Slut-på-snacket-oscillatorn

[janaf]

Här är mellandelen, som ger ett positivt fasbidrag i regionen 1-10MHz, dvs ungefär bandbredden på LT1007:
Schema:

mid_schem.png

Resultat:

mid_res.png

Ser bra ut, och rätt likt det i LTs artikel.

[janaf]

Och så hela del A1 av "super gain block" för 10kHz:

SGB_10K_schem.png

Resultat:

SGB_10K_res.png

Det ser väl fortfarande bra ut, gain närmre 120dB vid ca10 kHz och fasvridningen vid 5-7Mhz är av storleksordningen -15 grader.

[janaf]

Men när jag lägger till en LT1007, dvs U1+A1 = hela "super gain block", så spårar det ur. Schema:

LT1007_SGB_10K_schem.png

Resultat:

LT1007_SGB_10K_res.png

Dvs inte 120dB+60dB gain som väntat utan något helt annat. Är det helt enkelt modellen som inte är stabil längre? Någon som ser något uppenbart fel?

[janaf]

Nästa fundering. Det som är under linjen, på bilden nedan, är om jag förstår det rätt, för att stabilisera oscillationen medan den övre delen är själva oscillatorn. Men hur får man det till 10KHz med dom komponentvärden som angivits? (Edit: 0.01uf. 0.02uF, 1K, 2K) Det är ett par decennier sedan jag räknade på sådant här så om någon med färskare minne kan titta på det så är jag tacksam.

hela_schem.png

[janaf]

Låter intressant, har du någon uppfattning om kostnad för mönsterkort + komponenter? hundralappar eller tusenlappar räcker som svar.
Edit: hål- eller ytmonterat?

Kostnad: över femhundra men under tusenlappen för kort plus alla komponenter borde det ligga på. men jag har inte räknat i detalj.

Det ska gå att få tag på alla komponenter både som hål och ytmonterade. Det mesta ytmonterade har jag hemma.

[janaf]

Riktigt häftig oscillator! Hur bär man sig åt för att få till ett passande notchfilter för distorsionsmätning?

Bra fråga som jag inte har något bra svar på. Det finns ett par sätt att göra det på.
- Notchfiler typ twin-T eller liknande. Kan man ta ner signalen med 40-50dB så kan man med bra mätinstrument mäta det som är kvar...
- Fasvända testsignalen 180, förstärka den med samma gain som det man testar och adddera ihop utsignalerna, förstärka det som är kvar med 30-60dB eller så. Då ska ju testsignalen "ta bort sig själv" och kvar är distortionen från det man testar. Och kanske en del man tillfört. Hur som helst är det inte lätt. Men vore det lätt så kunde vi köpa det på Ebay.

[4kTRB]

Varför ska du mäta distortionen?
Du skrev i första inlägget att den har "omätbar distortion".

[janaf]

Kretsen i sig ska generera en ton med en distortion som är "omätbart" låg, gissningsvis bättre än -160dB....

När man ska mäta på en krets så behöver man ju veta vad man stoppar in och det gör man med en sådan här oscillator. Man vill gärna ha 20dB marginal när man mäter, dvs för kretsar bättre än -100dB bör utrustningen vara minst -120dB. Jag har en oscillator som i goda stunder har en THD+N som är lite bättre än 100dB och den räcker inte till i alla fall. Men det finns väl få eller inga som här både signalkälla och analysator som är bättre än -120dB. jag tror att APs bästa ligger på -120dB.

Men med en sådan här signalkälla och rätt mätmetod (notch etc) så skulle man kunna mäta bättre än så.......

EDIT: Alltså se oscillatorn som en del av något tänkt mätsystem/mätkedja. Den är ju inte särskilt användbar i sig själv.

[janaf]

Jag bygger nu på en experimentplatta till att börja med och för 10kHz. Har alla komponenter nu.

Går det bra så modifierar jag den för 1kHz och går det också bra så tar jag fram färdiga mönsterkort. 1kHz är ju det som nästan "alla" mätningar i audiosammanhang refererar till.

Jag ska försöka ha i tanke att kunna switcha komponenter för att byta frekvens men det är inte säkert att det är praktiskt möjligt, det kan bli för många komponenter / punkter som behöver ändras.

[janaf]

Varför?

Här är lite mätresultat, inte från värsta oscillatorn utan från en ny förstärkare, som en förklaring på varför jag har behov av en superren testsignal.

Mätningarna är alltså från en ny förstärkare (Mer om själva förstärkaren kommer senare, det här är en tidig prototyp på en experimentplatta) gjorda med min nuvarande signalgenerator som ljudkälla.
Det man ser är ett typiskt "THD+N mot uteffekt" diagram, mätt från en milliwatt, upp till ca en watt. Mätt med en sinuston på 1kHz. Vid lite under en watt så börjar förstärkaren att klippa, men under den nivån är distortionen mycket, mycket låg.

ampxx_thd_1.jpg

Problemet är att testsignalen har ca 0.002% THD+N, dvs under den nivån kan jag inte få fram några resultat trots att mätaren klarar ungefär en nolla till.
Jag har en analog och en digital signalgenerator och båda är väldigt bra och har ungefär samma bästa värde, drygt 0.001% THD+N. Men under linjen på bilden nedan, kan jag inte göra några meningsfulla mätningar pga att insignalen inte är tillräckligt "ren".

ampxx_thd_limit.jpg

Den här förstärkaren kommer att kunna lämna upp till ca 10W uteffekt när den är klar och i diagrammet nedan har jag skissat hur mätvärdena kan ligga. Men i det inringade området kommer jag alltså inte att få fram några data med den signalgenerator jag har nu.

ampxx_thd_limit_2.jpg

En bit under 0.001% THD+N kommer jag också att behöva ett bra notch-filter för att ta bort så mycket jag kan av grundtonen (som jag ändå inte är intresserad av) för att kunna använda mätinstrumentets känsligaste område, alternativt att förstärka upp det som är kvar till att ligga bättre inom det mätbara området.

Jag behöver också kartlägga notch, signalförstärkning och mätinstrument för att se hur svaret ser ut och för att se var gränserna är. Till det behövs också "superoscillatorn".

[defuzo]

Fråga: finns det någon harmoniell -oscillator, som går att variera med en enkel pott?

Kan ju likväl ha någon timer 555, och filtrera bort allt annat

(jag tror inte dessa op's och enskilada 555 -timer's, inte överstiger säge 1/2MHz)

Finnas något som kallas MESFET, för de snabbaste oscillatorerna.

[janaf]

Ja, varenda signalgenerator kan ju generera sinussignal.
Generella signalgeneratorer, typ 0.1-1% DTH.
14-bitars DDS baserade signalgeneratorer, typiskt 0.01%
En riktigt bra variabel analog signalgenerator kan komma ner i ca 0.001%, möjligen lite bättre.
Ett bra 24-bitars ljudkort ca 0.001%, möjligen lite bättre

Vist kan man ta vilken stabil signal som helst och filtrera bort allt utom grundfrekvensen men att komma ner i 0.0001% THD motsvarar minst 120dB dämpning redan från första övertonen. Inte alls lätt...

Ett alternativ är att "distortionsfritt" fasvrida testsignalen 180 grader, ge den samma gain på den som DUT och sedan addera den med signalen ut från DUT. Det som är kvar är då bara THD+N från DUT (DUT=Device Under Testing). Fördelen med den metoden är att testsingalens kvalité inte är så viktig. Nackdelen är att invertering och gain måste ha lägre THD+N än DUT.