Генератор с низкими искажениями

[shkal]

Как и обещал, выкладываю схему

[Dzyabenko]

Прочитал всю ветку. Пока читал, недоумевал. Для чего это? Во имя чего? Не сомневаюсь в высокой квалификации всех написавших. И вот после прочтения стало ясно: для спортивного интереса. Ведь для реальных прецизионных измерений одного генератора мало. Надо еще такой же прецизионный анализатор спектра, а его никогда в домашних условиях не изготовить. Но самое главное, мы до сих пор не знаем, что измерять. А договориться пора, т.к. без такого договора каждый измеряет свое и на основании таких измерений делаются какие-то выводы, часто совсем противоположные. Предлагаю пойти по пути Евгения Лукина и разработать генератор с рядом Фиксированных частот. И пусть их будет всего несколько, но на этих частотах мерять должны ВСЕ. К этому генератору должны быть разработаны свои фильтры. Далее. В тот же корпус вставить генератор 19+20 кгц., а на выход усилителя-полосовой фильтр 1 кгц. И пусть это будет нашим стандартом измерений. Фикстрованное без особого труда можно изготовить прецизионным. А кому надо измерять АЧХ, советую простой цифровой генератор (Радиолюбитель, №6,1994г, стр.38). Действительно простой, Кг=0,01 и над ним можно еще подумать. Можно увеличить разрядность, применить более быстрые микросхемы и т.д.

[shkal]

Надо еще такой же прецизионный анализатор спектра, а его никогда в домашних условиях не изготовить

Это не сложно для фиксированных частот. Т-мост+малошумящии усилитель+звуковая карточка приличная, например E-MU1616m.

но на этих частотах мерять должны ВСЕ

Не вижу никаких проблем. Пусть Вася измеряет на 1 КГц, а Петя на 5 - это не принципиально, а вообще-то надо смотреть изменения спектра во всём диапазоне частот.
Делать один генератор для измерений спектра, второй для измерений АЧХ, третий для ещё чего-нибудь - просто непрактично. Для измерений АЧХ достаточно простого функциональника. Если уж делать прибор, то он должен быть универсальным.

[classDfan]

А кому надо измерять АЧХ, советую простой цифровой генератор (Радиолюбитель, №6,1994г, стр.38). Действительно простой, Кг=0,01 и над ним можно еще подумать. Можно увеличить разрядность, применить более быстрые микросхемы и т.д.

Уважаемый, вспомните Булгакова, его фраза бессмертна, и особенно актуальна сейчас :"...не читайте советских газет, особенно перед обедом." Прикиньте разброс вых.сопротивления ключей в ИР2 и резюков сумматора, возьмите хоть 0,5 % резюки с "0-м" ТКС, и сразу поймете, в каком месте эти 0,01.
shkal на абсолютно правильном пути, мало того, подход и проработка очень правильные ! Не пытайтесь сбить автора ветки, благодаря ему у нас есть шанс "поиметь" очень хороший прибор, а если Вам удастся выполнить роль Сусанина, то наши шансы стремятс к этим прелавутым 0,01. С уважением.

[viktor8m]

Shkal, я так же хочу спаять себе аналоговый (без всяких ЦАП) генератор синуса (для проверки АЧХ, диапазон 10Гц-50кГц, искажения до 0.01%) и мне нужна точная АРУ. Сначало хотел использовать идею двух пиковых детекторов из постов 167 (от misha88) или 168 (от вас), но сегодня пришла идея (см. рисунок) совместить пиковый детектор со схемой хранения, в итоге хватает одного пикового детектора, а к задержкам в схеме управления, включая ключ, не предъявляются жёсткие требования (и до 1 мкс не проблема). Работает схема АРУ следующим образом: в одну половину периода синуса ключи Q1 и S1 не проводят, а пиковый детектор выделяет амплитуду синуса. В момент изменения полярности синуса компаратор Х3 (кстати, здесь и к этому нет жёстких требований, не требуется срабатывание точно по нулю, можно и при паре десятков милливольт, что позволяет ввести в компаратор гистерезис с помощью ПОС, а задержка допустима до 1 мкс, так что и LM393\324 думаю подойдёт) запускает одновибратор Х5, который на время порядка 4 мкс (это меньше половины времени полупериода синуса с макс. частотой 50 кГц) замыкает ключ S1, т.е. на конденсаторе С2 будет заряд, соответствующий амплитуде синуса. После окончания действия одновибратора Х5 с небольшой задержкой (1-2 мкс) запускается одновибратор Х4 так же на время порядка 4 мкс, и полевик Q1 разряжает (не обязательно до конца) конденсатор С1 (впрочем, с помощью дополнительной логики вместо одновибратора Х4 можно сформировать импульс, длительностью от конца одновибратора Х5 и до смены полярности). Затем полярность меняется и т.д. Ваше мнение по поводу этой схемы.

[shkal]

Я думаю, это никому не нужные усложнения. Вполне достаточно обычного двухполупериодного детектора на 2-х ОУ и интегратора после него. У нас там вся пляска шла вокруг получения нулевых пульсаций после детектора, а если не стоит жёстких требований по искажениям, не стоит и огород городить. А в принципе схема рабочая, она в Амбере используется, только в качестве ключа там трансимпендасный ОУ LM13700, через него глитч меньше лезет, там входной диффкаскад запирается по эммитеру.

Я моделил, дальше не пошел. Вместо триггеров правильно использовать одновибраторы с фиксированной длительностью времени заряда, как у тебя, или у меня ранее.

[viktor8m]

она в Амбере используется

Посмотрел на схему Амбера, там иной принцип, т.к. там схема выборки используется для получения пикового значения синуса с помощью определителя верхушки синуса, и к схеме выборки и определителю верхушки синуса предъявляются довольно жёсткие требования по точности и моменту времени (иначе от периода к периоду напряжение на запоминающем конденсаторе будет плавать даже при постоянной амплитуде синуса), в моей же схеме никаких жёстких требований нет (пиковый детектор всегда автоматически выделяет пиковое напряжение, а схема выборки нужна только для того, чтобы позволить разрядить конденсатор пикового детектора в противоположный полупериод), но в обоих случаях ключ в схеме выборки любой не поставишь, из тех, что мне доступны, остановился на DG441\ADG441 (из тех, что мне доступны, имеют наименьшие токи утечки, привнесённый заряд и ёмкости), как он вам? И ещё, стОит ли менять величину конденсатора в пиковом детекторе и схеме выборки по диапазонам генератора?

[shkal]

Я ж написал, возьми в качестве ключа lm13700, он же NE5517, глитч меньше лезть будет.
http://www.onsemi.com/PowerSolutions...t.do?id=NE5517
Конденсатор в пиковом детекторе можно не переключать, если утечки позволяют работать на НЧ диапазоне. В интеграторе - надо смотреть устойчивость всей петли АРУ, так навскидку не скажешь.
В пиковом детекторе надо обращать внимание на переходную характеристику детектора, так как первый ОУ работает на ёмкостную нагрузку, и если будут выбросы на переходной, конденсатор С1 зарядиться до напряжения, большего чем входное.

[viktor8m]

Я ж написал, возьми в качестве ключа lm13700, он же NE5517, глитч меньше лезть будет.

По моему, для моей схемы lm13700 будет не правильно работать, я интегрирую изменение пикового напряжения синуса, которое за счёт схемы выборки постоянно на весь период (в этом это аналогично схеме Амбера, поэтому там lm13700 уместен), напрямую же подключая к пиковому детектору lm13700 это нарушает, да и как сравнивать с эталонным напряжением, уж проще, как я и задумал.

В пиковом детекторе надо обращать внимание на переходную характеристику детектора, так как первый ОУ работает на ёмкостную нагрузку, и если будут выбросы на переходной, конденсатор С1 зарядиться до напряжения, большего чем входное.

Действительно, планирую поставить OP275 (из тех, что имею, по совокупности характеристик, таких, как смещение, входной ток, быстродействие, он лучше всего подходит, если макс. частота 50 кГц), но вряд ли он рассчитан на нагрузку значительной ёмкости, значит добавлю на его выход каскад с ОК (видел такое решение в даташитах).

[shkal]

По моему, для моей схемы lm13700 будет не правильно работать, я интегрирую изменение пикового напряжения синуса, которое за счёт схемы выборки постоянно на весь период (в этом это аналогично схеме Амбера, поэтому там lm13700 уместен), напрямую же подключая к пиковому детектору lm13700 это нарушает, да и как сравнивать с эталонным напряжением, уж проще, как я и задумал.

Прочитал фразу раза 4, но так и не смог понять её смысл. Что нарушается-то?
Ты свою схему в микрокапе моделировал? Поставь реальный одновибатор и ключ 441 в схему и посмотри напряжение в точке соединения R7 R8.

[viktor8m]

Прочитал фразу раза 4, но так и не смог понять её смысл.

Я хочу, чтобы на интегратор всегда подавалось уже устоявшееся пиковое напряжение синуса. В Амбере это происходит за счёт применения схемы выборки (именно на время выборки запирается интегратор там, чтобы на него не воздействовал переходный процесс схемы выборки). При применении lm13700 (и подобной) с пиковым детектором запирать интегратор надо как на время разрядки конденсатора пикового детектора, так и на время зарядки этого конденсатора (это как минимум четверть периода), для этого я бы предложил такую процедуру: lm13700 открыта на время отрицательного полупериода и запирается, как только начинается полож. полупериод (как и раньше это определяет компаратор), одновременно с запиранием lm13700 от компаратора срабатывает одновибратор и на время порядка 3 мкс включает полевик разрядки конденсатора пикового детектора, после окончания импульса одновибратора конденсатор пикового детектора начнёт заряжаться вплоть до амплитуды полож. полупериода, а с изменением полярности синуса откроется lm13700 и т.д., т.е. lm13700 будет работать через полупериод (нужны малые токи утечки запертой lm13700, особенно для низких частот). Как вам такой алгоритм работы и подходит ли для этого lm13700 с точки зрения утечек? И ещё, как выбрать номинал конденсатора в lm13700?

P.S. Я решил для снятия АЧХ спаять генератор по принципу функционального генератора, а вот для проверки искажений собрать генератор на фиксированные частоты и очень малыми искажениями, и вот именно для него мне и интересна качественная схема АРУ.

[shkal]

Алгоритм рабочии вроде, но надо привязывать импульсы управления LM13700 не к входному сигналу, а ко второму одновибратору, который будет открывать её на фиксированное время. При этом эквивалентная АЧХ такого интегратора как-бы автоматически перестраивается при изменении частоты входного сигнала, что крайне полезно при формировании АЧХ АРУ в целом.

[viktor8m]

Читая одну из книг по электр. измерениям (1978 года кстати), наткнулся на интересный способ убрать пульсации при применении пикового детектора без необходимости в коммутациях (см. страницу из книги и мой вариант, проверенный в программе).

[viktor8m]

Алгоритм рабочии вроде

На этой неделе появилось немного свободного времени, и я запаял АРУ по алгоритму из поста 210 (управляет умножителем AD633). Работает очень стабильно, переключение ёмкостей в интеграторе (lm13700) не понадобилось (поставил фольговый полипропилен 0.1 мкФ, ток интегрирования 0.1 мА), в пиковом детекторе полистироловый 15 нФ (оптимально вышло для работы от 10 Гц до 50 кГц), нагруженный на буфер с очень малым входным током (OPA602B), вся схема управления на одном LM339 (его быстродействие хватает для алгоритма из поста 210 вплоть до 50 кГц). Спасибо shkal за идею сброса конденсатора пикового детектора коротким импульсом фиксированной (вне зависимости от частоты) длительности, благодаря которой и стал возможным алгоритм из поста 210.

[shkal]

Интересно. Какой пролаз на выходе получился?

[viktor8m]

Интересно. Какой пролаз на выходе получился?

А как его оценить? Управляющий сигнал на осциллографе выглядит как полоса DC. По гармоникам выходное напряжение генератора ещё не проверял, это я могу сделать только дома.

[shkal]

На звуковую карточку подать управляющий сигнал спектралабом посмотреть.

[viktor8m]

На звуковую карточку подать управляющий сигнал спектралабом посмотреть.

Понял, завтра дома сделаю (заодно и гармоники проверю), на работе компьютер со встроенным звуком, да и нельзя сторонние программы устанавливать.

[viktor8m]

В управляющем напряжении примерно 0.5 мВ перем. напряжение (в спектре в основном первая гармоника), на выходе генератора также в основном первая гармоника немного выше шумов. Правда у меня слабая старая звуковая плата с уровнем шумов 92 дБ.

[shkal]

Кстати, если нужен ген на фиксированную частоту, то вот http://www.tmworld.com/electronics-n...ement-circuits
Несложно и недорого.

[Vovk]

Вот, если кому интересно, еще готовая конструкция генератора из е-бая (для тех, кто не любит много паять).
Они, на 1 кГц, там закончились, но, возможно парень еще наделает. На 10 кГц еще есть.