Мой несложный вариант измерения сверхмалых гармонических искажений компьютером

[viktor8m]

Таких тем есть наверное с десяток только на этом форуме и сотни на других, но не понравилась ни одна опубликованная схема по разным причинам, в том числе по достоверности измерения амплитуд гармоник ниже -130дБ (а хочется проверять разные пассивные детали, а также провода и контакты). При построении нужной схемы надо учитывать несколько моментов. Во-первых, схема должна быть малошумящей (причём с учётом всех пассивных элементов, которые при больших значениях шумят больше, чем ОУ). Во-вторых, гармоники надо усилить (чтобы расширить динам. диапазон АЦП), но есть ограничение по максимальному входному напряжению АЦП звуковых плат (как правило это 2.8-3 Vp-p), поэтому максимальное усиление определяется степенью подавления основного тона (реально подавление 60-70дБ). И наконец, схема должна иметь низкие собственные искажения. Для подавления основного тона выбрал стандартный пассивный Т-мост, т.к. у метода компенсации деление амплитуд всех гармоник одинаковое (а у Т-моста верхние гармоники практически не ослабляются), а активный РФ сложен и недопустимо в моём случае искажает. Во всех виденных мною опубликованных схемах с пассивным Т-мостом используют стандартный усилитель с посл. ООС, что не обеспечивает нужного мне собственного уровня искажений (в т.ч. из-за синфазных помех), я же использовал композитный усилитель с парал. ООС (см. схему), в итоге уровень собственных искажений основного тона ниже -140дБ (конденсаторы С1-С4 это полистирол К71-7, резисторы R1-R5 это металлоплёнка на 1 Вт), а выбором ОУ и номиналов пассивных деталей получен собственный входной шум менее 0.3 мкв. Также приняты меры, чтобы не усиливать частоты 50 и 100 Гц (см. АЧХ на рисунке).

[Wired]

практические результатьі будут?

[viktor8m]

практические результатьі будут?

Практические результаты чего? Измерений деталей? Сама схема спаена на макетке (паял как нарисовано на схеме, никакой красоты трассировки не добивался, показывать не стОит) и проверена на генерацию, АЧХ и шумы. Измерений ещё не делал (не закончил переделывать свою звуковую плату M-Audio Audiophile 192).

[Wired]

интересует именно результат измерений, как в реале оно получилось, хотябьі и звучку саму на себя

---------- Добавлено в 15:17 ---------- Предыдущее сообщение в 15:14 ----------

красоты трассировки не добивался, показывать не стОит

та то фигня...

[pokos]

Дело хорошее. Я режектор на Т-мосте использую для таких измерений года с 90-го, только без усилителя. Даже осциллой можно мерить весьма успешно.

[kaskod]

Я режектор на Т-мосте использую для таких измерений года с 90-го, только без усилителя.

Аналогично, только я его ставлю между выходом испытуемого устройства и входом звуковой карты, почитай с усилителем выходит

Offтопик:
(с)Всё украдено до нас

[viktor8m]

Offтопик:
(с)Всё украдено до нас

Не понял, что украдено. Оригинальность схемы из поста 1 (может кто-то так же делал, но я не видел) не в применении Т-моста (этому способу лет 70 наверное), а в применённом усилителе и включении Т-моста в парал. ООС (и поэтому великолепные характеристики).

[Johny]

Оригинальность схемы из поста 1 ... в применённом усилителе и включении Т-моста в парал. ООС...

Если Вы собираетесь делать патентную заявку, тогда маловато оснований.

...не понравилась ни одна опубликованная схема по разным причинам, в том числе по достоверности измерения амплитуд гармоник ниже -130дБ ...

Парочку примеров "непонравившихся схем" можно бы показать или упомянуть, особенно по части достоверности.
И пару слов, если не затруднит, об области применения этой методы.
Спасибо.

[viktor8m]

Если Вы собираетесь делать патентную заявку

Даже не было в голове (иначе бы не публиковал). Да и цель была не соригинальничать, а сделать себе наилучший вариант (если у Вас есть свой лучший вариант или ссылка лучшего варианта по характеристикам, то просьба выложить).

Парочку примеров "непонравившихся схем" можно бы показать или упомянуть

Сейчас трудно дать ссылки (не сохранял, т.к. не устраивали), но и здесь на форуме есть (можно найти через поиск) и в журналах за много лет были схемы, ни одна не устроила.

особенно по части достоверности.

Это моё личное мнение (имел ввиду недостоверность многих схем при измерении ниже -110 - -120дБ), спорить здесь не собираюсь (достаточно спорил по этому поводу за последние годы в других темах).

И пару слов, если не затруднит, об области применения этой методы.

Методы чего? Измерения гармонических искажений? Схема из поста 1 в смысле процедуры измерений никаких особенностей не имеет по сравнению с другими схемами на Т-мосте. Соответственно и области те же (естественно каждое проверяемое устройство или элемент требует соответствующей измерительной схемы).

[Johny]

Методы чего? Измерения гармонических искажений?

В каких случаях требуется измерение столь низких значений гармонических искажений, в каких устройствах это востребовано? В звуковых усилителях вряд ли необходимо достижение такой высокой линейности. Тогда где же?

[viktor8m]

Тогда где же?

Указал в первом посте.

[kaskod]

Не понял, что украдено.

Offтопик:
Шутка не принимай так близко к сердцу.

Сам способ и включение Т-моста в ООС тоже стар как мир. Я вообще слабо вижу отличий в применении пасивного Т-моста и такого способа. С пасивным т-мостом также можно измерять низкие искажения. Грубо подавление 40 дб основного тона, поднимаем усиление на 40д,, соотв уровень измеряемых гармоник ещё -40 дб. Всё это грубо, потому как т-мост немного давит и гармоники. А вот в таком усложнении как то смысла невижу. Уж такое моё ИМХО. Кстати чистота выходного сигнала с выхода звуковой карты тоже достигается путём фазовой компенсации гармоник. Очём это я .."nick" обрисовал когда то ситуация, хотя я её использовал сильно раньше.

[viktor8m]

Я вообще слабо вижу отличий в применении пасивного Т-моста и такого способа.

Отличие не в самом Т-мосте, а в усилителе (при парал. ООС он позволяет получить на порядок меньшие собственные искажения, что важно, когда надо померить ниже -120дБ).

Грубо подавление 40 дб основного тона, поднимаем усиление на 40д,, соотв уровень измеряемых гармоник ещё -40 дб.

Это не только грубо, но и не верно. По Вашей формуле на вход АЦП придёт совершенно не подавленный входной сигнал, и если я проверяю искажения на выходном напряжении скажем 15Vrms=42.4Vpp (и вообще выше 1Vrms), то перегружу вход АЦП (максимум 3Vpp), так что подавить на сколько-то, а потом усилить на столько-же лишено смысла. Кроме того, вот обеспечить качественное усиление после Т-моста и есть главная задача, что схема в первом посте и обеспечивает.

Кстати чистота выходного сигнала с выхода звуковой карты тоже достигается путём фазовой компенсации гармоник.

Во-первых, к этой теме это не относится (здесь о самом измерении, а не о генераторе), а во-вторых, не понял слово "тоже", в схеме из первого поста никакой фазовой компенсации гармоник нет.

[kaskod]

Это не только грубо, но и не верно.

Помоему это вы что то не допонимаете. На выходе давиться основной тон и чем это мы перегрузим АЦП ? На пальцах: на вход карты так и так сигнал идёт через делитель, почему надеюсь, ясно. Режектор ставиться между выходом уся и ВХОДОМ карты. Скажем имеем уровен основного тона 0дб, режектор давит -40 дб. СЛЕДОВАТЕЛЬНО НА ВХОДЕ КАРТЫ ИМЕЕМ -40 ДБ. Теперь мы можем либо крутить ручку громкости , либо тупо подстроить делитель чтоб на входе карты було вновь 0 дб, а вместе с уровнем основного тона растут и уровни гармоник, вот только с той разницей что основной тон задавлен, а гармоники лишь слехка ослаблены. Но грубо имеем возможность измерить уровни гармоник больше на величину подавления режектора. Если вы уловили мою мысль . Имеем 40 дб запаса. Подогнав опять уровень основного тона имеем соотв больший уровень гармоник и возможность увеличения возможности их измерения на те же 40 дб. Чем это вы собрались карту перегрузить ? Методика стара как мир и г3-118 с режектором

[pokos]

...вот обеспечить качественное усиление после Т-моста и есть главная задача...

С точки зрения измерений, правильно было бы употребить не усиление, а нормирование. Для этого в схему нужно ввести орган управления усилением. Тогда будет супер-люкс.

[kaskod]

Во-первых, к этой теме это не относится (здесь о самом измерении,

Offтопик:
Ладно после прочтения тобой сообщения я всё удалю , ты тут веселись сам

---------- Добавлено в 14:28 ---------- Предыдущее сообщение в 14:25 ----------

pokos, Нормировать это как ?Скажем 0дб ото 0,775вольт помоему , и то это условно. Я могу за 0 принять всё что мне угодно. Вы меня простите , но я не понимаю нафига после режектора сигнал усиливать .
--------------------
Я понимаю только идею активного режектора и всё.

[Wired]

Вы меня простите , но я не понимаю нафига после режектора сигнал усиливать .

Чтоб делитель на входе картьі не "крутить"

[pokos]

...Нормировать это как ?

Как обычно это делается. Чтобы максимально использовать динамический диапазон измерительного прибора.

[kaskod]

Чтоб делитель на входе картьі не "крутить"

Так его ослаблять приходиться, а зачем усиливать. Оно может надо было когда стандартные уровни были 200мв. Ах да типа для измерения гармоник на молом сигнале. Вот только смысл ?
-------------------------
Дык и заголовок темы должон быть "измерение гармоник на малом сигнале" а не ниже -130дб

Как обычно это делается. Чтобы максимально использовать динамический диапазон измерительного прибора.

Дискретный антенюатор рулит.

[viktor8m]

Помоему это вы что то не допонимаете.

У меня противоположное мнение.

На выходе давится основной тон и чем это мы перегрузим АЦП ?

На выходе чего? Если Т-моста, то верно, но Вы потом говорили про усиление на ту же величину, т.е. до АЦП имеется какой-то усилитель (или внешний, как у меня и в других схемах, и тогда с него сигнал подаём на линейный вход звуковой платы, или внутренний самой звуковой платы, и тогда сигнал подаём на микрофонный вход звуковой платы, но этот внутренний усилитель не ахти) и в итоге у Вас вход АЦП перегрузится, ведь этот усилитель усиливает все частоты, включая подавленный основной тон (странно, что не доходит).

Ах да типа для измерения гармоник на молом сигнале. Вот только смысл ?
-------------------------
Дык и заголовок темы должон быть "измерение гармоник на малом сигнале" а не ниже -130дб

Нет, именно измерение сверхнизких искажений на любом (вернее от 3Vpp до 60Vpp) выходном сигнале проверяемого устройства или измерительной схемы.