Форум РадиоКот

Итак, после двух самодельных осциллографов почему-то возникла мысль сделать себе высококачественный НЧ-генератор, пригодный для тестирования и настройки самых разнообразных высоколинейных аудиотрактов. Как образец для подражания по параметрам рассматриваю нечто похожее на широко известный в узких кругах прибор Г3-118, а в цифрах это примерно означает:
1) Диапазон частот как минимум от 10 Гц до 20 КГц.. Если шире – то лучше.
2) Диапазон выходных напряжений от олей милливольт до, скжем 5В. Плавная регулировка + ступенчатый аттенюатор на выходе. Все как у взрослых.
3) Главное – коэффициент гармоник хотелось бы иметь максимум 0.01% во всем диапазоне. Меньше – лучше. Остальные спектральные составляющие (спуры при ДДС-синтезе, сетевые наводки, продукты, вызванные работой системы стабилизации амплитуды итд – того же порядка, т.е. подавлены относительно основного сигнала минимум в 10000 раз.
4) Стабильность амплитуды при изменении частоты в предедах пары процентов.. Само собой, не долно быть детских болезней в виде зависимости частоты от нагрузки, от напряжения в сети и прочих – это как бы по умолчанию.

Для себя пока вижу две схемы реализации подобного.
Вариант первый – ДДС + линейный усилитель-аттенюатор.. Преимущества – современность, схемотехническая простота, абсолютная (ну почти) стабильность частоты, точность и высочайшая дискретность ее установки. Никаких аналоговых крутилок и переключалок, только кнопочки и дисплей. Плюс – возможность расширения выходных частот до КВ-диапазона с соответствующими потерями в спектральной частоте сигнала.. Правда, для этого очевидно потребуется совсем иной выходной усилитель. Недостатки – необходимость программирования контроллера (что для меня очень сложно) или поиска подходящей готовой прошивки.. Ну и самое важное – очень не факт, что с доступными ДДС удастся обеспечить должный коэффициент гармоник в НЧ-диапазоне. Если это не так, будет здорово.
Вариант второй – просто берем и повторяем схему того же Г3-118. Она относительно несложная, только вот потребуется немало прецизионных резисторов, которые не факт, что удастся достать. Зато все хардкорно, по-старинке, много приятной и любимой возни с аналоговой электроникой, а также гарантированный итоговый результат в плане спектра сигнала. Конечно, на кварцевую стабильность частот в этом случае рассчитывать не приходится, но так ли нужна ли она на НЧ?

Какие будут мысли, господа?

DDS AD9xxx, напр. AD9850/51, с НЧ фильтр напр. 50..100 kHz. Программируемое управление частотой с помощью МК, малый шаг, с возможностью АМ. В интернете много примеров с DDS AD, просто повторите их. Параметры, напр. КНИ: из документации по выбранному DDS чип.

Но самое простое в этом ч. диапазоне: с PC с хорошей звуковой картой .

Ниже: старая встроенная звуковая карта на ALC892 (без качественным блоком питания PC и без специальными аудиокабелями), при этом основной пик сигнала в данном случае является фоном сети и их гармоники: 50 Hz и 150 Hz, 250 Hz ...

Про ЗК и все их прелести в курсе. Но хочется отдельного прибора, не связанного с компом и не требующего его для работы.

может на ICL8038?

Нет, такой хоккей нам не нужен. По паспорту там 1% искажений на синусе.. У меня в генераторе на мосте Вина, собранном в юности, и то поменьше будет.

Для сверхнизкого КНИ на фиксированную частоту я применял 24битный ЦАП с генератором на МК или ПЛИС и узкополосным пассивным фильтром на выходе. Было очень хорошо.
Для совсем низких частот можно предложить выходной полосовой активный фильтр с хорошим операционником. OPA211 например.

[uquote="Valentin Gvozdev",url="/forum/viewtopic.php?p=4578842#p4578842"]Вариант второй – просто берем и повторяем схему того же Г3-118.
...
Какие будут мысли, господа?[/uquote]
Зачем утруждаться и изобретать велосипед? Можно просто купить. Ценник вполне демократичный <10 тыр. А если надо ещё и на КВ, то ищем Г4-158.

На вегалабе есть целая тема про апгрейд Г3-118 (композитный усилитель, БП и пр.): https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=54735

На вегалабе есть целая тема про апгрейд Г3-118 (композитный усилитель, БП и пр.): https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=54735

Спасибо, это я уже видел.. Но, наеврное, для начала вполне хватит и штатного усилителя на старых транзисторах. Апгрейд - это следующий шаг. Мне искажений в -130dB не надо. Хватит и -90 dB.

К сожалению, пока так и не нашел данных о КНИ распространенных DDS, например той же AD9851. Есть лишь данные о wideband SFDR (spurious free dynamic range), который по идее включает уровень гармоник, но он дается лишь для относительно высоких частот.. И, в общем, не сильно впечатляет. По собственному опыту на КВ-частотах уровень гармоник (не спуров!) у той же AD9851 дай бог -55dB. Если примерно столько же и на НЧ, то это никуда не годится.
В принципе, сам мог бы измерить, да вот беда - самодельный NWT, где применен имен такой синтезатор, благополучено спалил и пока руки не дошли до восстановления. Тем более AD-шки уж очень недешевы сейчас

Зачем утруждаться и изобретать велосипед? Можно просто купить.

Потому что хочется именно не купить, а сделать. Своими руками. Утруждаясь, познавая, делая ошибки и выводы из них. И никак иначе. Точка.

Примерно, из pdf AD9850:

AD9850, Spurious-Free Dynamic Range (SFDR): 63...72 dBc

И сайт:
Conversion of THD to dB and percentage and vice versa
https://sengpielaudio.com/calculator-thd.htm

Distortion attenuation -72 dB -> Distortion factor THD 0,05%

И мое измеренные много лет назад со встроенной звуковой картой ALC892 (не особо качественные) и China AD9850 модуль. И это без фильтра (на частоте 70 МГц есть его выходной фильтр):



Собрать, измерить. Если сигнал не нравится, сделайте другой генератор. В противном случае поиск будет бесконечным. И эти компоненты есть везде (China). А можно сделать и выходной аттенюатор с программным управлением. В общем, современное решение возможно.

В некоторых промышленных прецизионных калибраторах переменного напряжения используют 14-битные DDS, типа AD9951/AD9952.

Спасибо, вот это уже ценные данные. Если честно, то примерно того и ожидал. И очень не нравится, помимо уровня искажений, длинный спектр гармоник, причем не убывающий, а возрастающий. Наверное, при цифровом способе формирования синуса это норма.

[uquote="Valentin Gvozdev",url="/forum/viewtopic.php?p=4578842#p4578842"]... диапазон частот как минимум от 10 Гц до 20 КГц ...[/uquote]
Разве генератор не был до 20 kHz? Поставьте фильтр напр. 7-го порядка на напр. 23 kHz и так ...
Этот модуль AD9850 был очень удобен и дешев в китайском исполнении. Отправляете 32+8 бит на микросхему, и частота есть.
Оригинал был бы лучше. А есть и другие DDS, с другими битами, частотами и искажениями, но цена у них другая ...

[uquote="Valentin Gvozdev",url="/forum/viewtopic.php?p=4579003#p4579003"]

Зачем утруждаться и изобретать велосипед? Можно просто купить.

Потому что хочется именно не купить, а сделать. Своими руками. Утруждаясь, познавая, делая ошибки и выводы из них. И никак иначе. Точка.[/uquote]
Раз хочется сделать самому, тогда вариант с повторением аналоговой схемотехники пятидесятилетней давности Вам точно не подходит. Все ошибки уже давным-давно выявлены и учтены при создании цифровых схем.

Собственно, вот я и хочу понять или хотя бы оценить, можно ли доступными средствами получить с цифрового генератора сигнал не хуже того, что обеспечивает г3-118. Под доступными я подразумеваю использование относительно недорогих микросхем в паябельных корпусах и наличие готовых прошивок. Ну и, разумеется, отсутствие необходимости использования печатных плат, которые нельзя изготовить с помощью ЛУТ.

Лет пять назад немного помогал коллеге с проектом DDS генератора на основе микросхемы AD9833, дальше некоторого баловства дело не пошло, но некоторые интересные моменты были, о чем и хотелось бы поведать. Для начала, следует сказать за что боролись, полоса сверху 10 Мгц, выходная амплитуда 10 вольт, цифровая регулировка уровня с диапазоном 10дб, регулируемое напряжение смещения. Усилитель был трехкаскадный, на AD811, ставили что было. Усиление регулировалось цифровым потенциометром в цепи обратной связи второго каскада, данный метод регулирования принес множество открытий которые пришлось решать не без помощи бубна, за стабильность нуля отвечала отдельная схема управления на основе интегратора с синхронным сбросом, до конца ее так и не отстроили, но выглядело перспективно. Управляло всем этим огородом простая ардуинка. По искажением, в памяти всплывает цифра "порядка 80 дб" то есть лучше чем в даташите, может и ошибаюсь за давностью, но результаты измерений приятно удивили. Про фильтр, опять таки, если ничего не перепутал, при таком способе генерации гармоники зеркалятся относительно несущей (тактовой), поэтому применение громоздких фильтров не является необходимым, особенно при работе на частотах в дали от самой тактовой, нам в опытах хватало одной только RC цепочки в качестве фильтра при тактовой в 25 Мгц. Внезапно, неприятно удивила дискретность установки частоты снизу, здесь виной высокая тактовая в паре с маленьким буфером в 28 бит. Решением видилось применение второго такого же синтезатора в качестве нониуса, на бумаге получалось очень красово и требовало применения помимо второго генератора еще пару смесителей со всеми прилагающимеся. Примерно на этом этапе проект был брошен.
В завершение немного своего мнения, если не возражаете. Генератор Г3-118 интересен в первую очередь своими низкими искажениями по 120дб, в остальном же он не сильно удобен, и повторять по его схемотехнике поделку, от которой не требуется сильно низких искажений не стоит, намучитесь с вычитателем гармоник. Если делать самостоятельно генератор, то как лично мне кажется, стоит основной упор дать на точность установки частоты и/или амплитуды, а при правильном выборе схемотехники генератора мжно и искажения под -100дб получить. Тут для вдохнавения можно посмотреть на такие изделия как Г3-123 и Г3-121. Если хочется прогресса, можно даже DDS генератор собрать на рассыпухе, по схемам от Г3-119.

День добрый!
Если уж замахиваться, то на ГС-50 это самый "чистый" генератор синуса из всех отечественных.
К сожалению документации нет, но нынче завесу тайны приоткрыли студенческие работы про него, написанные на заводе изготовителе.
Сам генератор у меня есть, могу подробные фото предоставить.
На Вегалабе его обсуждали (Сергей Агеев его модернизировал), но сейчас не нашёл этой темы, есть другая с рядом идей и полезной информации
https://forum.vegalab.ru/showthread.php ... 0%F2%EE%F0

[uquote="-=Andrey=-",url="/forum/viewtopic.php?p=4579446#p4579446"]День добрый!
Если уж замахиваться, то на ГС-50 это самый "чистый" генератор синуса из всех отечественных.[/uquote]
генератор может и хороший, но как-то все странно у него с гармониками
в разделе 1.6 написано что гармоники 0,0002...0,0003% (в диапазоне частот до 20 кГц; а что свыше - ни слова) , а в разделе 4.1 (почему-то "Произведено моделирование искажения усилителя"), так только "усилителя" или всего генератора? и значение гармоник до 10 кГц - ноль! свыше 10 кГц гармоники 0,002% (хотя ранее обещали на порядок меньше)
так гармоники только моделировали или реально измеряли? если измеряли тогда чем?

раздел 6 это просто фантастика!

Если уж делать генератор самому то надо значительно перекрыть по параметрам китайские генераторы функций с цифровым синтезом типа тех же FY6600 и подобных. Там два канала с цифровым синтезом на 14 битном резистивном ЦАП при тактовой частоте под 200 МГц. На частотах ниже 15-20 кгц с этим справляется HI-end звуковая карта с честными 24 битами. Правда нет аттенюатора и есть межканальный пролаз. А вто если нужны частоты до 100 кгц или выше то тут уже проблемы.
Хотелось бы генератор иметь двухканальный двухчастотный, чтобы можно было измерять нелинейность схем двухчастотным методом.
ДДС интегральные дешевые со своими 10 битами хороший сигнал не дадут, они только в синтезаторе частот для мелкого шага перестройки могут быть применены.
Вот думаю о так называемых генераторах на биениях. Это были неплохие НЧ генераторы в доцифровую эпоху за счет высокой добротности всех источников. Обычно это был кварцованный генератор на 5 МГц и перестраиваемый генератор например на диапазон 5-5.100 МГц. потом смеситель, разностная частота после ФНЧ на выход. Получали диапазон от десятков герц до 100 кгц. Можно и ниже по частоте но фазовый шум портил спектр. Если перестраиваемый генератор тоже был на кварцах ( 4-5 штук с диапазоном перестройки 20-25 кгц) то спектр на выходе можно было получить чистый на 80-100 дб от уровня сигнала без спуров. За гармонику конечно отвечал выходнйо усилитель ( портил сигнал).

Рекомендую Радио хобби 1999 №5 стр 40