Miernik poziomu sygnału

[Jasiu]

Przeglądając pobieżnie notę AD8310 - to raczej inny przedział optymalnej pracy 10-200MHz .
A , przy zakresie 20Hz-100kHz nie mam gwarancji - że to poprawnie zadziała. Ciekawa jednak opcja na wykorzystanie w innych aplikacjach gdzie zapewne się sprawdzi.
Mogłeś wcześniej podpowiedzieć.....

Jakoś nie napatoczył mi się ten wątek. Do częstotliwości akustycznych idealny jest AD606, ale zakres dynamiki raczej jest mniejszy (bawiłem się nim, jest bardzo fajny). Można też połączyć kaskadowo dwa AD640 - tego nie próbowałem, ale pamiętam, że Analog coś takiego sugerował.

BTW - jeżeli dobierałeś "zwyczajne" rezystory, nie ma gwarancji, że do jutra (albo za tydzień) się nie rozjadą.

Pozdrawiam,
jasiu

[pcat]

.....cyt
Do częstotliwości akustycznych idealny jest AD606, ale zakres dynamiki raczej jest mniejszy (bawiłem się nim, jest bardzo fajny). Można też połączyć kaskadowo dwa AD640

BTW - jeżeli dobierałeś "zwyczajne" rezystory, nie ma gwarancji, że do jutra (albo za tydzień) się nie rozjadą.

Niech tak się nie dzieje.............

Układy które sugerujesz , faktycznie bardzo ciekawe. Są praktycznie całymi torami pomiarowymi -- pomimo , iż do innych zastosowań , aniżeli typowy zakres audio.
/bardziej pomiary z zakresów p.cz , w.cz/
AD606 i AD640 - szczególnie warte zastosowania w aplikacjach pomiarowych.

Użyty AD536 faktycznie wymaga wielu dodatkowych prac
/tzn. wzmocnić syg wejściowy-->AD536-->przetworzyć ADC--->dać dodatkową pracę
uC liczenie , logarytmowanie i wyświetlenie na LCD. / , potraktuję ten układ pomiarowy jako edukacyjny.

[pcat]

Dzielnik

Wzmacniacz wejściowy na UL1111 i MAA502

A , dalej jak na pierwszej stronie.............ADC----->uC----->LCD 2x16

Inna opcja układu wzmacniacza wejściowego z dwoma BF245 N-JFET i MAA502


ps. Jakim programem projektujecie płytki ? , i gdzie zlecacie wykonanie - jaki to koszt ?

[jackone]

Witam, jest to mój pierwszy post na forum ... więc proszę o wyrozumiałość ponieważ chcę się podpiąć pod temat.
Sam robię dla siebie miliwoltomierz (mikro) ale oparty o prezentację na mierniku wychyłowym. W tym celu wybebeszyłem multimetr UNI21, jako przetwornik stosuję AD637. Założone pasmo to 10Hz - 200kHz. I mam problem z szumami. tzn na zakresie 1mV (koniec skali, ku=60dB)) przy wejściu wzmacniacza zwartym do masy rezystorem 100kohm mam poziom szumu własnego około 19uV. Jako wzmacniacz wejściowy stosuję OPA140 a po nim dwa LF357 (wszystkie ku=10) na wszystkich trzech op-ampach są filtry dolnoprzepustowe około 350kHz(-3dB). Czy znacie jakiś sposób na zmniejszenie tego szumu bez zmniejszania rezystancji wejściowej (obecnie 1Mohm). Wiem że to trochę "sztuka dla sztuki" ale jest to praca typowo hobbystyczna i czas mnie nie goni... a chcę sobie "poszaleć".

Ja posługuję się Protelem 99SE. Płytki robię sam

[Romekd]

Witam.

Założone pasmo to 10Hz - 200kHz. I mam problem z szumami. tzn na zakresie 1mV (koniec skali, ku=60dB)) przy wejściu wzmacniacza zwartym do masy rezystorem 100kohm mam poziom szumu własnego około 19uV

W temperaturze 20 'C gęstość napięcia szumów termicznych rezystora 100 k wynosi 40 nV dzielony przez pierwiastek z Hz, co przy paśmie o szerokości 200 kHz daje napięcie szumów w okolicach 18 uV. Tak więc wartość otrzymana przez Kolegę (19 uV; o ile dobrze zmierzona) nie jest problemem, a wynikiem całkiem dobrym, a nawet wyśmienitym..

Pozdrawiam,
Romek

[jackone]

Więc co do wiarygodności pomiarów... rezystory w gałęziach sprzężenia zwrotnego to 10kohm/1% i 1kohm/1% więc ku=11 (a nie jak napisałem powyżej ku=10!), w pętlach równolegle wpięte kondensatory 10pF tworzące trzy filtry dolnoprzepustowe o Fg~350kHz, wejście zmostkowane do masy zworą więc w szeregu zostaje tylko rezystor 100kohm. Na wyjściu AD637 mam wartość 25mv więc dzieląc przez teoretyczne wzmocnienie wzmacniaczy uzyskuję wartość napięcia skutecznego szumów ~19uV. W załączeniu schemat wersji ewaluacyjnej i zdjęcia z pomiarów. Ale szukam możliwości pomiaru wartości np 10uV. Wiem że ograniczeniem jest tu szum termiczny... ale może jakiś trick układowy. Pomijając rezystancję źródła jak zrobić wzmacniacz wejściowy o impedancji np 100kohm z poziomem szumów poniżej 1uV w pasmie 200kHzw temperaturze pokojowej? Może ktoś zna sposób?

[pcat]

cyt............
............Na wyjściu AD637 mam wartość 25mv...........

1) A, jak kompensujesz napięcia niezrównoważenia poszczególnych wzmacniaczy operacyjnych i samego AD ? ,
25mV dużo za dużo
2) Jakie Masz przebiegi na poszczególnych wyjściach wzm. OP //np. fwe 100kHz 1mVrms//
3) Jakim napięciem zasilasz poszczególne stopnie.
4)kompsensację częstotliwościową z C10pF równolegle z R100k jak liczyłeś? -- i jak to pracuje powyżej 100kHz.
5)Zwiększenie impedancji wejściowej można zwiększyć np. wzm w ukł. bootstrap ,ewentualnie dodając układ różnicowy z tranzystorami np BF245

Ja , obecnie jestem z układem na etapie poniżej - brak czasu

[Romekd]

Witam.

Ale szukam możliwości pomiaru wartości np 10uV. Wiem że ograniczeniem jest tu szum termiczny... ale może jakiś trick układowy. Pomijając rezystancję źródła jak zrobić wzmacniacz wejściowy o impedancji np 100kohm z poziomem szumów poniżej 1uV w pasmie 200kHzw temperaturze pokojowej? Może ktoś zna sposób?

Nie ma jakichś specjalnych tricków. Można jedynie zoptymalizować konstrukcję stopnia wstępnego tak by uzyskać najniższe szumy dla danej rezystancji źródła sygnału. Tak zaprojektowany stopień nie będzie już niestety optymalny dla rezystancji znacznie większych i mniejszych od tej dla jakiej był tworzony (zmniejszając poziom wejściowego napięcia szumów pogarszamy wejściowy prąd szumów, przez co podłączając do wejścia miernika źródło o większej rezystancji wewnętrznej uzyskujemy dożo gorsze parametry szumowe). Z tego powodu nie da się zaprojektować jednego najlepszego układu (toru) dla bardzo różnych impedancji źródła sygnału. Uniwersalny nanowoltomierz, czy mikrowoltomierz powinien zawierać na wejściu trzy, lub nawet cztery przedwzmacniacze, odpowiednio przełączane dla źródeł o impedancji bardzo niskiej, niskiej, średniej i wysokiej.
Myślę też, że budowanie mierników poziomu sygnału i szumów o paśmie przenoszenia rzędu setek kHz, lub nawet pojedynczych MHz, dla zastosowań w technice audio, jest pozbawione sensu, gdyż tego typu urządzenia będą mierzyły wszystko wokół, tylko nie to co w audio jest naprawdę istotne, czyli będą "zbierały" i mierzyły wszelkie możliwe zakłócenia z przetwornic, zasilaczy impulsowych, zakłócenia przedostające się po sieci elektrycznej, a nawet sygnały pochodzące od stacji radiowych. Miernik może mieć szerokie pasmo (sam często używam miernika o paśmie 800 kHz), ale wówczas powinien być wyposażony w kilka bardzo pożytecznych przełączanych filtrów, np. dolnoprzepustowy 10 Hz i 100 Hz (do badania poziomu szumu różowego lamp i półprzewodników), środkowoprzepustowe o paśmie 300 Hz...3,5 kHz, 300 Hz...6 kHz oraz 20 Hz...20 kHz z możliwością przesuwania górnej częstotliwości granicznej tego pasma do 30 kHz, 50 kHz, lub 80 kHz, a także powinien posiadać specjalne filtry psofometryczne (telekomunikacyjne i do audio HiFi zgodny z krzywą A). Dopiero zawężenie pasma przenoszenia do niezbędnego minimum przy pomocy filtrów da możliwość dokonywania pomiarów sygnałów, zakłóceń i szumów o naprawdę niskich amplitudach.

W wakacje będę chciał rozpocząć budowę tego typu układu pomiarowego. Zamierzam na jego wejściu umieścić cztery rodzaje przedwzmacniaczy, w tym ultraniskoszumne, zbudowane na czterech wzmacniaczach AD797 i trzech innych układach dla wyższych impedancji źródła. Chciałbym by filtracje i pomiary napięć szczytowych i skutecznych dokonywał jakiś DSP (zastanawiam się nad wykorzystaniem w tym celu TMS320F28016).

Pozdrawiam,
Romek

[jackone]

Dziękuję za odpowiedź... i pozwolę ustosunkować się do Waszych wypowiedzi w kolejnych postach:

1) A, jak kompensujesz napięcia niezrównoważenia poszczególnych wzmacniaczy operacyjnych i samego AD ? ,
25mV dużo za dużo

- jak zwrócisz uwagę na schemat to zauważysz, że nie przenosi składowej stałej więc kompensacja napięć niezównoważenia jest zbędna (przy tych wzmocnieniach). AD637BRZ jest fabrycznie, precyzyjnie strojony.

2) Jakie Masz przebiegi na poszczególnych wyjściach wzm. OP //np. fwe 100kHz 1mVrms//

- jeszcze nie wiem, ale w wersji 2_0 (pierwsza płytka) miałem dość dobry prostokąt 250kHz. Jak przyniosę oscyloskop z piwnicy (15kg, 4 piętra ) to zrobię zdjęcia

3) Jakim napięciem zasilasz poszczególne stopnie.

- zwykłe 7812 i 1912 (+-12V) z podstawową filtracją. Ta płytka to trzecia z kolei w wersja tylko do testów (1 - uniwersalna, 2 - układ bez ekranowania z dwoma wzmacniaczami, 3 - widać na zdjęciach)

4)kompsensację częstotliwościową z C10pF równolegle z R100k jak liczyłeś? -- i jak to pracuje powyżej 100kHz.

- wzory pamiętam ze szkoły, i pomógł mi protel (patrz wykres), mały błąd się wkradł, liczyłem dla sprzężenia zwrotnego 9kohm i 1 kohm, a wykres jest dla troszkę większych wartości R w sprzężeniu więc teoretyczne pasmo troszkę zaniżone

5)Zwiększenie impedancji wejściowej można zwiększyć np. wzm w ukł. bootstrap ,ewentualnie dodając układ różnicowy z tranzystorami np BF245

- zwróć uwagę, że w układzie który masz w załączniku powyżej mam już Rwe = 10^13ohm. Układ bootstrap może cos pomoże. Natomiast układ różnicowy nic mi nie da

Teraz pozwolę sobie na trochę krytyki pod Twoim adresem Dzielnik wejściowy dla ~100kHz o rezystancji 100Mohm? Raczej nie dasz rady tego skompensować. Pamiętaj, że sinusoida po przejściu przez dowolny układ liniowy zostaje zawsze sinusem! Przepuść przez taki dzielnik falę prostokątną z nałożoną drugą prostokątną o częstotliwości x10 i amplitudzie /10. Załamiesz się

[jackone]

Do Romekd

Zaczynając od tyłu - zainteresuj się układem MAX9632, parametry podobne do AD797.
A co do reszty to niestety wiem... myślałem że coś od czasów szkoły się zmieniło (20 lat temu).
Do audio faktycznie nie ma sensu budowania układów o tak szerokim paśmie ale... niedawno miałem na stole układ DAC na PCM1795 i przesterowane OP227 . Co się okazało? DAC był uszkodzony i na jednym z wyjść miałem piękne szpilki o amplitudzie 3V i częstotliwości 96kHz. Odkryłem to dopiero po kilku dobrych godzinach. A mając odpowiedni miernik miałbym od razu informację że coś jest nie tak. Poza tym to praca własna dla siebie więc koszty i czas nie grają tak bardzo znaczenia
mam miejsce do wsadzenia jednej płytki o rozmiarach około 130mm na 100mm i dwóch około 80mm na 90mm plus płytkę zasilacza 25mm na 45mm więc mogę się bawić. W projekcie wstępnym założyłem instalacje filtrów 100Hz - 20kHz, 19kHz, 44100kHz, 96kHz i kilku innych i najważniejsze to pod wskazówkę LCD 3 i/1/2 cyfry do prezentacji wyników. Wstępne wyliczenia pozwalają na pracę urządzenia przez 4h na baterii 9V/350mAh(teoretycznie).
Ale dziękuję Ci bardzo za Twój post, rozwiał moje wątpliwości.
pozdrawiam
Jacek

[Romekd]

Witam.

Zaczynając od tyłu - zainteresuj się układem MAX9632, parametry podobne do AD797.

Porównałem oba układy i nie doszukałem się jakichś istotnych zalet wzmacniacza MAX9632. Ma nieco większy prąd szumów wejściowych i dość zbliżone napięcie szumów na wejściu, trochę mniejsze zniekształcenia, choć to może niekoniecznie, bo w przypadku MAX-a producent podał je dla dwukrotnie niższej częstotliwości (tylko 10 kHz). Poza tym pozostało mi jeszcze kilkanaście sztuk AD797, a MAX-a musiałbym specjalnie sprowadzać. Czym podyktowana jest Twoja rada by zainteresować się tym właśnie układem? Być może coś przeoczyłem

Do audio faktycznie nie ma sensu budowania układów o tak szerokim paśmie ale... niedawno miałem na stole układ DAC na PCM1795 i przesterowane OP227 . Co się okazało? DAC był uszkodzony i na jednym z wyjść miałem piękne szpilki o amplitudzie 3V

To akurat można wykryć oscyloskopem, bez którego nie wyobrażam sobie możliwości analizy działania jakiegokolwiek układu audio.

A co do reszty to niestety wiem... myślałem że coś od czasów szkoły się zmieniło (20 lat temu).

Muszę Cię zmartwić, gdyż większość posiadanej przeze mnie wiedzy pochodzi z jeszcze wcześniejszego okresu. Pojawiły się nowe podzespoły o rewelacyjnie niskich szumach, ale niestety są nieprzekraczalne granice, które właściwie zostały już dość dawno temu osiągnięte. Może ktoś z młodszych Kolegów ma ciekawe informacje w tym temacie?

Miernik zamierzam zbudować, gdyż do tej pory posługuję się kilkoma różnymi, dość już wiekowymi przyrządami, które jedynie nieco usprawniłem i dobudowałem do nich kilka "przystawek". Przydałby się jeden, bardziej współczesny, bardziej czuły, posiadające zalety wszystkich pozostałych.

Pozdrawiam,
Romek

[traxman]

Jak będzie potrzebna pomoc to się zgłaszam, chociaż mam teraz sporo innych zajęć.

[jackone]

Dlaczego Maxim??? może trochę z pazerności... Na rezystory wydam około 300PLN (0,1 lub 0,01 [%]), nakładka z aluminium z trawionymi opisami kolejne 150PLN, wycięcie otworu na LCD w skali bez jej uszkodzenia to kolejne 100PLN a MAXIM jeszcze wysyła sample i co ważne ich układy nie mają takiego zbycia na Al.... więc jest szansa na utrzymanie tego stanu rzeczy. Ponadto układy AD są generalnie bardziej kosztowne... a ten układ jest nowym opracowaniem i dosyć ciekawym.

To akurat można wykryć oscyloskopem, bez którego nie widzę możliwości analizy działania żadnego układu audio.

- to mam ale analogowe cudo DT6620, waga i wysokość (z piwnicy na 4 piętro) powoduje że zjawia się w mieszkaniu tylko w razie konieczności i to kosztuje dodatkowo jakieś czekoladki za 20PLN żeby wskaźnik WAF nie spadł za nisko

*****Wife Acceptance Factor****

...
a tak w temacie szumów. Najlepszy układ na OpAmpie to układ odwracający z rezystorami w pętli <1kohm, ale przy takim połączeniu rezystancja źródła będzie wpływać bezpośrednio na pętlę sprzężenia więc odpada zostaje klasyczny układ ze wzmacniaczem nieodwracającym i najlepiej o sprzężeniu stałoprądowym z badanym układem. Więc poziom "idiotoodporności" wyniesie 0 (w skali 0-10). Największy problem to to że ten projekt trwa już 1,5 roku i jeszcze nie jest nawet w fazie produkcyjnej ciągle coś zmieniam, rozbudowuję. Rozpocząłem od 100mV i 50kHz... w tej chwili jestem na 100uV i 200kHz. A dokąd dojdę jeszcze nie wiem. To tylko hobby
pozdrawiam
Jacek

[jackone]

Jak będzie potrzebna pomoc to się zgłaszam, chociaż mam teraz sporo innych zajęć.

pomoc zawsze mile widziana... jeżeli nie są to informacje typu "zjeść przed przeczytaniem" to z miłą chęcią skorzystam. Jeżeli na tym zarabiasz to chyba nie to forum. Ja na moim projekcie zarobię może podziw, ale raczej nie osób młodszych

[traxman]

A myślałem, że śnieg w maju to najdziwniejsza rzecz jak mnie dzisiaj spotka :roll: