Прецизионный НЧ-генератор своими руками

Valentin Gvozdev

Да, там будет декадный переклчатель, как и в Г3-118. Увы, но размер галетников ПГ39 с припаыянными к ним резисторами (там получается круг диаметром около 5 см) не позволяет совсем уж плотную компоновку органов управления на передней панели. Поэтому уместить все в размер ПП корпуса G717 (примерно 85*215 мм) нормально не удается. А вот пр ПП размером ~250*100 (корпус G733) уже все вполне спокойно влазит и еще место остается для дальнейших фантазий. К тому же, все эти галетники отъедают немало простарнаства внутри корпуса, так что в G717 вряд ли удастсся запихнуть все платы и блоки.

Так что уже заказал и корпус, и тор для блока питания.

Уже справшивал, но повторю - никто не подскажет схему или хотя бы наводку на оную для формирователя менадра из синуса, чтобы размах генерируемого меандра был равен или хотя бы пропорционален размаху входного синуса (т.е просто триггер Шмиттта не подойдет)? Есть желание дополнить генератора возможностью генерировать прямоугольный сигнал.

Реклама

khach

Формирователь меандра с сохранением амплитуды- два пик детектора для задания верхнего и нижнего уровня и компаратор. Выход компаратора привязан к уровням пик- детектора, т.е там не такой уж и простой каскад. Можно просто на двух ключах сделать, но на фронтах будут приключения.
Мне же желателен двухтональный генератор с небольшой расстройкой между частотами. Если возьму 4 канальный ALPS и добавлю во второй канал небольшой потенциометр расстройки, думаете получится что то путное? Блок схема типа как на приложенной схеме, но хочу иметь возможность перестройки по частоте, желательно с компа. Поэтому и потенциометр с моторчиком. Нашел схему моста Вина с управлением частотой на оптронах, но там с качеством спектра все не очень хорошо.

Реклама

El-Eng

Valentin Gvozdev писал(а):...никто не подскажет схему или хотя бы наводку...

Можно использовать связку формирователь меандра плюс усилитель-ограничитель с регулируемым порогом ограничения, установив этот порог в соответствие с амплитудой синуса, но, ИМХО, проще поставить формирователь меандра до регулятора выходного уровня.

Valentin Gvozdev

Формирователь меандра с сохранением амплитуды- два пик детектора для задания верхнего и нижнего уровня и компаратор. Выход компаратора привязан к уровням пик- детектора, т.е там не такой уж и простой каскад. Можно просто на двух ключах сделать, но на фронтах будут приключения.

Да, это вряд ли самому удастся "изобрести". Я по простое своей думал примерно так. Берем выходной синус, пускаем на два одинаковых пик-детектора, отличающихся полярностью. Каждый из которых хотя бы просто из диода и ЭП, заряжающего некий конденсатор относительно большой емкости. В результате на этих конденсаторах получаем двуполярное постоянное напряжение, пропорциональное размаху сигнала. Далее ставим два усилителя тока (те же ЭП), и с их выходов тупо запитываем что-то типа 561ЛА7 или 561ТЛ2. На вход ей - ослабленный синус с выхода генератора - на выходе получаем меандр, примерно равный по амплитуде амплитуде синуса. С учетом того, что питать 561-ую серию можно максимум 15-ю вольтами, придется ограничиться именно таким размахом (на выходе генератора размах почти под 30В. Полсе микросхемы ставим еще простенький буферный каскад, чтобы не насиловать наш импровизированный источник ее питания при работе выхода на низкоомную нагрузку. Понятно, что это неоптимально, что длительность фронтов будет зависеть от амплитуды, но, в конце концов, калибратора осциллографов из такого делать и не требуется. А для НЧ применений фронтов, выдаваемых 561-ой серией даже при 3-5 В, более чем хватит.

Добавлено after 11 minutes 7 seconds:

Блок схема типа как на приложенной схеме, но хочу иметь возможность перестройки по частоте, желательно с компа. Поэтому и потенциометр с моторчиком. Нашел схему моста Вина с управлением частотой на оптронах, но там с качеством спектра все не очень хорошо.

Из личного опыта (собирал в юности генератор с мостом Вина, правда, не на операционнике, а на просто двухкаскадном усилителе) - схема эта очень критична к разбалансу моста. Который, конечно, может компенсироваться встроенной АРУ, но только вот качество сигнала при этом остается под вопросом. В случае перестраиваемого генератора нам нужно, чтобы обе секции нашего потенциометра перестраивались строго синхронно, что налагает на него весьма строгие требования. Вероятно, специализированые регуляторы такого типа для высококачественной аппаратуры и обладают должными параметрами, но вот с советскими блоками переменников всегда у меня всегда наблюдался сильный разбег, величина и знак которого зависел от положения ротора. Особенно в положениях, близким к крайним.

К тому же - очень не факт, что даже будучи минимальным, этот разбег не станет увеличиваться со временем - все-таки, трение, износ итд. Может быть, лучше пожертвовать плавностью и сделать переключение резисторов на реле, подобрав ряд, пропорциональный степени двойки? Их по крайней мере можно точно подобрать и от времени дрейфа не будет.

Реклама

khach

[uquote="Valentin Gvozdev",url="/forum/viewtopic.php?p=4652954#p4652954"][но вот с советскими блоками переменников всегда у меня всегда наблюдался сильный разбег, величина и знак которого зависел от положения ротора. Особенно в положениях, близким к крайним.[/uquote]
Как раз с советскими переменными резисторами для АВМ ( аналоговых вычислительных машин) все было просто отлично, только два минуса- эти резисторы сейчас не найти, т.к все ушлов драгметаллы, и второе- резистивный элемент у них мотанный из провода на сердечнике, т.е имеет большую индуктивность, и мост Вина работал максимум до нескольких килогерц, а потмо фазу начинало крутить непредсказуемо.
Вот сейчас думаю попробовать сделать перестройку на фоторезисторах согласоваyных- три фоторезистора отобранные по идентичности с общего источника света ( светодиода) два на мост Вина, один на обратную связь сервоусилителя тока светодиода. Готовых таких оптронов нет, надо будет самому колхозить. Ну а потом спектр генератора сравнивать с классикой на резисторах. Потому что были конструкции на полевиках в качестве резисторов, но там нелинейные искажения большие.
https://www.edn.com/building-a-jfet-vol ... scillator/

Реклама

Valentin Gvozdev

Как раз с советскими переменными резисторами для АВМ ( аналоговых вычислительных машин) все было просто отлично, только два минуса- эти резисторы сейчас не найти, т.к все ушло в драгметаллы, и второе- резистивный элемент у них мотанный из провода на сердечнике, т.е. имеет большую индуктивность, и мост Вина работал максимум до нескольких килогерц

Боюсь даже представить, сколько такое чудо будет сейчас стоить.. Это по любому прецизионное изделие.

Реклама

diplodok

khach писал(а):думаю попробовать сделать перестройку на фоторезисторах

Посмотри

H11F3M.pdf: (414.94 КБ) 87 скачиваний

Use H11F3M .rar: (80.86 КБ) 68 скачиваний

На Чип-е можно приобрести H11F3M

Есть и такие.

NSL-32.pdf: (28.75 КБ) 50 скачиваний

Но посмотри на время.

khach

[uquote="diplodok",url="/forum/viewtopic.php?p=4653041#p4653041"]

khach писал(а):думаю попробовать сделать перестройку на фоторезисторах

Посмотри

Вложение H11F3M.pdf больше недоступно

[/uquote]
Там на 6 страничке кривулины, которые показывают что ничего не получится путного именно на этом устройстве. И зависимость сопротивления от тока нелинейная, и от напряжения сопротивление меняется. Поэтому это интересное решение, но не для прецизионного генератора. Но за ссылку большое спасибо- сервоусилитель мне пойдет 1:1, просто 1 светодиод будут светить на 3 подобранные одинаковые, насколько получится, фоторезистора. Два для моста Вина, один в обратную связь. Обычные китайские низкоомные GL5516 ( низкоомные- чтобы по меньше шумели) пучек 10 штук, надеюсь 3 более менее одинаковых получится отобрать.

Николай_С

[uquote="Valentin Gvozdev",url="/forum/viewtopic.php?p=4652954#p4652954"]Может быть, лучше пожертвовать плавностью и сделать переключение резисторов на реле, подобрав ряд, пропорциональный степени двойки? Их по крайней мере можно точно подобрать и от времени дрейфа не будет.[/uquote]
А может не надо ничего колхозить и применить обыкновенный ЦАП? Переключая резисторы в ОС ОУ этот девайс может изменять не только усиление, но и частоту гены.

khach

[uquote="Николай_С",url="/forum/viewtopic.php?p=4653174#p4653174"]А может не надо ничего колхозить и применить обыкновенный ЦАП? Переключая резисторы в ОС ОУ этот девайс может изменять не только усиление, но и частоту гены.[/uquote]
Так не работает генератор на мосте Вина на ЦАП перермножающем. Много попыток было, все неудачные. Кое что получалось на цифровых потеницометрах, но тоже спектр "не фонтан" по сравнению с чисто аналоговым схемным решением.
Вопрос- тут есть возможность взять 4х-канальный потенциометр. Два канала на мост Вина, а если на двух других собрать опять же два канала перестраиваемых скрещенных ФНЧ-ФВЧ и на втором каскаде отфильтровать сигнал? Насколько подавим вторую гармонику?

Николай_С

[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4653301#p4653301"][uquote="Николай_С",url="/forum/viewtopic.php?p=4653174#p4653174"]А может не надо ничего колхозить и применить обыкновенный ЦАП? Переключая резисторы в ОС ОУ этот девайс может изменять не только усиление, но и частоту гены.[/uquote]
Так не работает генератор на мосте Вина на ЦАП перермножающем. Много попыток было, все неудачные. Кое что получалось на цифровых потеницометрах, но тоже спектр "не фонтан" по сравнению с чисто аналоговым схемным решением.[/uquote]
Вот мы и пришли в тому, что нужен DDS. Круг замкнулся.

khach

И покажите мне пожалуйста 24 битный ДДС да еще и без ошибок переполнения и округления цифрового набора данных. Я не даром пришел в чистую аналоговую реализацию, т.к цифровая давно сделана, только ловить в ней спуры- еще то удовольствие. Попробуйте отличить спуры неидеальности цифрового синтеза, ошибок ЦАП, ошибок АЦП, приколов с таковой частотой ЦАП и АЦП итд.
Поэтому и нужен чисто аналоговый источник сигнала. Сначала я пытался сделать генератор на разностной частоте двух кварцев, но там вылезли спуры от празитных механичесикх мод кристаллов, которые близки к основной рабочей частоте. Подбор кристаллов без таких мод- еще то занятие. Вот картинка для понимания более менее реального кристалла. Редко кто такое рисует, обычно все красиво, только основной резонанс. Вот толлько в реале все как на картинке. А на вот этих дополнительных ( не гармониковых) резонансах вылазят празитные сигналы, которые при динамике 120дб прекрасно видны в звуковом диапазоне после переноса на разностную частоту.

Николай_С

[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4653510#p4653510"]

[/uquote]
Ух ты! Практически музыкальная гармония. Там тоже третий и пятый овертон должен совпадать.

А кто говорил, что постройка прецизионного звукового генератора дело простое? С интересом наблюдаю что у ТС получится. А потом ещё и потестируем на нормальных приборах...

khach

Оветроны кварцев- известная вещь, только для НЧ генератора на биениях не подходят- чем выше номер овертона, тем меньше диапазон перестройки кварца. Моя же картинка относилась к наличию левых резонансов между овертонами. Но это еще не проблема, хуже, когда этот левый резонанс расположен близко от основной рабочей частоты в диапазоне перестройки кварца для получения звуковых частот. Получаем левый спур на спектре. Я уже столько кварцев nanoVNA перемерял, в поисках "чистых" кристаллов с большим диапазоном перестройки, и понял, что это нереально, если надо сделать несколько экземпляров генераторов на биениях.

Valentin Gvozdev

Я тоже как-то давно мерял АЧХ кварцев. Правда, у меня цель была проще - отобрать из кучки более-менее близкие по частотам последовательного и параллельного резонансов. Для построения лестничных фильтров. И помню, что если сделать полосу обзора пошире, то выше основного резонанса всегда были побочные, и не один. По моему, что-то типа 30 кгц от основного при частоте резонатора в районе 8.5 Мгц. Но это неточно - давно дело было.

Николай_С

А вот я постоянно Нановной кварцы и кварцевый фильтры (ФСС) старых радиостанций проверяю. Бывают попадаются на вид почти новые, а по факту совсем дохлые. Нановна - самый незаменимый в нашем деле прибор.

Прист

[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4653510#p4653510"]И покажите мне пожалуйста 24 битный ДДС[/uquote]
ну если не 24 бита, то 20 бит есть https://www.thinksrs.com/products/ds360.html

khach

[uquote="Прист",url="/forum/viewtopic.php?p=4654154#p4654154"]ну если не 24 бита, то 20 бит есть https://www.thinksrs.com/products/ds360.html[/uquote]
Древний он до ужаса. На начало 2000 был отличный прибор, но сейчас уже только секондхенд имеет смысл брать, если на ебае попадется. Stanford research зато пошел против течения и начал выкладывать юзермануалы со схемами своих приборов, так что посмотреть на схемы можно.
https://www.thinksrs.com/products/ds360.html и там далее где юзермануал кого без VPN пустит.
Аналоговый выход у него очень похож на источник опорного сигнала у SR830 Lock-in amplifier. У меня это основная "рабочая лошадка" для низкошумящих измерений, при этом спектр она показывать не может ( процессор слабый) зато имеет аналоговый мониторный выход перед АЦП. Вот это сигнал у меня на звуковые карты и идет. Т.е спектр смотрю на компе, а отсчеты прибора на заданной частоты служат для метрологии. И овцы сыты и волки целы.

Прист

[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4654517#p4654517"]древний он до ужаса.[/uquote]
1996 год

но все же новее Г3-118

Valentin Gvozdev

Итак, пока у меня некоторое затишье, так как заказанный корпус и трансформатор пока не прибыли.. Ради споривного интереса немного повозлся с выходным усилителем и обнаружил, что его АЧХ и ПХ очень далека от оптимума. При подаче на вход импульсов с крутыми фронтами на выходе было что-то более-менее приемлемое лишь до уровня, равного примерно половине номинального (30В размаха). Дальше - очень сильные осцилляции после каждого положительного перепада. Понятное дело, при усилении синуса до 100 Кгц все это, по большому счету, не столь и важно, но хотелось все-таки сделать лучше..

Вот такие были картинки в процессе наладки (импульсы частотой 100 Кгц, развертка 1 мкс/дел), и это далеко не самые плохие. :

В итоге, подобрав RC-цепочку R4C4 перед выходным ЭП, удалось получить вот что (сигналы на входе и на выходе):

То же самое при частоте 500 Кгц:

АЧХ полностью линейна примерно до 350 Кгц, далее плавный спад без всплесков.