Marantz CD-80 modificatie

GerardJ · Bericht door **GerardJ** » ma 27 nov 2006, 20:43

Hierbij een aanpassing op de eerste IV-omzetter met opamp. De stroombron in de collector zorgt voor een aanzienlijke vermindering van de vervorming. De simulaties geven het volgende:

- 5 kHz sinus (2Vtt aan de uitgang)=> 2e orde: -110 dB, 3e orde -123 dB
- dubbeltoon op 19-20 kHz => 2e orde term op 1 kHz: -134 dB
- dubbeltoon op 49-50 kHz => 2e orde term -131
- dubbeltoon op 49-50 kHz => 2e orde term -133, 3e orde (2f1-f2, 2f2-f1): -143 dB

Met een LT1028 als opamp is de impedantie op de emitter van Q1 0.01 Ohm bij 30 kHz. Deze loopt met de afnemende openlusversterking van de opamp. Bij 3 MHz is dit 1 Ohm geworden.

Als ik de opamp vervang door een NE5534, blijven de vervormingscijfers gelijk, echter de impedantie op de emitter van Q1 stijgt door de kleinere openlusversterking. Bij 30 kHz krijg ik een impedantie van 0.03 Ohm en de 1 Ohm wordt bereikt bij 800 kHz.

De aanpassing van R41 op R42 is heel kritisch. Een halve Ohm fout maakt veel uit. Het lijkt erop neer te komen dat de beste prestaties worden bereikt bij een Q1-collectorspanning van ongerveer 2.7 V.

Sander, zou jij willen kijken of LT-SPICE vergelijkbare waarden geeft?

Groeten,

Gerard

GerardJ · Bericht door **GerardJ** » ma 27 nov 2006, 20:59

Hoi Sander,

Mijn laatste opzet voor een I/V omzetter voldoet prima aan deze eis, nu hoeven we alleen een opamp erachter te zetten en we hebben effectief bereikt wat we willen. Hieronder nogmaals de opzet met puur alleen de gecascodeerde ingangstransistor en I/V dmv. een enkele transistor, de vervormingscijfers spreken voor zich. We hoeven alleen iets te verzinnen om de DC-offset weg te poetsen en een nette filtersectie te ontwerpen. Mijn voorkeur gaat, zoals eerder genoemd, uit naar de LM4562 of de OPA1632 gevolgd door een common-mode regeling voor een gebalanceerde uitvoering van deze I/V omzetter.

Gebalanceerde I/V omzetter, versie 3
http://hardwareanalysis.com/images/arti ... /11931.gif

Dit ziet er echt fraai uit, met een vervorming waar jou AP wellicht moeite mee heeft. Het lijkt mij dat je de 10k weerstand waarover je de uitgangsspanning meet kunt vervangen door een 100 Ohm weerstand met parallel C. De twee 100 Ohm weerstanden met 1 nF condensatoren kunne dan verdwijnen.

Groeten,

Gerard

GerardJ · Bericht door **GerardJ** » ma 27 nov 2006, 21:38

Hallo Sander,

Het lijkt mij dat je de 10k weerstand waarover je de uitgangsspanning meet kunt vervangen door een 100 Ohm weerstand met parallel C. De twee 100 Ohm weerstanden met 1 nF condensatoren kunne dan verdwijnen.

Ooops, ik zie het al

, die kunnen niet weg, daar moet een deel van de gelijkstroom doorheen om de juiste collectorspanning te krijgen.

Groeten,

Gerard

Bericht door **jeroen_d** » di 28 nov 2006, 1:52

Het enige probleem met die laatste van Sander is, dat tov de 1500 ohm ik met een factor 15 moet gaan versterken. Hoe krijg ik dat voor elkaar zodanig dat de vervorming zo laag blijft als nu?

Wat dat betreft maakt de laatste van Gerard ook indruk. Het feit dat het zo kritisch komt snap ik niet goed, hoe goed is de voorspellende kracht van deze simulaties?

Straks toch maar eens gaan meten...

dekkersj · Bericht door **dekkersj** » di 28 nov 2006, 11:03

Ik loop een beetje achter met mijn administratie, deels door het aanmaken van een tweetoonsignaal + harmonischen - bron. Ik moet eea netjes voor mijzelf ordenen, anders zie ik door de bomen het bos niet meer. Wat ik dus nu mis zijn de versie 4 van jeroen_d en de laatste versie van Sander (waar ik nog wat vragen over heb). Anyway, ik heb mijzelf voorgenomen om er een document van te maken dat ik steeds weer update met vernieuwde inzichten. Hier de voorlopige opzet:

http://amorgignitamorem.nl/FolderForTra ... Amp/IV.pdf

U hoort nog van mij.

Groet,
Jacco

@Sander,
Jij hebt een differentiele opzet bedacht waar ik persoonlijk meer in geinteresseerd ben dan een single ended ingang. Mijn vraag is of uit de negatieve ingang ook een DC stroom van 2 mA getrokken moet worden of juist 2 mA de negatieve ingang in.

Ook groet,
Jacco

SSassen · Bericht door **SSassen** » di 28 nov 2006, 11:29

Jacco,

@Sander,
Jij hebt een differentiele opzet bedacht waar ik persoonlijk meer in geinteresseerd ben dan een single ended ingang. Mijn vraag is of uit de negatieve ingang ook een DC stroom van 2 mA getrokken moet worden of juist 2 mA de negatieve ingang in.

Die vraag heb ik me ook al gesteld, volgens Jeroen loopt er bij de TDA1541A bij geen signaal al stroom, dat zou betekenen dat de TDA1541A alleen een stroom kan leveren op de schaal 0~4mA, 2mA zou dan het nulpunt zijn. In dat geval moeten we dus 2mA toevoegen om de uitgang netjes op nul volt te houden. Ik kan hierover echter niks vinden in de beknopte datasheet.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

dekkersj · Bericht door **dekkersj** » di 28 nov 2006, 11:38

SSassen schreef:
Jacco,

@Sander,
Jij hebt een differentiele opzet bedacht waar ik persoonlijk meer in geinteresseerd ben dan een single ended ingang. Mijn vraag is of uit de negatieve ingang ook een DC stroom van 2 mA getrokken moet worden of juist 2 mA de negatieve ingang in.
Die vraag heb ik me ook al gesteld, volgens Jeroen loopt er bij de TDA1541A bij geen signaal al stroom, dat zou betekenen dat de TDA1541A alleen een stroom kan leveren op de schaal 0~4mA, 2mA zou dan het nulpunt zijn. In dat geval moeten we dus 2mA toevoegen om de uitgang netjes op nul volt te houden. Ik kan hierover echter niks vinden in de beknopte datasheet.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

Right, dan zoeken we dat later op. Het heeft de aandacht. Nog een volgende punt van aandacht, als ik een tweetoon maak, dan moet toch de gezamenlijke amplitude van die twee sinussen maximaal 2 mA zijn? Dus geen twee tonen van elk 2 mA, maar twee van 1 mA?

Groet,
Jacco

voodooless · Bericht door **voodooless** » di 28 nov 2006, 11:40

Zeg, is het eigenlijk mogelijk om in die simulaties een willekeurig wav bestand met willekeurige resolutie en sample rate te duwen?

dekkersj · Bericht door **dekkersj** » di 28 nov 2006, 11:42

voodooless schreef:
Zeg, is het eigenlijk mogelijk om in die simulaties een willekeurig wav bestand met willekeurige resolutie en sample rate te duwen?

In LTspice wel, bij mijn simulator weet ik dat nog niet.

Groet,
Jacco

voodooless · Bericht door **voodooless** » di 28 nov 2006, 11:46

dekkersj schreef:
In LTspice wel, bij mijn simulator weet ik dat nog niet.

In dat geval zou je natuurijk theoretisch zelf het geluid 4x kunnen oversampelen en in een flink hoge sample rate stoppen, om zo eens een keer een test te doen met een echt stuk complexe muziek. Echter moet je dan al samplerates boven de 2 Mhz ofzo gebruiken om voldoende spectrum te simuleren. Dat wordt idioot veel data, en zo'n simulatie gaat natuurlijk vreselijk lang duren

dekkersj · Bericht door **dekkersj** » di 28 nov 2006, 11:57

voodooless schreef:
dekkersj schreef:
In LTspice wel, bij mijn simulator weet ik dat nog niet.
In dat geval zou je natuurijk theoretisch zelf het geluid 4x kunnen oversampelen en in een flink hoge sample rate stoppen, om zo eens een keer een test te doen met een echt stuk complexe muziek. Echter moet je dan al samplerates boven de 2 Mhz ofzo gebruiken om voldoende spectrum te simuleren. Dat wordt idioot veel data, en zo'n simulatie gaat natuurlijk vreselijk lang duren

Ik vind het fijn dat je dat toch doorhebt...

Maar het zou wel kunnen.

Groet,
Jacco

voodooless · Bericht door **voodooless** » di 28 nov 2006, 12:01

Laten we dan maar gewoon aan het fysieke eindresultaat meten

Zou mooi zijn als daar een vaste "meetopstelling" voor zou worden afgesproken, zodat ook anderen aan hun eigen speler kunnen meten. Iets als: CD met testonen -> CD-speler -> geluidskaart -> stukje software...

Ben eigenlijk wel benieuwd wat mijn spelertje met gewoon een opamp als IV voor elkaar krijgt

/me wil ook nog wel eens zo'n DACje bouwen voor de gein

dekkersj · Bericht door **dekkersj** » di 28 nov 2006, 12:03

voodooless schreef:
Laten we dan maar gewoon aan het fysieke eindresultaat meten

Zou mooi zijn als daar een vaste "meetopstelling" voor zou worden afgesproken, zodat ook anderen aan hun eigen speler kunnen meten. Iets als: CD met testonen -> CD-speler -> geluidskaart -> stukje software...

Ben eigenlijk wel benieuwd wat mijn spelertje met gewoon een opamp als IV voor elkaar krijgt

Ik heb net mijn benen onder mijn romp gezweet voor een dubbeltoon van 15435 Hz en 17640 Hz. Wat mij betreft heeft dat de voorkeur.

Groet,
Jacco

SSassen · Bericht door **SSassen** » di 28 nov 2006, 12:05

Goed, even wat rondgekeken en nagevraagd en inderdaad heeft de TDA1541(A) een full scale output van 4mA, maar de current swing is maar 2mA, dus loopt er altijd 2mA vanuit de DAC. Om nu +/-2mA uit te kunnen sturen en zodoende ook de offset op nul te houden dienen we dus of 2mA te injecteren in de uitgang dmv. een extra stroombron. Of we nemen de offset voor lief en regelen die aan de uitgang weg, waarbij we wel rekening moeten houden met een (eventuele) verschuiving van de Vbe/Vce van de diverse transistors in de I/V omzetter.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

SSassen · Bericht door **SSassen** » di 28 nov 2006, 12:12

Gerard,

Sander, zou jij willen kijken of LT-SPICE vergelijkbare waarden geeft?

Ik heb helaas geen modellen voor de opamps die je noemt, maar met de opamps die ik wel heb zie ik idd. een zelfde zeer kritische afstelling, een paar ohm ernaast en de schakeling werkt niet meer. Uiteraard is dit niet praktisch, we zoeken iets wat altijd werkt, ook met normale componenttoleranties meegenomen. Ook is je schakeling zo op 't oog zeer gevoelig voor oscillaties omdat je in- en uitgang direct op elkaar probeert weg te regelen, je krijgt dat een lus waarin de slew-rate en settling time van de opamp bepaalt wanneer er een oscillatie optreedt.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

SSassen · Bericht door **SSassen** » di 28 nov 2006, 12:23

Goed, even wat rondgekeken en nagevraagd en inderdaad heeft de TDA1541(A) een full scale output van 4mA, maar de current swing is maar 2mA, dus loopt er altijd 2mA vanuit de DAC. Om nu +/-2mA uit te kunnen sturen en zodoende ook de offset op nul te houden dienen we dus of 2mA te injecteren in de uitgang dmv. een extra stroombron. Of we nemen de offset voor lief en regelen die aan de uitgang weg, waarbij we wel rekening moeten houden met een (eventuele) verschuiving van de Vbe/Vce van de diverse transistors in de I/V omzetter.

Net even gesimuleerd met mijn laatste versie (versie 3), zie hieronder, en je krijgt inderdaad een verschuiving in de offset aan de uitgang, voordeel is nu wel dat je met een regelbare stroombron op de uitgang van de DAC de offset aan de uitgang van de I/V omzetter volledig weg kan regelen, incl. de DC offset die onherroepelijk ontstaat over R14/R15. Ik voel een DC servo schakeling opkomen die e.e.a. continue bijregelt.

Balanced I/V omzetter, versie 3, DC offset
http://hardwareanalysis.com/images/arti ... /11932.gif

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

dekkersj · Bericht door **dekkersj** » di 28 nov 2006, 12:28

Sander,

Betekent dit dat aan de positieve ingang 2 mA ontrokken wordt en aan de negatieve ingang ook?

Groet,
Jacco

SSassen · Bericht door **SSassen** » di 28 nov 2006, 12:37

Jacco,

Betekent dit dat aan de positieve ingang 2 mA ontrokken wordt en aan de negatieve ingang ook?

Ja, in het geval van de TDA1541(A) en bovenstaand voorbeeld, alleen zijn beide stromen 180-graden in fase verschoven uiteraard.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

dekkersj · Bericht door **dekkersj** » di 28 nov 2006, 12:42

SSassen schreef:
Jacco,

Betekent dit dat aan de positieve ingang 2 mA ontrokken wordt en aan de negatieve ingang ook?
Ja, in het geval van de TDA1541(A) en bovenstaand voorbeeld, alleen zijn beide stromen 180-graden in fase verschoven uiteraard.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

Ja, alleen het AC signaal is 180 graden verschoven. De DC stroom is in fase, dwz ze trekken allebei de stroom uit de IV converter.

Groet,
Jacco

SSassen · Bericht door **SSassen** » di 28 nov 2006, 12:58

Jacco,

Ja, alleen het AC signaal is 180 graden verschoven. De DC stroom is in fase, dwz ze trekken allebei de stroom uit de IV converter.

Nogal wiedes, zie bovenstaande simulatie, zo steekt e.e.a. in elkaar.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

dekkersj · Bericht door **dekkersj** » di 28 nov 2006, 13:01

SSassen schreef:
Jacco,

Ja, alleen het AC signaal is 180 graden verschoven. De DC stroom is in fase, dwz ze trekken allebei de stroom uit de IV converter.
Nogal wiedes, zie bovenstaande simulatie, zo steekt e.e.a. in elkaar.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

Voor de duidelijkheid, that's all. Nu weten we precies waar we het over hebben en ik hoop de rest ook.

Groet,
Jacco

Bericht door **jeroen_d** » di 28 nov 2006, 14:28

Ook nog even voor de duidelijkheid. In rust levert de TDA geen stroom, hij onttrekt hem aan de schakeling. Maw het DC niveau daalt bij mijn IV-omzetter zodra je de TDA aansluit. In de datasheet staat dat de stroom maximaal 4 mA is. Als je het over stroom leveren hebt, dan betekent dat een swing van 0 tot -4mA.

dekkersj · Bericht door **dekkersj** » di 28 nov 2006, 14:42

Welnu, ik denk dat ik een aardige opzet heb qua vergelijk. Ik heb de pdf ge-update en is wederom hier te vinden:

http://amorgignitamorem.nl/FolderForTra ... Amp/IV.pdf

Vanaf blz 3 is de algemene opzet die voor iedere schakeling moet gaan. Ik zal de rest ook updaten. Tevens als bijlage opgenomen hoe ik de DACstroom heb gemaakt.

Groet,
Jacco

GerardJ · Bericht door **GerardJ** » di 28 nov 2006, 16:20

Sander,

Ik heb helaas geen modellen voor de opamps die je noemt, maar met de opamps die ik wel heb zie ik idd. een zelfde zeer kritische afstelling, een paar ohm ernaast en de schakeling werkt niet meer. Uiteraard is dit niet praktisch, we zoeken iets wat altijd werkt, ook met normale componenttoleranties meegenomen.

De emitterweerstand van de stroombron (R41) is vooral kritisch voor minimale vervorming. Om hem niet te laten werken is er toch wel een forse afwijking nodig (meer dan een paar Ohm op de aangegeven 42). Hoe heb je dit voor elkaar gekregen?

Maar dit is niet specifiek voor deze schakeling. Bij de schakeling van Jeroen vond ik eenzelfde gevoeligheid voor minimale vervorming (de 56 Ohm weerstand in de stroombron van zijn schema).

Ook is je schakeling zo op 't oog zeer gevoelig voor oscillaties omdat je in- en uitgang direct op elkaar probeert weg te regelen, je krijgt dat een lus waarin de slew-rate en settling time van de opamp bepaalt wanneer er een oscillatie optreedt.

Tijdens experimenten met deze schakeling (zonder stroombron) heb ik nooit iets van oscillaties gemerkt. De schakeling is niet "vingergevoelig". Enige gevoeligheid voor oscillaties blijkt ook niet uit de frequentieoverdracht. Dus hiet ben ik niet bang voor.

Groeten,

Gerard

SSassen · Bericht door **SSassen** » di 28 nov 2006, 16:24

Gerard,

Met niet werken bedoelde ik 'niet naar behoren werken' dwz. hoge vervorming. Wat de oscillaties betreft, ik had hier in de simulatie de eerste keer dat ik 'm probeerde al een oscillatie te pakken, let wel, ik werk met zoveel mogelijk niet ideale componenten, dwz. ik modelleer ook condensatoren etc. door esr waardes etc. op te zoeken in de diverse datasheets. Het zou heel goed kunnen dat e.e.a. prima werkt met ideale componenten in de simulator. Het kan ook goed zijn dan mijn opamp modellen het niet zo nauw nemen, ik simuleer over 't algemeen alleen discrete schakelingen. Voor opamps doe ik meestal een snelle controle (filters etc.) en bouw ze dan gewoon op en meet ze door.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com