Не совсем народный генератор или как заставить фильтр загенерить почти без искажений

[begemot]

Ща добью народный и займусь делом.
To be continued soon

[shkal]

;-)))

[begemot]

Итак, постановка задачи.
Хочется уменьшить влияние нелинейности в канале поддержания амплитуды.
Независимо от того что является её причиной, нелинейность самого регулирующего элемента или пульсации детектора.
Считаем что мы умеем делать усилители с очень низким уровнем собственных искажений.
Что сопсно не далеко от истины.
Что можно сделать? Можно фильтровать сигнал генератора внешним фильтром.
Что достаточно успешно продемонстрированно здесь http://www.audio-perfection.com/forum/thread-87.html
Но это не слишком удобно.
Вместо этого можно выбрать топологию генератора, в основе которой будет лежать
подобный фильтр. Который и будет осуществлять необходимую фильтрацию.

Что нам надо? Нам нужен фильтр в котором можно поднять добротность по сравнению с добротностью фильтра на мосте Вина.
Что бы получить дополнительную фильтрацию гармоник.
Поскольку мы не планируем использовать более 2-х перестраиваемых элементов, это будет фильтр второго порядка.
Не будем поминать всуе имя Найквиста и всякие умные слова типа полюс, ноль, левая полуплоскость, правая...
Возможно когда-нибудь поумничаем и на эту тему. Но не сейчас.
Вместо этого для оценки устойчивости воспользуемся критерием Баркхаузена.
Который вообще говоря не является строгим.
Но простым для понимания и достаточно хорошо работающим в большинстве случаев.
Что означает что система на частоте генерации должна иметь сдвиг фаз 0 и К=1.
Ну собственно это всем известный случай которого мы стремимся избежать в том случае,
когда проектируется устойчивая система.
Но в данном случае, тот кто нам мешает - тот нам поможет.

To be continued soon

[begemot]

Попробуем сравнить различные топологии.
1-Вин, типа того что используется в "народном" или у Виктора
2 и 3 - Фильтры из 51 поста http://www.audio-perfection.com/forum/th...ml#pid8063
Зачем нужна 4-я будет ясно чуть позже когда возникнет вопрос где снять и куда воткнуть.

   

На графиках показаны АЧХ/ФЧХ для 2х частот
В этом анализе есть один гнилой момент. Мы анализируем разомкнутую петлю. Это даёт возможность
оценить как и где её надо замыкать.
Но можно ли таким образом оценить как будут подавляться продукты искажений вносимых регулирующим
элементом при замыкании петли? Х.з. Надо проверять.

   

1. Видно что Вин практически не подавляет 2ю гармонику. Где-то 2дБ. Как замыкать петлю то-же понятно.
Выход B на вход. Что и было проделано в "народном" генераторе.

Для последующих топологий будем использовать значение Q=10 (на минимальной частоте если она меняется).

   

2. Данная топология не обеспечивает постоянства добротности. При этом разные точки съема позволяют получить
как ПФ (outa2 и outс2) так и ФНЧ (outb2). ФНЧ обеспечивает более высокое подавление второй гармоники,
которое составляет около 30дБ при добротности 10. ПФ-23дБ. Что то-же не плохо.
Снимать сигнал для замыкания петли надо из (outa2), поскольку сдвиг фаз там составляет 0.
Выходы (outb2) (outс2) можно использовать как противофазные (дифференциальные).

   

3. Топология более сложная, но зато добротность не меняется при перестройке частоты.
Оригинальная топология не имеет точку с о сдвигом фаз 0 и К=1 Поэтому я позволил себе её модифицировать
и пришёл к топологии 4

   

4. Эта топология позволяет снимать сигнал для замыкания петли из (outb4). При этом (outa4) - ФВЧ с подавлением
второй гармоники 17дБ, (outb4) - ПФ с подавлением 23дБ и (outс4) - ФНЧ с подавлением около 30дБ.
По видимому в качестве основного выхода предпочтительней всего использовать outс4 (ФНЧ), при этом outa4 имеет сдвиг
на 180 градусов относительно outс4, что позволяет использовать его для создания второй половинки
дифференциального выхода, хотя и имеющей немного большие гармоники.

[shkal]

Я тем-же путём и прошёл, топологию 2 не рассматривал именно из-за зависимости добротности от частоты настройки.

[belka]

топологию 2 не рассматривал именно из-за зависимости добротности от частоты настройки.

Было дело, подтверждаю.

[Altor Audio]

от частоты настройки.

А чем частоту перестаривал, сдвенным потенциометром и переключаемыми конденасаторами?

[shkal]

Потенциометром. Зависит ли добротность от С - не помню, надо справочники рыть.

[begemot]

Зависит ли добротность от С

Вроде не зависит. Добротность будет менятся только при изменении частотнозадающих резисторов.
Кстати, топология 4 позволяет ввести точную подстройку частоты одиночным резистором без изменения основных частотно-задающих цепей.
Путём изменения резистора R23 или R20. Впрочем, регулировать таким образом не желательно больше чем на 5-10%
Иначе сильно разбегаются выходы интеграторов и надо увеличивать глубину стабилизации амплитуды.

[Altor Audio]

А не пробовал ли кто вместо перем. резисторов поставить на изменение частоты перемножающий ЦАП?

[begemot]

Так это по моему один из классических вариантов использования такой топологии. Я где-то видел в одном из неплохих промышленных генераторов, уже не помню где именно. Но сколько получится по искажениям-хз. Впрочем 110-120 наверно получится

[Altor Audio]

Впрочем 110-120 наверно получится

В генераторе? Меня оно больше как ФНЧ интересует. 110-120 хороший ЦАП даст, а вот если после него поставить ФНЧ..

[begemot]

Для меня не очевидно что внеполосное подавление собственных гармоник соответствует виду внешней частотки.
Иначе , в случае моего измерительного полосовика его искажения были бы ещё ниже. Типа как такой фильтровой
Барон Мюнхаузен.
В принципе это несложно промоделировать. Ввести искажения тока в резисторы фильтра и посмотреть.

[Altor Audio]

Какой перемножающий ЦАП можешь порекомендовать попробовать?

[shkal]

DAC8802 8812
ltc1595 1596 1599

[Altor Audio]

Сенькс.

[begemot]

Кстати, патент Richard C. Cabot по поводу "гибридного" перемножающего цапа, который был использован в Audio Presigion System One http://www.ap.com/products/s1


  US4631522.pdf (Размер: 537.85 KB / Загрузок: 116)

Их генератор выдавал лучше -110дБ.
Это ещё один из отцов основателей АП, свалил с Тека вместе с Брюсом. И него есть ещё несколько патентов на тему генераторов, ещё Тековские.


  US4560957.pdf (Размер: 367.73 KB / Загрузок: 26)

Ну и ещё несколько патентов по поводу линейности.


  US5119095.pdf (Размер: 920.75 KB / Загрузок: 31)


  US5212484.pdf (Размер: 943.62 KB / Загрузок: 25)

[shkal]

Кстати, никто не видел графиков зависимостей искажений перемножающих ЦАПов от амплитуды синуса на ref-е?

[begemot]

Промакетировал эту топологию чтоб проверить как работает регулировка/стабилизация амплитуды. Ну детектор конечно будет другой, скорее всего 4-х фазный и есесьно композиты.
Запустилось с полтычка, без проблем. Будет время-посмотрю что с искажениями. Амплитуда на оптроне - слёзы.

[belka]

10-20 кгц пробовал? Нормально стабилизировалось с оптроном этим?