Vilken opamp i min konstruktion

Övriga diskussioner relaterade till komponenter. Exempelvis radiorör, A/D, kontaktdon eller sensorer.
Användarvisningsbild
AndersP
Inlägg: 26
Blev medlem: 17 september 2014, 15:35:18
Ort: Gävle

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av AndersP »

Ja, men jag minns inte hur det var uppbyggt. Tog väl 10 år innan det blev färdigt? Om det blev färdigt.
Användarvisningsbild
psynoise
EF Sponsor
Inlägg: 7154
Blev medlem: 26 juni 2003, 19:23:36
Ort: Landvetter

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av psynoise »

Transientintermodulationsdistorsion var något nytt för mig, vad skiljer mot intermodulationsdistorsion?

Sedan att motkoppling skulle vara något dåligt har jag svårt att ta. Med motkoppling ökar linjäriteten och därmed borde all form av distortion minska. (Detta finns beskrivit i stort sätt all modern litteratur om kretsanalys/kretsteori.) Dock kan man såklart designa motkopplingen fel vilket kan ge upphov till distortion.


Angående val av operationsförstärkare tror jag att i många applikationer blir det svårt att använda samma typ över allt. Ingångssteg kan ha hårda krav på brus där till och med diskreta transistor ibland måste används för att få en ännu lägra brusnivå. Vidare vill man kanske undvika stor biasström och väljer en operationsförstärkare med JFET-ingång gentemot att bruset blir högre.
Användarvisningsbild
AndersP
Inlägg: 26
Blev medlem: 17 september 2014, 15:35:18
Ort: Gävle

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av AndersP »

Det är nog bäst att du förklarar TIM för mig än tvärt om :)

Motkoppling har jag ingenting emot om det minskar distorsionen.

Jag har hört att det är lättare att konstruera med JFET opar. BJT tycks ställa högre krav.
Sånt här kan man läsa bland annat:
"Men allvarligt så har jag nästan helt gått över till fet-baserade opampar av den enda anledningen att man nästan inte behöver bekymra sig om hur stora motstånden är på ingången för att dc-offsetten ska bli hyffsad. För brus och så så kan det vara väsentligare men man behöver i a f inte koppla in seriemotstånd på plusingången på en inverterande koppling"

Det du säger om olika opar i olika delar av en krets låter logiskt för mig.
rikkitikkitavi
Inlägg: 14821
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av rikkitikkitavi »

Distortion = grundton => övertoner (2*grundton, 3*grundton osv)
TIM = två toner => nya toner som är kombinationer av differens av de två tonerna , i grova drag
Orginalartikeln :)
https://pdfs.semanticscholar.org/b3c0/a ... 86f827.pdf



moderna OP med "normal" förstärkning, dvs 1-10 ggr är inte offset ett problem egentligen, så länge de har hyfsat matning (> +-12V)
Så biasströmmen spelar inte så stor roll i normala audiokrestimpedanser. Oavsett kan man lätt ta bort den, och det bör man någonstans med en kondensator i signalkedjan.
Men visst finns det skillnader. Både 2134 och 5532 är gamla, modernare OP har bättre data men inte nödvändigtvis hörbara sådana :)
Användarvisningsbild
AndersP
Inlägg: 26
Blev medlem: 17 september 2014, 15:35:18
Ort: Gävle

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av AndersP »

TIM = skillnadstonsdistorsion?

Mycket intressant information om offset i BJT-opar. Bland allt det andra du skriver då.
Användarvisningsbild
AndersP
Inlägg: 26
Blev medlem: 17 september 2014, 15:35:18
Ort: Gävle

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av AndersP »

Säg att man bygger en krets med några opampar, kanske ett aktivt filter med ingångsbuffert, XO, shelf, notch och utgång.
Kan man mäta offseten på utgången?
Sätter man voltmetern på AC eller DC spänning?
Oscilloskop?
Hur mycket offset kan man tolerera?

I mitt delningsfilter till Linkwitz Orion sitter 11 OPA2134. Per kanal.
Om offset adderas till varandra kan det bli avsevärda mängder på utgången. Eller blir det lite olika storlekar och faser från varje op så att offseter tar ut varandra?
rikkitikkitavi
Inlägg: 14821
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av rikkitikkitavi »

Hej, jag gör en förenklad förklaring som kanske inte är helt stringent men det är en början.

TIM är mera komplext än att det är f1-f2, det blir även övertoner på differensen och summan osv.
Det skapar ett komplext spektrum av distortionsprodukter all over the place.

Och eftersom musik är f1,f2,f3,f4 ... blir det alltså svårt att visa det, därför testar man med två toner typiskt i ett TIM test.

Låt oss nöja oss med att en förstärkare kan ha låg THD, dvs övertoner men betydligt sämre TIM. Med moderna OP är det inte ett stort problem idag.

Offset är per definition DC spänning.
Du har ett antal offsetspänningar/strömmar på ingången där förstärking,biasströmar*förs, intern offset osv . Allt summerar och visar sig som en likspänning på utgången.
Det är också rätt komplext , men med rimliga kretsimpedanser och OPA2134 är det bara den rena DC offset som är ett problem. Ev biasströmmar , resistanser etc är försumbara vid audioförstärkningsnivåer.

Men om vi säger så här- säg du har en förstärkare som förstärker en svag signal 1000 gr, säg 5 mV*1000V => 5V på utgången.
Samtidigt har du 1mV offset => 1V offset på utgången, då offseten sitter på "ingången" och förstärks lika mycket. (egentligen finns offset på flera ställen i OPns krets men förenkelhetens skull...)

Är din signal en 1kHz ton, kommer alltså denna inte vara symmetrisk utan "flyta" på 1V DC, antingne positiv eller negativ.

Om offsetten är för stor kommer förstärkaren klippa på ena halvvågen , exempelvis om ingångsoffset är 10mV, och du förstärker 1000 ggr en signal på 10mV måste förstärkare svinga mellan 10VDC+10VAC = 20V ner till 10VDC-10VAC = 0V. (10mV*1000= 10000mV = 10V)
. Matas den med +-15V klipper den alltså på ena halvvågen.

Inom audio pratar man gärna om DC kopplade förstärkare , då sitter det inga kondensatorer i signalvägen som blockerar offsetspänningar. Nackdelen är att DC offseten följer med hela vägen till slutsteget och OM detta är DC kopplat (vissa är det, men sällsynt) kommer det bli en ganska hög DC offset på utgången vilket belastar högtalarelementen, främst då basen.
I extremfall kan elementet skadas men det är ofta kopplat till något i slutsteget gått sönder, eller föregående steg OCH DC kopplat slutsteg.

Salig Siegfried Linkwtiz hade koll på detta, no worries. Det sitter om jag minns rätt kondensatorer i signalvägen någonstans. OPA2134 har låg offset och filtret har relativt låg förstärkning.

Men ja, offsett från varje OP adderas ända till en kondensator, som återställer till symmetri.

Hur mycket du kan tolerera beror på när din förstärkare börjar uppvisa tendenser till ökande distortion då offseten läggs på signalen och det sker en bra bit innan den klipper. Man får se vilken utsignal OPen kan ge vid aktuell matningsspänning och belastning
Men en OPA2134 som har +-15V matning är det inte ett problem. Den ger 10Vrms = 14V peak vid 600ohm vilket är väldigt, väldigt bra, med hyfsade data.
Användarvisningsbild
AndersP
Inlägg: 26
Blev medlem: 17 september 2014, 15:35:18
Ort: Gävle

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av AndersP »

Fantastiskt fin information.
Jag frågar pga att Douglas Self föredrar 5534 och 4562 som är bjt. Farbror Sigge hadde jag stort förtroende för, men Self verkar vassare på elektronik och kan dessutom visa exempel och argumentera för sina teorier. Synd att använda fet-opar om enda skälet till det är att dom är enkla att konstruera med.
Du förklarar på ett sätt som gör att en elektroniskt oskolad som jag kan börja förstå detta.
Kudos!
Användarvisningsbild
AndersP
Inlägg: 26
Blev medlem: 17 september 2014, 15:35:18
Ort: Gävle

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av AndersP »

rikkitikkitavi:

Här kommer ett exempel från Linkwitz.
Första bilden är en principskiss av en attenuator lämplig att ha nånstans mellan stegen i ett aktivt filter:

Bild

Nästa bild visar attenuatorn applicerad i filtret till högtalaren Phoenix:

Bild

Den utgör andra steget i filtrets diskant-ben och basben. Nu har 220 pF smugit sig in i kopplingen, paralellt med återkopplingsslingan.
Är denna kondensators syfte att normalisera offseten som du berättade om tidigare eller har den någon annan funktion?
Oparna är 2134/072.
xxargs
Inlägg: 10183
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av xxargs »

220pF har inget alls med DC-offset att göra

Kondingen gör att motkopplingen blir högre (och därmed lägre förstärkning) ju högre frekvensen är och med denna lilla värde så avser det frekvenser förmodligen utanför hörbara frekvensområdet - kort sagt en 'sanity check' så att stegen efter inte behöver hantera väldigt höga frekvenser och där skapa problem.

Eftersom du ställer den frågan i just den formen så indikerar det att du ännu inte förstår hur OP-ampar fungerar (ta inte illa upp - har haft civ.ing. på arbetsplatser långt över min utbildningsnivå som heller inte förstått och det kräver en liten 'aha' innan man verkligen förstår!)

I äldre OP-ampar så fans det ofta en extra utgång för konding för kompensering så att OP-ampen inte gick i självsvängning vid komplexa laster på utgången och därför kunde justera värdet så att den höll sig stabil mot tänkta lasten.

De flesta av dagens OP-ampar är internt kompenserade så att utgången skall hålla sig ovillkorligt stabil vid nästan alla tänkbara utgångslaster (dock somliga har krav som typ minst 100 Ohm resistiv del) - men till en kostnad som att förstärkningen sjunker fort med högre frekvens med start redan från strax över 0 Hz...

En av de första OP-ampar som inte krävde labbande med kompenseringskondensator hela tiden för att hålla utgången stabil vid olika motkopplingar och blev känd för att inte vara självsvängande var just µA741 och just dess enkelhet gjorde att det blev en byggblock i analogkonstruktioner trots att det fanns mycket att önska i både avseende frekvensgång, brus och massor av annat som moderna OP-ampar överglänser mångfalt i avseende prestanda.

iom att det var hanterbar byggblock utan en massa hyss som självsvängning vid labbande så var det också en av de första OP-amparna som introduceras i de allra flesta elektronikutbildningar vilket gjorde den ännu mer befäst som komponent i designprocesser (och många dessvärre fastnar i tänket och inte mäktar med OP-amp-designer som kräver finlir med externa komponenter runt om för att hålla sig stabil till belöningen i form av betydlig bättre prestanda och större bandbredd med bibehållen förstärkning) - och en del fortfarande 50 år senare (µA741 uppfanns 1969) envisas med dessa i tex. audio-kretsar som mixerbord mm. trots att den inte alls är speciellt bra eller har lågt brus.
Senast redigerad av xxargs 8 mars 2019, 18:13:52, redigerad totalt 1 gång.
Användarvisningsbild
HUGGBÄVERN
Tidigare soundbrigade
Inlägg: 32626
Blev medlem: 23 augusti 2006, 22:44:11
Ort: Lilla Paris
Kontakt:

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av HUGGBÄVERN »

(Och en synth ska byggas av glädje och 741:or ...)
xxargs
Inlägg: 10183
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av xxargs »

jo - men där är det en komponent vars brister är det som ger rätt 'karaktär', precis som svåråtkomliga trissor och andra kretsar i gamla analogsynth-konstruktioner vars ljudkaraktär av de olika inbyggda bristerna har blivit väldigt viktig i de olika låtarna - man använder bristerna som musikinstrument helt enkelt.

tillägg är att generationen µA741 mfl. sittande i 8-bens DIL också har ingång för att balansera DC-offset med potentimeter och den vägen kunde mota DC-offset-drift vid DC-kopplade förstärkarkedjor när det var lite större systemförstärkning.

nackdel är att varje OP-amp behövde en liten trimpot och det var heller inte alltid bra ur brus och knastersynpunkt när det blev ett antal år gammalt (knastrande potentiometer och termoelektriska effekter mellan släpsko och motståndsmaterialet)

Det var egentligen med införande av 14-pin DIL med 4 OP-ampar i varje kapsel som problemet med DC-drift vid seriekopplad förstärkarkedjor började bli ett problem på riktigt - det fans inga kompenseringsingångar längre då sådant krävde extra ben...

Det kom ut en massa kretsfamiljer på temat där man fabrikstrimma DC-offseten till väldigt liten nivå och kunde koppla i kedja med resonabel förstärkning utan att DC gled iväg för mycket, utan att ha tillgång till balanseringsingångarna...
Användarvisningsbild
AndersP
Inlägg: 26
Blev medlem: 17 september 2014, 15:35:18
Ort: Gävle

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av AndersP »

xxargs: Tack för ditt inlägg. Jag är mycket ny på elektronik, men vill gärna lära mig mer. Opampar verkar, med få undantag vara huvudbyggblocket inom dom elektronikapplikationer som intresserar mig. Därav mina frågor. Den kondensator man talar om för normalisering av offset är altså en seriekondensator av sådan storlek att den bildar ett HP-filter med frekvens under det

När det gäller bygge av musikinstrument kontra återgivningsutrustning är det tal om två olika domäner. Dom flesta kan nog beskriva generella egenskaper för musikinstrument, men ganska få "normala" personer förstår eller intresserar sig för begreppet återgivning. En illustration är att många familjer på 70- och 80-talet hade en musikanläggning i vardagsrummet. I dag ser man i bästa fall en klockradio från Sonos, men vanligtvis en bluetoothhögtalare eller tv-apparaten som musikanläggning.
Användarvisningsbild
JimmyAndersson
Inlägg: 26308
Blev medlem: 6 augusti 2005, 21:23:33
Ort: Oskarshamn (En bit utanför)
Kontakt:

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av JimmyAndersson »

"I dag ser man i bästa fall en klockradio från Sonos, men vanligtvis en bluetoothhögtalare eller tv-apparaten som musikanläggning."

För att inte tala om hörlurar! Minst lika populära idag som de var på tidigt 80-tal.
Men jag kan trösta (nåja) dig med att det var *precis* såhär på det tidiga 80-talet:
Små enkla musikuppspelare och liknande prylar som existerade enbart för att det nu var billigt och enkelt -och trendigt.

Det kräver ett helt annat sätt att tänka när man mixar (eller mest mastrar) musik.
Men mycket av den ljudmässiga förändringen som behövs för mindre prylar har kommit av sig själv,
pga trenden att komprimera allt kraftfullt.
Man kan lite elakt säga att den typen av komprimering gör att det låter illa överallt
- så då gör det inget om det är en 70-tals-stereo eller bluetooth-högtalare. Det blir likadant ljud ändå. :D
Men det är ändå inget som hindrar att man mixar vettigt ändå, om man tycker det är kul, och det gör jag.


Tillbaka till OP-ampar:
Jag skulle vilja att Psynoise skrev mer i den här tråden. Han har massor med erfarenhet och kunskap
och åtminstone jag skulle vilja höra mer om det här.

Lärorik tråd förresten. :tumupp:
Man borde kanske skriva ut den för framtida kom-i-håg.
rikkitikkitavi
Inlägg: 14821
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Vilken opamp i min konstruktion

Inlägg av rikkitikkitavi »

Ja, xxarg bredde ut svaret lite i en intressant historielektion men summan av kardemumman är att kondensatorerna styr förstärkningen frekvensberoende.


Enkla OP kretsar är lätta att räkna på
, ex inverterande/icke inverterande koppling o varianter.
Sedan kan man blanda in kondensatorer i en integrerande koppling(lågpassfilter) eller differentierade koppling (högpass).

Nyckeln till att förstå OP förstärkaren är att den sätter utspänningen så att skillnaden mellan plus och minusingång är noll, bortsett från ev offset.
Om man ritar upp motståndet som spänningsdelare och räknar baklänges är det lättare.
Sedan kan man gå komplext för AC och RC kretsar.

Det gäller både för DC och AC.

För mera komplexa kretsar kan man simulera med verktyg som LTSpice och Tina.

Funderar på om det finns en bra sida om OP kretsar, det är nog en bra början :)
Skriv svar