blackdog
Golden Member
Daar de mens het noodzakelijke niet kan volbrengen, streeft hij naar het overbodige (Goethe)
Hi Heren, Dames ook!
Ik heb een Philips PM5171 meetversterker en hier wat info in dit topic over deze meetversterker.
Het meetinstrument lijkt zover ik het heb kunnen achterhalen ontwikkeld aan het einde van de 70 jaren.
Als eerste een Marketing folder gescored bij Helmuth.
www.bramcam.nl/Diversen/PM5171/PM5171-Helmuth.pdf
En dit is het Services Manual.
www.bramcam.nl/Diversen/PM5171/pm5171.pdf
Deze meetversterker is volgens de documnetatie vooral bedoeld voor metingen in het "Audio Frequentie Bereik"
De bandbreedte is in de lage gain settings een stuk beter en tot 40dB gain goed te gebruiken omdat er niet meer afwijking is dan 0,5dB bij 100Khz.
Tot 40Db gain is wat je meestal gebruik bij metingen in je LAB aan audio e.d. ( mijn LAB 
)
De 60dB gain setting is ook goed bruikbaar voor ruismetingen daar de 0,5dB afval bij mijn instrument boven de 20Khz bevind.
Als voorbeeld b.v. ruismetingen aan voedingen en referenties.
Dit is een blokschema van het versterker deel.
De hoofdversterker is opgesplitst in een DC en een AC deel, deze worden door twee Emittor weerstanden weer bij elkaar gemixt.
Leuke schakeling, ik heb deze manier meer gezien, ik dacht bij scoop ingangs versterkers.
Dit natuurlijk allemaal omdat er in die tijd weinig breedband opamps beschikbaar waren.
Ik weet nog, dat rond 1980 meeontwikkelde aan een Philips apparaat, en ik kwam met de CA3100 om toe te passen
in het ontwerp, waar ik toen mee bezig was.
Dit was de enige betaalbare breedband opamp die er was, mijn chef heeft aardig wat moeite moeten doen, dit component in de schakeling te houden 
Het liefst moest alles met Philips componenten worden opgebouwd, toen dacht ik al: je kan me rug op
We kregen lijsten met onderdelen die we mochten toepassen, begrijpelijk maar ook vaak een beperking van creativiteit en kwaliteit van de schakeling.
Maar het is niet anders in deze commerciele tijd....
Een volgend deel is de AC/DC omzetter, dit is een vrijwel standaard schakeling, met een opamp en twee diodes.
Er is wel "iets" speciaal aan deze schakeling, de opamp is uitgevoerd met een buffertrap, hierdoor kunnen de weerstandswaarden relatief laaag gehoeden worden en dit vergroot de bandbreedte.
De gebruikte opamp, een Siemens TAA761 is een appart type, heeft voor die tijd een vrij grote bandbreedte en die krijg je er aleen uit,
als je een goede buffer gebruikt.
Dit omdat de uitgang van dit IC van het "Open Collector" type is, in de AC/DC omzetten is 2K als Collector weerstand gebruikt.
Deze uitgang wordt gebuffert door BC547 en een BC557.
Hierna komt er een trap waarbij je de polariteit van het DC signaal kan kiezen.
Ook hier weer een spaciale mix van componenten, een BFQ10 die twee maal een 741 aanstuurd.
Nu neem je daar natuurlijk een moderde opamp voor zoals de LT1012/1013 of een moderne Fet opamp.
Als laatste de LOG converter, deze zet het gelijkrichte DC signaal om in een DC signaal met Log karakteristiek.
De schaal factor is 20db/Decade zodat je met een DVM of een analoge meter lineair dB's kan aflezen.
Er is een potmeter aanwezig, waarmee je het "0" niveau dat je gebuikt kan instellen.
Wat is er speciaal aan de LOG converter? hij is gekacheld!!!
Een LOG converter is erg temperatuur gevoelig als er schakeling technisch hier geen rekening mee wordt gehouden.
Men maakt hier gebruik van een transitor array waar twee transistoren gebruikt worden voor de LOG functie en de rest voor het oventje.
Twee transistoren worden als kachel gebruikt en de overgebleven transitor als sensor.
Het geheel staat ingesteld tussen de 80 a 90C, ik begrijp niet hlemaal waarom zo hoog in temperatuur.
Misschien hebben ze rekening gehouden met gebruik in de tropen en dan in een rek, dan kan de temperatuur flink oplopen.
Nu even wat plaatjes
Zijn postzegel...
Dit is van onderen af gezien, ja de print hangt op zijn kop in het kastje.
De orginale 115V zekering zit nog in het plastic zakje
De ingangs versterker trapjes zitten allmaal aan deze zijde.
De onderzijde van de print, voor bepaalde delen is er een laagje lak aangebracht.
Op deze manier is het voor mij de eerste keer dat ik het zo zie.
Kijk maar, echt op zijn kop...
Waarom laat ik dit oude apparaat zien en besteed ik er tijd aan?
Omdat ik ervaring wil opdoen met meetversterkers en daarbij graag kijk hoe anderen het doen.
Wat me bij deze versterker opvalt zijn de volgende zaken.
Bandbreedte is erg afhankelijk van de gain setting.
Zeer beperkte bescherming van de ingang.
Afregelen kost veel tijd, en een aantal potmeters, hebben een te groot regelbereik.
Er is gekozen voor een hoge voedingsspanning, er is dus makkelijk 10V RMS voor hande naan de uitgang ( bij 600 Ohm belasting )
Log mogelijkheid met vrij goede temperatuur stabilisatie.
Voor de gene die een conclusie willen horen, voor de tijd dat hij ontwikeld was en zijn bedoelde toepassing
is het in mijn ogen, een goed meetapparaat.
Ook nu nog goed toepasbaar, maar om het even in perspectief te zetten, een moderne DMM met dB functie verslaat hem makkelijk.
Heb je hem alleen als versterker nodig, dan kan je natuurlijk geen moderne DMM gebruiken, deze hebben geen versterker functie.
Het is een leuke aanvulling voor mijn instrumentarium en ik heb er nu al van geleerd, hoe ik mijn eigen meetversterker moet gaan opbouwen.
Gegroet,
Blackdog
Mijn koppijn speeld zich parten, als het goed is zijn de plaatjes nu zichtbaar...
Gadget_inc
Je hebt tijd of je hebt geen tijd ! als je geen tijd hebt, waar is die dan gebleven ? https://ledverlichtingsoest.com/
Plaatjes werken niet !
Hier gedeeltelijk. Bram is waarschijnlijk nog aan het uploaden
blackdog
Golden Member
Daar de mens het noodzakelijke niet kan volbrengen, streeft hij naar het overbodige (Goethe)
Hi,
Even een aanvulling beteffende de LOG converter.
Daar heb ik er zelf ook nog een van gebouwd en ik laat hier dus wat plaatjes zien van mijn bijna 30 jaar oude bouwtechnieken
Maar eerst dit, een plaatje van de ruis als de PM5171 op 60dB gain staat, aan de ingang een 50 Ohm dummy weerstand.
Het valt niet mee, de 50Hz er uit te krijgen, tijdens de meting heb ik een metalen plaatje tegen het kastje gehouden en dit met een snoetje verbonden met massa.
In het geel zie je op het scherm wat het meetinstrument van de HAMEG scoop vind wat de RMS en de PP waarden zijn.
Als je opzoekt, wat gemiddeld genomen de verhouding is tussen RMS en PP kom je uit tussen de 6 a 7x.
Hier geeft de meters een verhouding aan van ongeveer 10x.
De rede, weet ik niet zeker, misschien heeft de nog aanwezige brom hiermee te maken en/of de resolutie van het meetinstrument in de scoop.
De gevoeligheid van de scoop staat op 10mV/Div ingesteld, door de gain van 60dB (1000x) wordt dit dus nu 10uV/Div.
Ik had al aangegeven dat de bandbreedte ruim 20Khz is bij 60dB gain.
Nu naar de LOG converter die ik heb gebouwd, beetje stoffige foto's
Het is alleen een LOG converter, de gelijkrichter zat in een ander kastje.
Vele typen gebouwd waaronder een synchroon type, dus schakelaars (SD5000) Low Charge Injection types,
Met een hele snelle comparator voor die tijd LT1016, nog steeds lekker snel touwens.
Met achter de comparator level translators om de SD5000 goed te kunen aansturen.
De SD5000 zijn 4 hele mooie schakelfets zonder stuur electronica, vandaar die level translators.
Allemaal mooi en prachtig, maar een LTC1968 is nu veel simpeler als breedbandige gelijkrichter...
Voorkant van het kastje
Nu kijk je van achteren tegen de voorkant aan, links bovenaan zie je de 4,5 digit paneel meter opgebouwd met TI IC's.
Het kleine blauw printje links onder is de print van de voeding stabalisatoren.
De logconverter, de rode cirkel is de MAT02E dual transistor met daar opgeplakt die speciale temperatuur gevoelige weerstand die de drift van de MAT02e compenseerd.
De rode circel zijn wat meetweerstanden die zweven, dezeheb ik gebruikt om het geheel af te regelen.
1K, 10K, 100K.
Een close-up van de ingangs sectie, je kan nog net zien dat pin-2 van de geselecteerde LT1012 omhoog gebogen is,
en zwevend aan dieverse onderdelen verbonden.
Dat is de enige manier om zo min mogelijk lekstromen te krijgen.
Bovenaan zie je een 10K 0,01% weerstand deze wordt gebruikt voor de Spannings ingang.
Dit plaatje verraad mijn HF achtergrond, zeer goede ontkoppeling van de voeding.
Getest met FM zender en de 27Mhz zender van mijn buurman
Simpel en het was effectief genoeg.
En als laatste het schema op ruitjes papier getekend in twee stukken.
Ook deze LOG converter heeft de mogelijkheid de "0" referentie van de uitgang te verschuiven.
Dat is bij dit schema +-20dB.
Ook komt de 10V spannings referentie naar buiten, als je deze met de "U" ingang verbind kan je de ijking controleren.
Shoot @ IT!
Gegroet,
Blackdog
electron920
Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Hi Blackdog,
Even tijd om te lezen beetje druk op dit moment, vraag jou ontwerp is 100dB weet je ook de nauwkeurigheid per decade.
Dus als je zeg bovenste lijntje scope 0dB en 1k ga dan 1 div naar beneden en daarna naar de tweede div enz.
Verder weer een mooie behuizing.
Gr Henk.
rbeckers
Overleden
Bram, je hebt gelijk met je opmerking dat in sommige scoops een apart DC pad was/is, dat na bewerking weer bij het AC pad werd gemixed.
Bij de meetversterker zou ik zowel ingang en uitgang beschermen.
De logconverter (geen diodes bij de 78xx/79xx!) zou ik nu met een breedband log converter van Analog gebruiken.
blackdog
Golden Member
Daar de mens het noodzakelijke niet kan volbrengen, streeft hij naar het overbodige (Goethe)
Hi Heren,
Henk, dank je.
Ik zal het voedinkje eens opzoeken en weer eens een sweep doen en noteren wat het bereik is en de nauwkeurigheid over het hele bereik is.
Verwacht niet dat die -100db binen 5 % is, dat is al erg in de ruis Seebeck gebied.
Maar ik laat het binnen een paar dagen weten, ding is trouwens zeker een jaar of 3 niet aan geweest.
Rene
Sorry, daar ik nog niet van je bestaan afwist *grin* heb ik ook je diodes niet geplaatst.
Eerlijk gezegt weet ik niet meer of ik daar wel aan gedacht heb toen ik dit meetinstrumentje bouwde.
Zie het maar als voortschrijdend inzicht
Ok wat beveiliging betreft, de "I" ingang is erg moeilijk te beveiligen, alles wat je er aanknoopt kost je lekstroom en Seebeck irritaties...
Het was toen een leerzaam projectje, voor het eerst met een redelijke 10V referentie aan de gang.
MAT02E zien te scoren, en vooral ook de speciale tempco weerstand.
Nu is dit alemaal redelijk makkelijk, maar bijna 30 jaar geleden niet!
Een goede onderdelenboer was ondermeer Malchus en Texim, verder had je voor speciale chipbakker
kleine importeurs.
Ik herrinner nog de Heer Rick Boelee van Alcom B.V. die hielp me toen aan de Eerste Linear Technology IC's.
Rond die tijd ook de zeer snelle opamps en buffers van National Semiconductor aangeschaft LH0032, LH0033.
Dat was pas duur, maar er was niets beters te koop.
Later ook Elantec spul gekocht, snelle opamps en buffers.
Harris semiconductor IC waren moeilijk te krijgen, ik had wat in de dump gescored rond die tijd, ook mooie producten.
En nu maar zaniken op diverse fora, dat sommige IC's zo duur zijn, ik betaalde bijna 100 Florijnen voor 1 IC!
René, hoe ik nu zou oplossen? waarschijnlijk zoals jij dat ook zou doen
Later wil ik met jullie hier even "bomen" over hoe een beveiliging van een meetversterker ingang op te lossen.
Dat doe ik wel in een nieuw topic.
Ik ben dus bezig met mijn ruis meetversterker, maar wil ook iets universeels hebben.
De specs zal ik op een rijtje zetten en laat jullie meebeslissen wat zinnig is, als jullie het willen.
Nu is het tijd om te relaxen...
Gegroet,
Bram
blackdog
Golden Member
Daar de mens het noodzakelijke niet kan volbrengen, streeft hij naar het overbodige (Goethe)
Hi Henk
En anderen die dit intressant vinden...
Ik heb het voedingskastje gevonden van mijn LOG converter en het geheel opgestart.
Ik heb niets afgeregeld alle waarden zijn zoals de laatste dat ik de laatste kalibratie had uitgevoerd samen met het onvermijdelijke verouderings proces.
Dit is de LOG converter met zijn voedingskastje, de voeding is dubbel uitgevoerd, hat kan dus nog een meetinstrument voeden.
Hier wordt de -60dB waarde aangegeven op de paneelmeter, 0,08dB er naast.
Dit is als -80dB t.o.v. het maximale ingangs niveau van +10V op de "U" ingang.
Dit zegt de DMM van de aangeboden spanning, 0,1% er naast, natuurlijk niet absoluut maar mooi genoeg voor deze meting.
Nu nog een keer 10x een lagere spanning aangeboden 100uV, kon het niet nauwkeriger instellen, de resolutie van de gebruikte voeidng liet dit niet toe.
Ik zit er zonder hem opnieuw af te regelen, er bij -100dB t.o.v. het Max (+20dB). iets meer dan 1dB naast.
Op het display beneden de -80 dB gaat het snel mis, dit zal zondermeer te maken hebben met lekstromen en offset van de LT1012 opamp.
De uitgangsspanningen staan op het frontje Henk maar dit nog even voor de duidleijkheid.
1V/Decade. dat is 1V per 20dB, bij het aanbieden van 10V op de U ingang dan is de uitgang spanning hier -1V DC.
Bied je niets aan, open ingang, dan staat er bijna +6V op de uitgang (zou een 140dB bereik betekenen voodoo waarden )
De uitgang 10mV/dB doet wat hij zegt, 10V op de U ingang, geeft hier -200mV.
Bij een open ingang gaat de spanning naar bijna +1,2V (de -120dB)
Zover en snelle meting laat zien, van een niet al lang niet gekalibreerde converter,
is de afwijking tussen +20 en -60db (80 in totaal) een paar tiende van een dB.
Blijf je binnen de bovenste 60dB bereik, dan is met goede afregelingen paar honderste haalbaar.
Gegroet,
Blackdog
electron920
Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Hi Blackdog,
Dat ziet er in het geheel niet slecht uit.
Maar ben je van plan een nieuwe te ontwerpen? mijn log converter is 80dB ik gebruik geen tor maar diode in de terugkoppeling.
Ik wil ook een nieuwe ontwikkelen met meer als 100dB en een snelle respons ook moet in mijn geval de gevoeligheid omhoog.
Maar eerst het versterkertje maak in overleg met necessaryevil een nieuwe topic aan.
Gr Henk.
blackdog
Golden Member
Daar de mens het noodzakelijke niet kan volbrengen, streeft hij naar het overbodige (Goethe)
Hi Henk,
Ik heb mij LOG Converter afgeregeld, tenminste binnen de tijd die ik had.
De waarden zijn nog wat beter bij -80dB (dat is -100dB van zijn range) ongeveer een 0,5 dB afwijking.
Beter dan welk LOG-IC dat ik tot nog toe, ben tegen gekomen
Aan de lage kant kant krijg je natuurlijk wel last van lek en bias stromen.
Ik kan bij -100dB het binnen een dB of 3 krijgen, dit is -120dB t.o.v. maximaal.
Dit is echter niet zo stabiel en wat Henk ook al aangaf, het wordt daar traag...
Ik denk om het bereik nog groter te maken een beter opamp nodig is, dan de door mij geselecteerde LT1012 en een hogere maximale stroom.
Ik denk dan aan een geselecteerde setje transistoren met lage Rbb of parallel schakeling van 2 stuks MAT-12,
de quad MAT-14 is geen optie, deze heeft een hogere Rbb en dan schiet je er nog niets mee op.
Je zou een aantal ZTX851 kunnen selecteren en deze thermisch koppelen en dan met een hogere stroom gaan werken.
In mijn schakeling is dit bij 10V 1mA, ik zou nog in mijn schakeling tot 2mA kunnen gaan voordat de Rbb echt gaat meespelen.
Voor extra groot bereik, zou ik dus gaan voor uitgezochte transistoren en kijken en/of een moderne chopper opamp met voldoende lage bias.
Met een beetje sleutelen vermoed ik, dat je dan zeker 20 a 30dB meer bruikbaar bereik zou moeten kunnen krijgen.
Door ook extra bereik aan de bovenzijde te kiezen (meer stroom) win je in ieder gevaal ook een flink stuk snelheid van de schakeling.
Ik heb er geen toepassing voor, mijn kastjes staan al jaren in de kast ongebruikt...
Ze zijn gemaakt voor een audio meetset die uit losse onderdelen bestond.
Ik ben gestopt deze onderdelen te gebruiken toen ik de Audio Precision meetset aanschafte.
Daar zat veel meer mogelijkheden in dan mijn zelf gebouwde onderdelen.
Ik ben nog steeds blij dat ik het toen gemaakt heb, het heeft een stevige basis gelegt,
voor mijn ontwikkeling van precisie intrumenten
Gegroet,
Blackdog