вопрос по пассивному notch фильтр для измерений

[mart]

Сделал простую известную схему пассивного 2T-фильтра. Применена качественная коммутация, прецизионные резисторы SMD Panasonic 16K ±0.5% 1/10W ±25ppm/℃ 0603 High Precision & Low TCR SMD Resistors RoHS, и SMD керамика Murata NP0 (для 10kHz) и C0G ( для 1kHz). На выходе получил заметные гармонические искажения. Не пойму в чем причина. Шалит керамика? В шоке от результата

1. Схема и разводка

2. Измеренная АЧХ

3. THD в байпасе

4. THD c включенным фильтром

5. Вид готовых плат

[ViktKors]

Пишу тогда на JLCPCB претензию. Интересно, что ответят.

Я бы для начала запаял что-то свое сходных номиналов и убедился в нормальности работы.

А про фотку стандартный ответ - "изображение используется в целях иллюстрации и не обязательно соответствует внешнему виду товара"

[IVX]

Melf не обязательно, susumu RR,RG недорогие и порядка -140дб если не перегружать.

а вы знаете, с каким странным феноменом я столкнулся, когда тестировал сусуму 0402? Во первых, два 0402 почти эквивалентны по 3й гармонике с одним сусуму 0805, но два 0402 существенно удобнее в плане лэйаута т.е. их можно больше наплести вокруг оу, чем 0805, хоть и вдвое меньше. Я проверял это соотношение на 5в и оно сохранялось на 3в, на 1в итд, однако, если идти вверх, то 0402/0805 коэффициент быстро растёт и всё же, странно не это, а то, что казалось бы поделенное на 3 и даже на 5 одинаковых резисторов напряжение, должно снижать 3ю гармонику, но это не происходит на напряжениях 7в и выше. Представляете, пересчитываю сумму трёх резисторов сусуму на 5 резисторов, а 3я гармоника не падает и всё. Беру два сусуму 0805 и 3я падает на 10дб. Т.е выглядит всё так, будто на 3-5шт последовательно 0402 индивидуальные напряжения не поделились на 3-5.. Бред вроде, я даже утечки РСВ исключил для убедительности.. Спрашивал Путзейса - без понятия, прикрепил картинку, что я приготовил для него, поразмышляйте.

[ViktKors]

а вы знаете, с каким странным феноменом я столкнулся, когда тестировал сусуму 0402? Во первых, два 0402 почти эквивалентны по 3й гармонике с одним сусуму 0805, но два 0402 существенно удобнее в плане лэйаута т.е. их можно больше наплести вокруг оу, чем 0805, хоть и вдвое меньше. Я проверял это соотношение на 5в и оно сохранялось на 3в, на 1в итд, однако, если идти вверх, то 0402/0805 коэффициент быстро растёт и всё же, странно не это, а то, что казалось бы поделенное на 3 и даже на 5 одинаковых резисторов напряжение, должно снижать 3ю гармонику, но это не происходит на напряжениях 7в и выше. Представляете, пересчитываю сумму трёх резисторов сусуму на 5 резисторов, а 3я гармоника не падает и всё. Беру два сусуму 0805 и 3я падает на 10дб. Т.е выглядит всё так, будто на 3-5шт последовательно 0402 индивидуальные напряжения не поделились на 3-5.. Бред вроде, я даже утечки РСВ исключил для убедительности.. Спрашивал Путзейса - без понятия, прикрепил картинку, что я приготовил для него, поразмышляйте.

Честно говоря, не очень понял вопрос.

Емнип, вольтажный коэффициент определяется на предельном для данного типа напряжении.
Т.е. при прочих равных 0805 и 0402 имеют одинаковый вольтажный коэффициент при разном приложенном напряжении.

Т.е. если хочется снижать искажения, нужно включать последовательно резисторы того-же типа (не уменьшая "удельный" размер резисторов).

Ну и внутри одного типоразмера вольтажный коэффициент не постоянен.

Ну то есть корректным опытом было бы сравнение одного резистора и 4-х штук таких-же, но включенных последовательно-параллельно.
Вот если в таком случае вольтажный коэффициент не упадет - это реально повод задуматься.

Веселился с этим, когда думал схему для стаксов. На тех напряжениях все очень жестко упирается именно в подобные вещи.

[mart]

Оказалось, что при заказе подменили конденсаторы на X7R. Видимо это особенность сервиса JLCPCB, при чтении bom файла, при отсутствии нужных позиций, автоматически подменяет на подходящие по размеру и напряжению. На этапе заказа это можно было отследить, но я был не в курсе такой подставы

Спасибо, что помогли разобраться!

[Alex]

. Видимо это особенность сервиса JLCPCB, при чтении bom файла, при отсутствии нужных позиций, автоматически подменяет на подходящие по размеру и напряжению.

Ни разу не заказывал у них платы с пайкой, но что странно - то что они свой список компонентов делят на Basic-список и Extended-список (за компоненты с последнего, реже исползуемые общей массой заказчиков, берут еще троячек/компонент, за установку колеса в фидер и самого фидера на пнп-машину) еще пережить можно.

Но почему, при том что у них же есть свое отделение, торгующего компонентами - (LCSC), для PCBA они предлагают очень урезанный перечень а не весь. даже в Extended.

[mart]

Ни разу не заказывал у них платы с пайкой, но что странно - то что они свой список компонентов делят на Basic-список и Extended-список (за компоненты с последнего, реже исползуемые общей массой заказчиков, берут еще троячек/компонент, за установку колеса в фидер и самого фидера на пнп-машину) еще пережить можно.

Но почему, при том что у них же есть свое отделение, торгующего компонентами - (LCSC), для PCBA они предлагают очень урезанный перечень а не весь. даже в Extended.

Да, тоже замечал такое. Как то общался с LCSC, что у них стала дорогая доставка и привел им в пример JLCPCB, где доставка раза в 4-ре дешевле. Мне ответили, что организации у них разные. Как я понимаю, они входят в один концерн, но каждый живет по своим правилам.

[shkal]

IVX, Я там понял сусуми были оба два резистора в ООС - так взаимокомпенсация работает, а ещё нелинейность самого ОУ влияет, в общем каша получается, надо один резистор в ООС брать испытуемый, а второй какой-нить вишай с гарантированным 0.1 ppm коэф. напряжения - тогда видно будет.

[Alex]

Как то общался с LCSC, что у них стала дорогая доставка и привел им в пример JLCPCB, где доставка раза в 4-ре дешевле. Мне ответили, что организации у них разные

Ко мне наоборот, т.к. JLC из-за короны шлет только DHL-м, а это только начинается от $32.
А LCSC пока что и обычной почтой шлет. Я на работу оледов брал у них разных, баксов на 50, за пересылку 6 взяли.

[mart]

Ко мне наоборот, т.к. JLC из-за короны шлет только DHL-м, а это только начинается от $32.
А LCSC пока что и обычной почтой шлет. Я на работу оледов брал у них разных, баксов на 50, за пересылку 6 взяли.

В Россию нормальные цены через RU Special Air Mail. Год назад так же было у JLC

[Alex]

Год назад и JLC ко мне обычной почтой за 7-10 баксов слали.

[IVX]

Alex, что скажешь по моей задачке, а то прочие, похоже даже не понимают о чем речь идёт.

[ViktKors]

IVX, (пробовал, но в третьем лице обращаться заставить себя пока не могу), а Вы полагаете, что вольтажный коэффициент должен падать пропорционально количеству последовательных резисторов?

Я б еще спросил насчет того, являются ли ООСные резисторы в на схеме тоже 0402 (аналогично входным), но Алекс меня уже отругал как-то за задавание оскорбительных вопросов, так что это опционально.

П.С.

Вот смотрите, что дает элементарный расчет для случаев с вашей схемы:
Колонки: входное напряжение, номинал каждого из входных резисторов, их количество (N), номинал ООСных резисторов и их количество (M), ну и оценочная третья гармоника.

VCR взят отфонарный, так что некоторую константу можно (нужно) добавить для всех коэффициентов третьей гармоники.
Это на случай, если в ООС тот-же тип резисторов, что и входные.
Ну и без учета приколов с hot spots и с разбросом VCR разных резисторов

[IVX]

ViktKors, все резисторы на моей картинке 0402 сусуму, я мерил их 3ю гармонику на 3врмс, она ниже -130дб. В случае 10врмс входных и 5шт сусуму, напряжение на каждой будет 2врмс и ожидается снижение 3й гармоники vs случаем когда используется 2 сусуму, однако, 2, 3, 4 или 5 сусум 0402, не даёт снижения искажений на 10врмс входа. Резисторы в ОС вне подозрения, поскольку их там 1, 2 или 3(не помню пробовал ли 3, но 1 и 2шт без разницы), не меняет 3ю гармонику при входных 5врмс и ниже, а так же если на входе будут 2шт сусуму 0805.
По-другому задачу можно свести к следующей картине - резистор ОС идеальный, входных резисторов сусуму 0402 4шт, даём 5врмс на вход через резисторы 3 и 4, видим -135дб 3ю, дадим 10врмс через все 4шт, получим -125дб. Вопрос: почему так происходит?

[sia_2]

ViktKors, все резисторы на моей картинке 0402 сусуму, я мерил их 3ю гармонику на 3врмс, она ниже -130дб. В случае 10врмс входных и 5шт сусуму, напряжение на каждой будет 2врмс и ожидается снижение 3й гармоники vs случаем когда используется 2 сусуму, однако, 2, 3, 4 или 5 сусум 0402, не даёт снижения искажений на 10врмс входа. Резисторы в ОС вне подозрения, поскольку их там 1, 2 или 3(не помню пробовал ли 3, но 1 и 2шт без разницы), не меняет 3ю гармонику при входных 5врмс и ниже, а так же если на входе будут 2шт сусуму 0805.
По-другому задачу можно свести к следующей картине - резистор ОС идеальный, входных резисторов сусуму 0402 4шт, даём 5врмс на вход через резисторы 3 и 4, видим -135дб 3ю, дадим 10врмс через все 4шт, получим -125дб. Вопрос: почему так происходит?

Дело в том, что характер нелинейности у резисторов с металлодиэлектрическим или интерметаллидным рабочим слоем не описывается простой кубической зависимостью. Физический эффект там - насыщение подвижности носителей в больших электрических полях, причем "большим" оно является на межзеренных границах. Для подавления этого эффекта нужно или сильно увеличивать размер резистивного слоя, сохраняя геометрическое подобие (применительно к описанному эксперименту - использовать не 4 резистора вместо 2, а 8 - что непрактично) или использовать истинно металлические сопротивления. Кстати, применительно к RG, URG и RGH Susumu, нелинейность остается приемлемой для измерительных целей только у 0805, у 0603 она уже заметно (на несколько децибел) хуже. Лучшими в этом отношении оказались URG1206.

[poddel]

По-другому задачу можно свести к следующей картине - резистор ОС идеальный, входных резисторов сусуму 0402 4шт, даём 5врмс на вход через резисторы 3 и 4, видим -135дб 3ю, дадим 10врмс через все 4шт, получим -125дб. Вопрос: почему так происходит?

Если под "врмс" вы полагаете среднеквадратичное напряжение, то нужно соблюсти чистоту эксперимента для каждого резистора по выделяемой на нем мощности, гениальный вы наш.

[sia_2]

Если под "врмс" вы полагаете среднеквадратичное напряжение, то нужно соблюсти чистоту эксперимента для каждого резистора по выделяемой на нем мощности, гениальный вы наш.

А там одинаковое напряжение на каждом отдельно взятом резисторе и ток. В этом и цимес.

[Alex]

Alex, что скажешь по моей задачке, а то прочие, похоже даже не понимают о чем речь идёт.

Да не очень понятно. Но я вообще в такие места даже 0603 опасаюсь ставить, а уж тем более 0402.

[poddel]

А там одинаковое напряжение на каждом отдельно взятом резисторе и ток. В этом и цимес.

При одинаковых резисторах, во втором случае нужно подать около 7 врмс.

[poddel]

Тут сарказм ни к чему
VCR это не термоискажения, это практически "мгновенный" эффект. Ну как отвлеченная аналогия - как скорость срабатывания у полевиков, которая ограничивается в значительной степени емкостями.

**
Я сейчас сунулся в гугл, практически все что встречается по VCR относится ко всяким резисторам "плохих контактов", например к толстопленке. И упор делается на больших номиналах и напряжениях.
Тут случай малых номиналов, тонкопленочных резисторов и относительно низких напряжений. Может поэтому и непонятки.

**
Важен градиент напряжения на единицу длины проводящей дорожки резистора.
Я так понимаю, что именно этот фактор и привел к "непоняткам".
Длина проводящей дорожки резистора зависит от номинала. Меньше номинал - больше градиент (при прочих равных).
Ну и к тому-же у плоских смд резисторов дорожка очень негомогенна в смысле градиента напряженности. Каждый изгиб - это участки малого и большого радиуса кривизны. Т.е. чем меньше резистор, тем хуже его параметры в этом смысле.

**
Если понимать чуть шире, то у металлов сопротивление растет с температурой,
И ТКС металлов слишком велик для резисторов, кроме специальных сплавов (вроде того-же нихрома), где ТКС стабилизируется структурой решетки
В этом смысле фольговые резисторы хороши.

Но тонколпленочные - это не совсем фольга. В них тот-же нихром чуть другой, и ТКС выравнивается не решеткой, а смещением свойств в сторону полупроводниковых (у полупроводников - сопротивление падает с температурой). Все это сильно сложнее, но суть в том, что такой резистор уже не настолько линейный элемент, как фольга (хотя конечно несопоставимо линейнее всякого разного).

Соглашусь со всем. Тогда будем говорить, что для обеспечения одинаковости градиента напряжения на единицу длины проводящей дорожки - нужно соблюсти одинаковые условия эксперимента как для первого, так и для второго случая.

[ViktKors]

нужно соблюсти одинаковые условия эксперимента как для первого, так и для второго случая.

Конечно. Т.е. вот в таком случае искажения должны быть равны

И если они отличаются (так ли это, мне пока понять не удалось), это странно и непонятно.

А вот в таком случае можно рассчитывать, что искажений на правой схеме должно быть меньше чем слева. Но это не факт. Хотя справа вроде как и мощность меньше и напряжение на каждом резисторе


А чтоб проверить, что реально искажения становятся меньше (т.е. исключить остальную часть схемы/платы) схемы сравнения должны быть такими:


Это все конечно при условии идеальности ООСного резастора