Versterker voor Functie Generator

Hi hardbass,

Dank je voor het melden van de fout in het eerste schema!
Ik heb er kort even mee getest en daarna weer verwijderd, dus bij de meeste metingen zijn ze niet aanwezig geweest.

Ik heb het in het schema aangepast en als de pagina ververst wordt op je computer staan de dioden goed.

Groet,
Bram

Helemaal top, bij mij laat hij nog de oude foto zien, maar ik denk dat mijn telefoon het buffert. We zijn inmiddels aangekomen dus ik ga weer genieten van een lekker portje.

Hi,

Ik had vandaag wat tijd om de elektronica rond de LT1210 op papier te zetten en daarna in sPlan en op een BreadBoard om te testen of mijn gedachten kronkels ook werken.
Eerst zal ik even het bijgewerkte schema laten zien en onder het plaatje de uitleg!

.
Wat erbij gekomen is in het schema, dat is wat beveiliging en een mogelijkheid de uitgang uit te schakelen, dat gebeurd met de schakelaar S2 in het nieuwe deel van het schema.
Laat ik eerst even uitleggen hoe pen-3 werkt van de LT1210, met deze aansluiting kan je de stroombronnen sturen in het IC die aan de +rail hangen.
LT heeft aan die pin behalve Enable/Disable nog een tweede functie gehangen en dat is dat de ruststroom kan worden ingesteld, hoe hoger de ruststroom hoe groter de bandbreedte wordt.
Laat je pen-3 open, dat staat het IC ingesteld op Disable! hang je pen-3 aan ground dan staat de hoogste ruststroom ingesteld welke 36mA is.
Door nu afhankelijk van je positieve voedingslijn een weerstand naar massa te plaatsen vanaf pen-3 naar ground kan je kiezen voor 9mA of 8mA ruststroom, dit staat in de datasheet vermeld als jullie meer willen weten hierover.

Ik gebruik de hoogste ruststroom omdat ik de hoogste bandbreedte wil, dit omdat mijn versterking hoog is in de gebruikte schakeling(20x)
Dus pen-3 van de LT1210 hangt aan de +17,5V of wordt verbonden met ground.
Ik laat de schakeling drie functies uitvoeren:

1e
Bij inschakelen van de voeding duurt het ongeveer 0,2 seconde voor de uitgang gebruikt kan worden, die tijd pas ik misschien nog een beetje aan.

2e
Er komt een Enable schakelaar op het front van het kastje zodat ik het signaal dat uit de versterker komt kan uitschakelen.

3e
Ik doe wat metingen in het kastje aan warme onderdelen zoals de LT1210 zodat de uitgang afgeschakeld kan worden.

Hoe werkt het nu en als eerste de vertraging bij het inschakelen van de voedingspanning.
Intern word pen-3 al hoog getrokken en ik heb er een rode LED met en weerstand in serie parallel aan staan en Q1 de bovenste MOSFet geleid dan nog niet, ik help pen 3 nog een beetje met R8 van 22K om goed omhoog te gaan.

Dus pen-3 gaat gewoon mee omhoog met de +voedingslijn, maar condensator C3 aan de Gate van Q1 begint ook direct te laden via R6 van 4M7 en deze twee componenten zijn dominant wat betreft de inschakel vertraging.
Als de temperatuur sensor en/of de enable schakelaar niet is gemaakt wordt ook de condensator C1 van 0,47µF in het schema geladen via R4, R3 en R2, door de kortere RC tijd is Q2 eerder in geleiding.

Als S2 en/of de temperatuur sensor gemaakt wordt dan wordt via R4 C1 leeg getrokken en Q2 gaat hierdoor in sper, de enable LED gaat dan uit.
En als de temperatuur schakelaar in werking treed, gaat dat iets trager doordat R3 in serie staat van 100K door de RD waarde is hierdoor hoger en de uit tijd wordt dan wat langer,
maar dat is voor die functie niet zo erg, temperatuur beveiligingen zijn meestal traag door de thermische massa die meespeelt.
De temp sensor gaar via de rode Temp Error LED op de anode van deze LED als hij brand door een temperatuur fout staat dan ongeveer 1,7V,
R3+R4 samen met R5 is een spanning deler, R5 zorgt er voor dat als de Temp Error LED brand er niet meer dan 0,5V op de Gate komt te staan van Q2 zodat hij dan niet meer geleid.

De weerstanden die zorgen voor de sturing op de gate van Q2 het ik zo uitgezocht dat het betrouwbaar werkt,
punt A in het schema wat de gatespanning van Q2 is schakelt afhankelijk van de functie tussen 0,5 en 3,5V bij 17,5V voedingspanning.
De condensator waarde zullen misschien nog een beetje aangepast worden voor de timing, maar veel zal dat niet worden.

Dit deel van de schakeling heeft bijna evenveel onderdelen als het versterker trapje.
Maar dat is bij dit stukje meetapparatuur niet anders dan bij vele andere schakelingen die ik ontwerp.

Vandaag krijg ik een e-mail dat een iets grotere ringkern trafo waarschijnlijk toch eerder binnenkomt dan Maart van dit jaar en dat wordt week drie van dit jaar.
Dus daar wacht ik even op bij het ontwikkelen van de voeding.

De voeding
Ik hoop dat ik met de trafo die ik nog binnen moet krijgen van RS iets meer drop-out spanning overhoud zodat ik standaard LM317 kan gebruiken.
Anders worden het moderne regelaars van LT zoals dan 2x een LT3081 die ik in serie zet om een +- voeding te maken.
Met de LT3081 kan ik ook via een weerstand de stroombegrenzing instellen op een paar honderd mA, wat niet lukt bij een enkele LM317/LM337 regelaar, maar ik kan dan een PTC gebruiken.
Dus nog een hoop afwegingen...

SHOOT

Groet,
Bram

Bram,

m.b.t. het uitschakelen van de uitgang.
Ik zou de uitgang fysiek via een relais schakelen.

Hi Rene,

Yep, heb ik ook aan gedacht, maar in eerste instantie maar niet voor gekozen, ondanks dat dit voor de veiligheid de beste optie is.
Zoals je gezien hebt, heb ik de nadruk gelegt op signaal kwaliteit bij dit ontwerp en ik worstel met de ruimte en bedradings rond de connectoren.
En bij al mijn Fuctiegeneratoren zie ik kwaliteit verschillen als er een relais omschakeld, dat kan dus en/ook komen omdat er verschillende trapjes worden omgeschakeld.

Kan het, ja natuurlijk, maar ik ontwerp geen printje voor dit stukje meetapparatuur, maar maak het zoals ik de test opset heb laten zien, maar dan netter omdat ik nu de goed opstelling van de componeten weet.

Mocht ik toch van plan veranderen, dan kan pen-3 naar massa en in de drain van Q1 het relais opgenomen.

Groet,
BRam

Hi,

Het is alweer een maand geleden dat ik iets gepost heb in dit topic...
Dat is niet omdat ik niet wil, maar werk, gaar zijn en nog wat anders maakt dat ik niet zoveel post over mijn projectjes.
Maar goed, hier twee kleine deeltjes van testen die ik heb gedaan voor onderdelen van deze versterker voor ondermeer mijn functie generatoren.

Ik had nog even nagedacht over de opmerkingen van René betreffende het schakelen van de in en de uitgang van deze versterker met relais.
een paar dagen daarna ben ik in de relais bak gedoken om te zien of ik wat had dat geschikt was voor deze versterker.

Ik kwam bij een paar relais uit en ik vertel allen welke ik gekozen heb om te gaan gebruiken.
Om er voor te zorgen dat het relais zo min mogelijk het signaal aantast, heb ik voor een klein relais gekozen dat door de fabrikant ook wordt aangegeven voor HF toepassingen.
Ik heb een paar van deze relais dus liggen om ze toe te passen en hun type nummer is de: TQ2-24

Dit is de datasheet van het relais
https://www.bramcam.nl/NA/Generator-Amplifier/TQ2-Matsushita.pdf

.
En dit is de simpele schakeling die ik gebruikt heb, om wat relais typen te testen op constante overgang weerstand.
De basis wordt aangestuurd door een functie generator, de frequentie was tussen 0,5Hz en 200Hz.
Mijn Keithley DMM kan vrij snel meten, maar 200Hz is toch wat te veel voor goede metingen.
Dus de meeste metingen heb ik gedaan bij kleiner dan 1Hz en statische metingen.

De twee wisselcontacten van het relais worden parallel gezet voor een zo laag mogelijke contact weerstand.
De bedrading waarmee ik de overgang weerstand test, heb ik vast gesoldeerd om daar de weerstand zo laag mogelijk te houden en het is vier draad’s uitgevoerd voor nauwkeurige metingen.

.
Hier is zichtbaar dat alles gewoon aan het relais gesoldeerd is.
De blanke draad uiteinden worden met wat tips vastgezet in de ingang bussen van de DMM, hier is het lijdend voorwerp een Zettler relais die de zelfde grote heeft als het TQ2-24V van Masushita relais.
Jaja, ik weet het, weer netwerkkabel misbruikt...

Dit Zettler relais had gemiddeld een overgang weerstand rond 17mΩ
Maar de TQ2-24 zat regelmatig onder de 13mΩ en deze weerstand was ook netjes stabiel.
Dus de TQ2-24 heeft gewonnen door zijn mooie eigenschappen.

Ik heb ook nog geëxperimenteerd met de aangelegde voeding spanning, voor het beste resultaat hou dan de aangegeven spanning aan.
Bij 18V trok het relais ook goed aan, alleen was de overgang weerstand niet meer zo mooi constant laag.
Ik heb het relais op een hoge frequentie een tijd laten rammelen om te zien of de overgang weerstand daardoor veranderde, dat was voor zeg een half uur op 100Hz geen probleem.
Dus de keuze is gevallen op dit Matsushita relais, deze relais zijn voor weinig te koop bij E-O-O.

----------------------------

Tweede deel van deze post en dat gaat om een stukje elektronica dat uiteindelijk de twee relais gaat aansturen.
Ik had er geen zin in om daar een Microcontroler voor te nemen, wat ik nodig heb is de elektronica om met twee kleine drukknopjes een functie om te schakelen zoals dus het uitgang relais.

Daar zijn vele manieren voor om dit voor elkaar te krijgen en ik heb terug gegrepen naar wat ik ruim 30 jaar geleden bouwde voor soortgelijke functies.
Een collega van mij had het uitgezocht hoe dit simpel en betrouwbaar is uit te voeren en kwam met de RCA CD2024 Counter op de proppen.
Dit is een van de serie Ripple Counters die een Schmitt trigger ingang heeft om een dender vrij schakelaar gedrag te krijgen.
Verder moet het gebruiken counter IC ook Q1 beschikbaar hebben ander krijg je geen klik-aan, klik-uit functie.

Ook toen zijn een aantal projectjes wel eens misgegaan omdat er wel een 4024 counter was besteld maar niet van RCA en dat had die fabrikant geen Schmitt trigger ingang gebruikt.
Diezelfde ervaring had ik deze week ook weer.

Allen ging het dan niet om een 4024 maar om een 74HCT4520P van Philips en Philips had vaak ook Schmitt trigger ingangen allen niet bij deze 74HCT serie counters.
De grote leveranciers hebben alleen nog maar SMD versies van wat ik nodig had beschikbaar en die heb ik dus maar besteld.
Ik wou één IC gebruiken voor de twee drukknopjes, dit i.v.m. de beschikbare ruimte in het kastje.
Het is dus een HEF4518 geworden i.p.v. een HEF4520, beide zijn van het dual type, het verschil tussen deze twee IC's is dat de HEF4518 een BCD counter is
en de HEF4520 een Binaire counter, maar dat is verder niet van belang in mijn toepassing.

Dit is de basis schakeling, i.p.v. relais die aangestuurd gaan worden, heb ik in het schema een weerstand en een LED per uitgang opgenomen.

.
Deze Counters hebben twee Clock ingangen en ik heb er voor gekozen positief te clocken vandaar dat mijn schakelaars aan de + van het IC hangen.
De twee reset ingangen zijn doorverbonden en het Counters worden bij het inschakelen door C4 van 0,1µF gereset zodat de uitgang dan nul zijn.

Aan de ingang is een RC-netwerkje opgenomen ter onderdrukking van de dender van de gebruikte schakelaar, deze functie wordt uitgevoerd door R3 + C1 en R4 en C3.
R1 en R2 hebben twee functies, als eerste zorgen deze weerstanden er voor dat er voldoende stroom door de drukknopjes loopt zodat de contacten goed blijven werken.
De tweede functie is het ontladen van C1 en C3 als de schakelaar weer wordt losgelaten.
Een leuk voordeel van deze schakeling is, dat het verbruik al je niets aanstuurt zoals hier de LED's het verbruik extreem laag is.

Rechts op het BreadBoard zit de SMD versie van de HEF4518BT op een verloop printje en over het IC heb ik het voeding ontkoppel condensator gesoldeerd.
Aan de linkerzijde zijn de twee 100K weerstanden zichtbaar met de 10K naar massa, en het donker blauwe draadje gebruik ik om tegen de 100K weerstanden te tikken.
Dat is een goede manier om de dender functie te testen, als jullie het niet geloven, kijk dan maar eens met een scoop hoeveel dender je veroorzaakt met zo'n draadje.

.
De ringkern trafo die via RS moet komen was weer uitgesteld, dus daar ga ik niet meer op wachten, dus ik ga het 2x 18V 10VA model gebruiken.
Dat resulteert er wel dat ik meer moeite moet doen voor de voeding, ik hoe te weinig spanning op mijn buffer elco over om LM317/LM337 te gebruiken onder max belasting.
Dus waarschijnlijk ga ik regelaar gebruiken van LT voor de lage drop-out spanning.

SHOOT!

Bram

Prima.

De gekozen oplossing is goed maar als je meer knoppen of indicaties wilt hebben, zoals temperatuur of (uitgangs) spanning bewaking, dan is een microcontroller handiger.

Hi,

René, ik had al een groter kastje gekozen dan dat ik eerst wou, nu ik weer wat onderdelen binnen heb blijkt het nog krapper dan ik dacht.

Dit weekeinde een wat testen gedaan aan een netfilter opzet.
Een "gewoon" netfilter zou net passen, maar ik wil de in verhouding grote capaciteiten niet naar massa hebben.

Dus dat wordt dus een commonmode spoel met wat onderdelen er omheen en hieronder staat het schema van de test setup.
De Analyzer output zit net onder de 5V_TT en deze uitgang wordt aan de normale 230V ingang aangeboden.
Aan de uitgang van de trafo is één ding belangrijk voor deze test setup bij metingen boven de zeg 100KHz en dat is de rode verbinding tussen de twee 18V wikkelingen.
Maak je die verbinding niet, dat krijg je metingen die niet goed kloppen, in de praktijk hangen de twee 18V wikkelingen ook aan elkaar, in ieder geval capacitief.
De metingen zijn in eerst instantie uitgevoerd met de hand, dat is een functie generator en één van mijn RMS AC meters, pen, notebook om de meetpunten op te schrijven en daarna op log papier de grafiek te tekenen.

Schema

.
Dit is een grafiek van een van de eerst metingen die ik gedaan heb en daarna heb ik mijn Analog Discovery opgezocht en daarna verder gaan meten, dit i.v.m. de vreemde hobbel in de grafiek.

.
Dit is een sweep van alleen het filter zonder de trafo aangesloten, het begin van de grafiek begint dan ook op de "0dB" lijn.
Er zijn verder geen aberraties en generatie verschijnselen zichtbaar en zo hoort het ook.
Klik voor een grote versie!

.
Dit plaatje laat een sweep zien met de trafo achter het filter geplaatst, dit zoals aangegeven in het schema hierboven.
Nu ligt het niveau ongeveer 22dB lager bij de lage frequenties, dit komt door de omzetting van de trafo van 230V naar 18V, het zou iets meer dan 22dB moeten zijn, maar de trafo wordt hier onbelast gebruikt.
Er zijn twee aberraties te zien, rond de 36KHz en één rond de 150KHz.
Daar dit niet echt gepaard gaat met hele hoge op slingeringen vind ik het best zo.
Boven de 100KHz is de demping al 30dB en dat is wat mij betreft schoon genoeg.
Klik!

.
Ter vergelijking is dit een Schaffner filter waar geen spoel en condensator gegevens op staat.
Klik

.
Er is goed te zien dat een basis filter of dit nu Schaffner is of een ander merk veel minder filtert.
De rede is dat ik een commonmode spoeltje heb gebruikt van 47mH en een in verhouding grote condensator.
Dit grotere commonmode spoeltje past niet in een basis behuizing samen met een goede X2 condensator.

De volgende post gaat over de plaatsing van de trafo en filter componenten op de print in het kastje.

Shoot!
Bram

Hi!

Jaja hier geen Marketing OH maar electronica OH! *grin*

Ik was gisteren verbaasd... er werd gebeld en dat komt wel vaker voor omdat er een pakje was en ik dacht er komt vandaag niets.
Het was een besteller die een pakje bracht van RS, en wat blijkt het was mijn 2x 18V 15VA trafo die volgens de laatste berichten ergens half mei zou komen.

Snel wat metingen gedaan en ik blij!
Deze trafo door zijn hogere rendement en in verhouding lagere belasting dan de 10VA trafo levert onder max belasting zeker 3V DC meer.
Nu hoef ik geen speciale spanning regelaars te gebruiken en volstaat de LM317/377.
Ook hoef ik geen extra dikke elco's toe te passen en dat scheelt weer ruimte, dus toppy dat ik met deze trafo dit stukje meetapparatuur kan bouwen.

Natuurlijk krijg ik het niet voor niets en deze opmerking gaat over de ruimte die de grotere trafo inneemt.
Hier staan de twee trafo's naast elkaar, met in groene stift, zwart was op, de Ohmse weerstand van de wikkelingen.

.
De twee trafo's zijn wel even hoog de 15VA is allen breder dan zijn kleinere zusje.

.
Dit is een plaatje van een van de eerste pogingen om de trafo op de print te plaatsen, waarmee ik met redelijk wat zaken rekening moet houden wat de opstelling betreft.
De print wil ik niet hoger hebben dan het tweede sleufje in het kastje van onderen af.
De uitstekende printpennen worden natuurlijk bewerkt zodat er voldoende de afstand overblijft t.o.v. de kast.
Verder komt er onder de print waar de 230V aansluitingen op de print zitten een stuk isolatiemateriaal gemonteerd voor extra isolatie.

Ook ga ik de gaatjes rond de 230V aansluitingen uit de print halen, dus met een boortje de doormetalisering verwijderen.

.
Door de trafo ook vast te zetten met een M4 boutje komen niet alle krachten op de aansluitpennen terecht, en het geeft mij de mogelijkheid zoals hier zichtbaar is om ervoor te zorgen dat de print door het gewicht van de trafo niet doorbuigt.
Met een M4 inbusboutje en twee sluitringen kwam dit net goed uit.

.
De overgebleven ruimte op de print is niet groot, na de trafo komen daar nog de brugcel dioden en de elco's, want ik heb besloten de warmte van de spanning regelaars zoveel mogelijk aan de achterzijde af te voeren.
Dit is een van de pogingen van de plaatsing 230V componenten die ik wil gebruiken, en het commonmode spoeltje gaat nog één gaatje richting de trafo, zodat zijn pennen nog wat verder van de kastwand afkomen.

Rond de blauwe VDR heb ik een extra gaatje ruimte gelaten, dit i.v.m. de warmte die misschien gaat optreden.

.
Zo wordt ongeveer de achterzijde, twee kleine koelvinnen die uit een Cisco Pix Firewall komen, want we doen hier aan hergebruik van materialen.
De positie van de koelplaatjes licht nog niet helemaal vast, ik denk dat ze een beetje lager komen, dit omdat ik ruimt voor het schroefje nodig heb die de spanning regelaars vastzet.

.
Hier is te zien dat de koelvinnen niet echt hoog zijn, maar samen met het aluminium van de achterzijde moet het genoeg koeling zijn.
Volle uitsturing trekt de LT1210 rond de 180mA en er is nu ook weer niet zo heel veel marge in de drop out spanning.

.
Ik denk aan ongeveer deze opstelling voor de spanning regelaars, de extra regelaar is van het 5V type en het is een LF50 low drop en een lage ruststroom gekozen voor de warmtehuishouding zo optimaal te houden.
De ruimte onder de regelaars is bedoeld voor de instel weerstanden van de LM317/LM337 en de ontkoppel condensatoren.

.
Ik weet dat ik de metingen aan het filter met de kleine trafo heb gedaan en verwacht geen al te grote veranderingen in de response van de filter werking.
De hobbel zal op een ander punt uitkomen in de frequentie karakteristiek, als de tijd er is, zal ik het filter met de nieuwe trafo meten.

Groet,
Bram