Harmonic distortion meten

Frederick E. Terman

Golden Member

Ik wilde liever voor die Motorola gaan maar die heeft 1000KHz en ik moet 400 hebben.

Dat schema kun je wel aanpassen voor 400Hz. Overigens is de Motorola een Wien-brug met terugkoppeling, zo te zien.
Maar de Motorola meet niet zo diep. Zijn toepassing was anders. Vandaar ook natuurlijk dat die afregeling niet zo kritisch was, bedenk ik me.

De THD formules zien er ingewikkelder uit dan ze zijn.
En bij heel kleine vervormingen maakt het bijna niets uit of je nu deelt door de grondfrequentie, of door het totale signaal.

Uitgangspunt is in ieder geval dat je kijkt naar het vermogen van alle ongewenste harmonischen bij elkaar, en dat deelt door het totale vermogen (of door het vermogen van de grondfrequentie).

Daarna kun je deze vermogensverhouding in dB uitdrukken, door er 10 LOG van te nemen.
Of je kunt er de wortel uit trekken en dan maal 100% doen, voor een percentage (van de spanning).
Vervolgens heb je nog mensen die trekken eerst de wortel uit de vermogensverhouding om een spanningsverhouding te vinden, en doen vervolgens 20 LOG.
(als het goed is levert dat hetzelfde op als de eerste methode :+)

Aangezien effectieve spanningen óók volgens het 'totale vermogen' principe berekend worden, lopen de defininities gedeeltelijk samen. Vandaar de verwarring af en toe misschien.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
fred101

Golden Member

Ik heb net wat filters zitten simuleren en nu zie ik het probleem. Ik kom makkelijk tot 120dB (in simulatie) maar dan is de 2e harmonische ook 30-40dB onderdrukt. Dan zit ik mezelf rijk te rekenen. Het is erg lastig het stijl te maken met alleen weerstanden en condensators. Wel grappig, netwerkanalyse op DC.

Wij ons maar druk maken over paracitaire inductie enzo. Ik zat vanmiddag op iets van 450Hz. Met een regelbare spoel. Ik had nog van die potkernen liggen. Dus er zat iets van 100mH erin. Het stelbereik was iets van 4mH. Tja zou dat niet te grof zijn ? Nou dat viel tegen. 40mH in serie erbij, nog niet, nog een keer 40mH, nog niet. uiteindelijk met een hele rij van die dingen zat ik op precies 400Hz. Om een paar Hz te verstemmen moeten er tientallen mH's bij.

Het voordeel was wel dat deze de 2e harmonische niet verzwakte.
http://romux.com/projects/electronics/audio-distortion-meter

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

Op 31 maart 2011 00:09:25 schreef fred101:
Ik heb net wat filters zitten simuleren en nu zie ik het probleem. Ik kom makkelijk tot 120dB (in simulatie) maar dan is de 2e harmonische ook 30-40dB onderdrukt. Dan zit ik mezelf rijk te rekenen. Het is erg lastig het stijl te maken met alleen weerstanden en condensators. Wel grappig, netwerkanalyse op DC.

Staar je zelf niet blind op die simulaties. Normalerwijs vul je ze in met allemaal gelijke waardes of R1=2*R2. Vul eens zo'n schema met actief twin-t notch filter in met weerstandwaardes waar 0.5% variatie in zit. Is ook humor.

fred101

Golden Member

Dat doe ik standaard, dst kwam hier idd nogal prcies. Meestal komen de sims akelig goed uit. Natuulijk match ik wel de onderdelen als ik zoiets bouw.

www.pa4tim.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
fred101

Golden Member

Dat is toeval, Die ken ik, dat vond ik in een datasheet van een opamp. Ik heb zelfs een programmatje gemaakt waarbij ik de onderdelen kon uitrekenen. De formules stonden er bij. Ik heb zelfs zo'n grafiek gemaakt. Maar in de simulatie kwam hij tot 40 dB. Daarom ben ik er niet mee doorgegaan.

Dus eigenlijk is de vraag, hoeveel dB heb ik werkelijk nodig om 0,5 % vervorming te kunnen meten. Ik dacht 50 dB maar ik ben niet sterk in rekenen.

www.pa4tim.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
Rd12tf

Golden Member

Op 31 maart 2011 08:24:49 schreef fred101:
[...]
Maar in de simulatie kwam hij tot 40 dB. Daarom ben ik er niet mee doorgegaan.
[...]

Twee achter elkaar? :-)

Fred realiseer je wel dat als je een actief notch filter maakt met hoge verzwakking en grote Q dat er maar heel weinig hoeft te gebeuren of je zit net naast de fundamental frequentie. Ik was in dec. hiermee wat aan het prutsen (op breadboard dat wel) en een keer door de kamer lopen, even wachten (temp verschil oid) en mijn filter was verschoven, m.a.g. dat de fundamental weer keihard doorkwam. Het is niet voor niks dat in de THD vervormingsmeters van HP etc. de filters op de fundamental worden geregeld (met een mc1496 oid). Filters zelf zijn meestal maar zo'n -40db de rest wordt met een regelbare versterker weg geregeld.

Dit bericht is gepost met 100% gerecyclede electronen.
fred101

Golden Member

Ja, daar ben ik achter. Dat is niet echt handig om mee te werken. Zo instabiel als wat. Ik heb die gyrator wel ook op een breadboad gezet. Voor de zekerheid ook even echt symmetrisch ipv via een opamp het symmetrisch maken. De CO labvoeding in serie met mijn andere labvoeding. Nu heb ik dus een labvoeding minder. De Voltcraft leeft nog, de CO versie ruikt erg verbrand en de diplay geeft onzin :-(

Daarna mijn analoge oplossing wat bijgewerkt en met een tweede pot in serie voor de fijnafregeling zit ik nu op 402Hz. Ik had 693,1mVrms op de ingang en 2,109mVrms op de uitgang. Dat zou dus 0,3% vervorming (edit, volgens mij doe ik dit fout, FET gebruikt worteltrekken erbij en dan kom ik hoger uit ,maar die 2mV bevat dus nog 400Hz resten) Een elcheapo generatortje erop gaf aan dat het goed werkte. Dit alleen op de scope gekeken. 2Vtt gaf 240mVtt aan duidelijke harmonische die boven dat restant grondtoon uit piekte.

Edit

Met wat tweaken en een symmetrische voeding (nog geen idee waarom de CO voeding zich geroosterd heeft (hij geeft nu 32VDC)) doet de gyrator het nu beter. Helaas verzwakt hij de 2e Harmonische met 3dB.

Vin 2Vtt open klem, 0,7Vrms openklem,

LCR kring: 346mVrms aan de ingang. Max 280mVrms op de uitgang dus een behoorlijke verzwakking. Bij 800 Hz nog maar 230mV en bij 400Hz 4,216mV. Dat is voornamelijk een 400Hz signaal. De onderdrukking is dus niet hoog genoeg. En vreemd genoeg werkte het vanmmiddag met een groter ingangsignaal beter)

De Gyrator met een TL084 opamp:
342,4mV max op de uitgang. Best netjes dus. Maar bij 800Hz is dat nog maar 164,24mV, ruim de helft dus, op de FFT is dat ook 3dB dus dat klopt wel. Bij 400Hz ook hier nog steeds een draaggolf restant maar nu 4,072mV. Een fractie beter. Alleen wanneer ik meer signaal instuur ontstaat er intermodulatie op het FFT scherm dus dan meet ik iets wat niet in het generator signaal aanwezig is.

Tricky metingen hoor. Ik denk dat zelfbouw hier niet zal vallen. Voor mijn doel is het nu in ieder geval bruikbaar.

www.pa4tim.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
fred101

Golden Member

Op 30 maart 2011 22:31:23 schreef alex278:
[...]

Owgot, dat baggerschema. Dat ga je dus NOOOIT werkend krijgen. Heb je wel eens naar de componenttoleranties gekeken?

Alex,

Ik heb voor de gein dat ding toch in elkaar gestoken op een breadboard. En nog een met behoorlijke hoeveelheid draad en met open ongebruikte in/uitgangen van de ongebruikte opamp delen van de TL084.

Maar de eerste indruk is toch dat dit de beste tot nu toe is. Ik kan de draaggolf hierbij zover onderdrukken dat zowel op de FFT als de gewone trace niets meer te zien is. De onderdrukking op 800Hz lijkt ook minder, zo op het oog nagenoeg niets, maar ik had geen energie meer om dat nog precies uit te meten.

Ik heb de Gyrator ook nog even met andere opamps geprobeerd, oa de op07 maar dat was niks. De draaggolf onderdrukking was ongeveer gelijk. De Frequentie lag wel wat hoger maar er zat zoveel rotzooi (spikes) op het signaal dat het wel een SA ruisvloer leek.

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