Tips på en Low-distortion Audio-range Oscillator

[kasfrosk]

[...]Men glödlampan är nog outstanding i motkopplingen. Jag vet att det fanns små termistorer som gjorde samma sak, men de går troligen inte att uppbringa numera. Dessutom var de långsammare än glödlampan.[...]

Det finns ett gäng som kör med nåt som lyser + LDR också. Varför dom nu envisades med det, när en lampa funkar minst lika bra och är så brutalbillig. Okej, en halvledare är ju kanske inte riktigt lika känslig mekaniskt som en lampa med glödtråd, men normalt håller man inte på och sparkar på sina labbinstrument. (Jag säger inte att det aldrig händer...)

[4kTRB]

Den oscillatorn jag tipsar om från redcircuits använder LDR och LED.
Det blir ingen responstid innan den ställer om sig och det är kan man
säga en fördel gentemot glödis.

[GiK]

Den tekniken med "LDR och LED" kan vara av intresse.

Den oscillatorn jag tipsar om från redcircuits använder LDR och LED.

Den är väl specad med komponent lista.

Har Du sett den byggd i praktiken.....ett fotto tex?

EDIT:

Jag glömde en fråga till:

Det blir ingen responstid innan den ställer om sig och det är kan man säga en fördel gentemot glödis.

Vad innebär "fördel", om vi mäter frekvens och amplitud stabilitet vid ca: 75 Hz?

[Gustav180]

GiK
Det är svårt att simulera glödlampor, därför kan du få lite konstig kurva i simuleringen. Vad använder du för program? De jag har använt t.ex. Multisim har haft konstant resistans på glödlampan oberoende av spänningen. Andra har inte haft någon sådan i sina bibliotek.

LED+LDR är inte amplitudlinjärt för spänning. LED lyser i proportion till dess ström medan spänningen är ganska konstant. Det kräver en omvandling från spänning till ström. LDR:s resistans är inte linjär med ljuset. Det går troligen åt ganska hård motkoppling för att liniarisera detta.

[ghu]

LED+LDR är inte amplitudlinjärt för spänning. LED lyser i proportion till dess ström medan spänningen är ganska konstant. Det kräver en omvandling från spänning till ström. LDR:s resistans är inte linjär med ljuset.

Observera att det är amplituden på sinusvågen som man ska reglera i en sinusoscillator.
Det viktiga för amplitudstabiliseringen är alltså att förstärkningen är konstant under en period av sinusvågen. I fallet med en LDR, termistor eller lampa gäller det att dess resistans ska vara konstant under en period av sinusvågen. Om den inte är det får man distorsion vilket exempelvis blir fallet då man använder dioder i amplitudstabiliseringen.
Stabilisering med LDR, termistor och lampa bygger på det enkla faktum att deras tidskonstanter är betydligt större än periodtiden för den sinusvåg som ska stabiliseras. D v s de ändrar inte resistans under en period av sinusvågen. Detta gör också att det är svårt att bygga en Wienbryggeoscillator med frekvensen 0,1 Hz eftersom man måste använda lampor etc som ger insvängningstider på flera minuter om man vill erhålla låg distorsion.

Det spelar alltså ingen som helst roll att LDR:s resistans inte är "linjär med ljuset" det viktiga är dess resistans inte ändrar sig under en period av sinusvågen för att erhålla låg distorsion.
Vanliga LDR har tidskonstanter i storleksordningen 1 sekund.

[4kTRB]

Den oscillator jag byggt baserad på glödlampa
finns beskriven i 2002 års ARRL Handbook.

Är det alltså något annat än fel vald glödlampa som gör
att vissa frekvenser är helt omöjliga att få stabila?

I schemat så uppges att lamptypen ska vara en 1819 eller en 327
och det är stor möjlighet att jag inte använder en sådan.



Observera att jag ritat gangningen mellan fel potentiometrar.
Annars så stämmer alla övriga värden.

[Gustav180]

Vanliga LDR har tidskonstanter i storleksordningen 1 sekund.

Det var några tröga rackare. De jag har testat klarar av att detektera ljuspulserna i ett lysrör. Vi använde dem bland annat för att styra triackar för ljusorglar som var populära på 1990-talet. Det gick bra att styra lampan med basdunkarna.

[ghu]

Det var länge sedan jag använde LDR men om jag inte minns fel så är inte reaktionstiden symmetrisk d v s de reagerar betydligt snabbare då ljuset ökar än då ljuset minskar.
Kan någon med färska erfarenheter av LDR bekräfta eller dementera detta ?

Jag är också intresserad om någon har mätt tidskonstanter för LDR kan ge lite mer exakta värden.

[4kTRB]

Sidan 6 i den här bra pdf:en tar upp lite om "speed" hos en LDR:
http://www.ladyada.net/media/sensors/AP ... uction.pdf

http://www.ladyada.net/learn/sensors/index.html

[GiK]

Det var intressant läsning, hela denna tråden. Man hoppas bara att
den får vara kvar och att länkarna inte försvinner.

Sidan 6 i den här bra pdf:en tar upp lite om "speed" hos en LDR:

Från 0 till 63% av sitt väred på 5 till 100 [ms] (millisekunder).

Snabbhet:
En 50 Hz sinus ökar från 0 till 1 (dvs 90 grader) på just 5 ms.
Tröghet:
Omvänt, på 100 ms har en sinuvåg hummit 5 cykler, 1800 [grader],
eller 10pi [rad].

I min kontruktion/aplikation vill jag ha "tröghet" just för at få stabila värden
på frekvens och amplitud.
Insvägningstiden gör inget om den är 10 sekunder.


Men om man vill ha "tröghet" typ "glödis".........han man inte utnyttja
en kondensator + motstånd, på liknande sätt som vid likspänning?

[GiK]

Det är inte av oartighet som jag inte svara. Det blev bara såååååå mycket
intressant läsning, och tankarna for genom skallen.

GiK
Det är svårt att simulera glödlampor, därför kan du få lite konstig kurva i simuleringen. Vad använder du för program? De jag har använt t.ex. Multisim har haft konstant resistans på glödlampan oberoende av spänningen. Andra har inte haft någon sådan i sina bibliotek.

Jo det är en "hobby-kopia" av Multisim. Men man är en "begränsad resurs" .
Tyngdpunkten i mitt "jobb" ligger på den praktiska sidan. Men funkar det i Multisim är
risken stor att det det funkar i praktiken också.

Det jag gjort är att använda ett värde nära det optimala värdet på gödisen. Då ser man
i alla fall att oscillatirn jobbar som den ska.
Övrig labb är gjord utan själva oscillatorn.

[ghu]

4kTRB:

Sidan 6 i den här bra pdf:en tar upp lite om "speed" hos en LDR:
http://www.ladyada.net/media/sensors/AP ... uction.pdf

Tack för den kanonbra länken. Speciellt kurvorna på sidan 9 visar hur extremt mycket snabbheten hos LDR beror av aktuella belysningen. När jag använde LDR för amplitudstabilisering i sinusoscillatorer för många år sedan var förmodligen belysningen svag eftersom vad jag minns att tidskonstanten var i storleksordningen 1 sekund. Slutsats: Om man vill använda LDR som amplitudstabilisering vid låga frekvenser så se till att använda dess resistans ganska nära "obelysta" resistansen.

Den oscillatorn jag tipsar om från redcircuits använder LDR och LED.
Det blir ingen responstid innan den ställer om sig och det är kan man
säga en fördel gentemot glödis.

Det är nog inte själva glödlampan/LDR:n som gör att kretsen från redcircuits har mycket kort responstid utan snarare att man inte använder wienbrygga utan istället 2 allpasslänkar som ger 90 graders fasförskjutning per styck.
Jag blev så imponerad av kopplingen från redcircuits så jag har letat vidare på nätet och har funnit en variant som i många stycken verkar ännu bättre då den varken kräver trimning eller LDR och om man använder en TL074 så går det bara åt en IC-kapsel. Dess distorsion på ca 0.1% kan man nog tolerera i de flesta sammanhang. Se figure 11 i länken nedan:

http://sound.westhost.com/articles/sinewave.htm

Det finns mycket annat matnyttigt om sinusoscillatorer på länken

[4kTRB]

Westhost artikeln är riktigt informativ.
Att min oscillator funkar dåligt kan vara att den dubbelpotten jag använder
inte är bra plus fel lampa. Lampan bör inte vara under 12V står att läsa.
Jag använder en 28V så det ska gå att fådet att fungera.
Den har jag hämtat från bakkanten på en Viggen-vinge.
Och nej jag gick inte in i hangaren och skruvade loss utan tillstånd

[GiK]

Nu först fattar jag (tror jag) vad Gustav är inne på:

LED+LDR är inte amplitudlinjärt för spänning. LED lyser i proportion till dess ström medan spänningen är ganska konstant. Det kräver en omvandling från spänning till ström. LDR:s resistans är inte linjär med ljuset. Det går troligen åt ganska hård motkoppling för att liniarisera detta.

Det viktiga är väl att man kan "styra/påverka" själva resistansen, linjärt eller olinjärt.
Men sen kommer vi in på själva "reglertekninska" aspekter. Och då kan det kanske vara
en fördel att kunna påverka ett linjärt "motstånd".

Efter att läst Era erfarenheter och länkar samt berundat det hela, är jag med förvissad
om att jag är på rätt spår med min "Wien Bridge Oscillator" med "glödis".
Det jag ska göra är att backa tillbaka till låga värden på kondingarna. Och kanske införa
någon "ampletud begränsare".
Vidare ska man tydligen undvika låga frekvenser. Och det är ju enkelt sakt, och varit
kännt länge. Men jag har inte fått någon att säga vad "låga" har för värde, mellan tummen
och pekfingret.
Men den aplikation, ""Wien Bridge Oscillator" med "glödis"", ska man tydligen undvika
< 50 Hz. Och det skulle stämma bra med mina mätningar. 50 Hz ger alltid sämre värden.

Ska man under 50 Hz ska man nog titta på några av dom alternativa kretslösninga som
redovisas på denna kanon fina tråden.



tack för all input, och tack till trådskaparen

[kasfrosk]

Jag är inte helt på det klara med vad du menar med "amplitudbegränsare" (speciellt inte när det är med citat och totalt felstavat ;)
Men om du menar lite dioder för att få saker och ting att svänga in fortare när dom är helt åt helvete, så är det en bra idé. Amplitudregleringen i en oscillator blir ju ett slags servo, och även om det är lite svårare att bevisa att ett olinjärt servo kommer att funka hela tiden, så svänger det i praktiken oftast in mycket fortare efter jättestora fel, och sen funkar det oftast som ett linjärt i området när det är nära ändå.

Och sen var det ju visserligen inte du som påstod det, men det är skitlätt att spänningskontrollerat strömdriva LEDar, så det där med att dom inte är linjära mot spänning är ett ickeproblem. (Linjäraste sättet att driva LEDar på är förstås nån slags PWM, vilket man kanske kan tycka är motsägelsefullt.)