteit, fasereinheid ect. Daarom vind (vond) ik het leuk om een Nyquist diagram te maken op de oude manier van tegengekoppelde (audio) versterkers. Maar hé de moderniteit kan niet bestaan zonder the old fashionated way!

Morge,

RAAF12,
Klopt, ik ga niet verder met de Philips schakeling, dat vind ik zonde van de tijd.
De Philips schakeling is veel te onstabiel ondanks dat als je hem precies op DC niveau instelt er goede THD waarde mogelijk zijn.
Moet weer wel de temperatuur niet veranderen anders schiet die THD weer omhoog.

Wat betreft de NE5534A versie die ik liet zien, die heb ik even "kaal" getekend en gebouwd.
De Frequentie instel potmeter en de condensatoren schakelaar staan niet in het schema, maar dat is heel simpel toe te passen.

Bobosje en anderen
Met wat tuning en/of schema aanpassing kan bij 10KHz de THD nog wat lager uitkomen in de hogere frequenties voor de NE5534A schakeling.
Dat de transistor schakeling van Philips dat na precies instellen van het DC niveau haalt bij 10 of 10KHz, komt door de dikke klasse-A buffer met de BD139-16.
Vergis je niet, er loopt totaal ongeveer 40mA door de Philips schakeling en die lage THD komt ook doordat ik R16 had vervangen door een 4mA stroombron met een LM334.

Verder is de bandbreedte van de Philips schakeling erg groot, dit door de in verhouding grote stromen waar de transistoren op zijn ingesteld.
Als versterker trapje zie ik pas bij 4MHz dat de versterking daalt bij een versterking van het trapje van ongeveer 6x.
Dit is ook te zien aan de blokweergave die ik eerder liet zien van de blokgolf weergave.

De THD bij de NE5534A is tot 100KHz niet zo'n groot probleem, maar de THD als je deze laag wilt houden beneden de 1KHZ,
zit hem in de AGC regeling met het lampje, hoe "trager" het lampje, hoe lager de THD en dan ook meer bounch.

Je een JFet zoals al eerder is aangegeven, kan weer met precies instellen van de JFet schakeling ook goede waarden bereikt worden.
In de componenten tester die op het ogenblik in een topic besproken wordt kan je zien hoe de JFet kan worden toegepast in een Wienbrug schakeling.
Let ook op de timing van het filter aan de Gate van de JFet, hoe lager de frequentie hoe hoger de condensator waarde is aan de Gate(C5 t/m C8).

Voor echt lage THD waarde moeten de weerstanden rond de JFet worden aangepast R9, 10 R12 en R13 en na de diode gelijkrichten moet er een integrator opamp komen.
Jullie begrijpen dan wel, dat de schakeling aardig wordt uitgebreid / complex wordt.
Ook zal er meetapparatuur nodig zijn voor het goed afregelen van de schakeling.

Een sinus generator die complexer is en goede eigenschappen heeft is de Tregellas schakeling, maar dat zijn dan vier opamps die gebruikt worden.
Hij wordt kort beschreven in onderstaande topic op 8-Mei 2013 om 12:33 in mijn XR2206 functie generator topic.

https://www.circuitsonline.net/forum/view/112672#highlight=tregellas

De generator met de XR 2206 in de link is een leuk project, jammer is dat een goede XR 2206 lastig te koop is, veel is rommel uit China.
Deze generator levert nette signalen voor Sinus en Blokgolf en heeft een vaste 50 Ohm uitgang impedantie.
In drie bereiken van 10Hz tot 50KHz, geen goede gelijkloop potmeter nodig en door gebruik te maken van de LM334 stroombron is een groot bereik
mogelijk in één bereik stand zoals b.v. 100Hz tot 5KHz, wat het grootste deel van het audio frequentie gebied is, is makkelijk aan te passen als je het wilt.
Nadelen? natuurlijk het blijft een XR 2206 dus de THD als deze goed is afgeregeld is rond de 0,5%.
Pikkies op de Sinus uitgang, dat heeft deze XR 2206 generator bijna niet meer, dat is opgelost door toepassing van C5 over R1 in de schakeling.

Maar ik doe weer te veel zijsprongetjes!
Het is gewoon vrij lastig iets te maken dat een groot frequentie bereik heeft voor Sinus signalen en dan ook een lage vervorming.
OK, nog één zijsprongetje, een DDS van Analog Devices en dat is de AD9893B met een opamp buffer er achter levert over een zeer groot frequentie bereik 0,06% THD.
Dit DDS IC is redelijk makkelijk aan te sturen met een Arduino en is goedkoop als module te koop.

Groet,
Bram

Over zijsprongetjes gesproken; is dit ook een Philips bouwprojectje?

Wel mooie gele 1% condensators die gebruikte Philips ook in de bouwpakketjes. Maar wat het ontwerp is kan ik zo niet zeggen. De PM5105 zou kunnen, er zit een stereopotentiometer in net zoals bij de NL 6832. Het schema staat oa. hier, maar dat is de /01 uitvoering
https://elektrotanya.com/philips_pm5105-01_100khz_wien-bridge_sine-squ…

edit: gewijzigd want er zit een stereopot in

Daar had ik het over in de draad

Destijds waren er speciale vacuum R53 thermistors

de R53 die only UK was en hier niet te krijgen. Zo te zien heeft heeft deze knakker er wel een kunnen kopen. Lucky guy.

Op donderdag 12 juni 2025 09:13:44 schreef Harm J Seef:
Over zijsprongetjes gesproken; is dit ook een Philips bouwprojectje?

100% zelfbouw zo te zien, misschien wel geïnspireerd op commerciële bouwpakketjes.

Van de gelijkstroominstelling van deze oscillator snap ik niks van. Ik heb de indruk dat je in deze oscillator niet willekeurige transistoren (die je toevallig in je bakje hebt) kan nemen. Voor mij ziet de gelijkstroominstellingen nogal gammel uit. De basisspanning van de 1e transistor staat op ca 1V. Bij het minste of geringste spanningswijziging spert deze transistor.
Ik ben eigenlijk een beetje nieuwsgierig wat de werkelijke spanningen op de pootjes van de diverse transistoren zijn.

Het is geen probleem ik heb dat setje jaren gebruikt, je moest die instelpot goed instellen en dan was die zo stabiel als wat. Ook in de winter of zomer.
Je ziet spijkers op laag water. Philips was niet zo dom om een halfbakken pakket in de markt te zetten. Bouw hem anders na kan je zelf testen!

Gewone ongesorteerde transistors, de tegenkoppeling laat de eigenschappen van de individuele transistors op de achtergrond verdwijnen. Rondgaande versterking=1.

[Bericht gewijzigd door RAAF12 op donderdag 12 juni 2025 21:07:28 (22%)]

Just for the fun of it, in LTSpice doet ie het ook.

Zou ik deze toongenerator als echte schakeling willen bouwen? Nou nee, het is een te kritisch ontwerp.
De beloofde 1V uitgangsspanning (Vt of Vrms) is zonder clipping / distortie in de simulatie niet haalbaar.
Distortie is laag wanneer de uitgangsspanning rond 200mVt ligt en dat bij een benodigde voedingsspanning van maar liefst 23V.

Hij zat idd rond de 1V rms, 0.92V as my memory serves me well hé het is 40 jaar geleden hé. Maar ik zal wel af en toe wat te draaien aan de instelpot want dan keek ik op de scope en probeerde ik hem net iets lager te zetten voor de laagste vervorming dat kon ik niet zien de sinus wat prachtig mja je wist het, dán was de THD het laagst! Maar dit soort schakelingen zaten ook in fabrieks spul dus je had er maar mee te dealen. Dat er heden ten dage betere oplossingen zijn is denk ik algemeen bekend.
En om de grondvorm eruit te filteren met een dubbel T netwerk kon je het residue meten wat weer een maat was de vervorming door de audio amp zelf. Het leuke is dat je geen dure spulletjes nodig hebt als de techniek erachter en wat zelfbouw je met de paplepel is ingegoten! Nou ja je moet er wel iets voor doen, natuurlijk. Zo en nu een eenvoudig ontbijt bij de Mac en een krantje op het zonovergoten terras scoren.

Leuk dat je met zo'n simulatie programma overweg kan. Heb je ook ingegeven de hFe van de diverse transistoren? Want dat was het punt meen ik van OHMpi, die wilde selected componenten. Dat inschakelen zag ik ook mooi live op de scope. En zet hem maar eens op 30Hz fun!!!

Hi Bobosje,
Zou je de FFT willen laten zien van LTspice ?