Low noise voeding

Voor- en Eindversterkers

Moderator: Beheerdersteam

Plaats reactie
Gebruikersavatar
rho
Berichten: 4766
Lid geworden op: di 24 aug 2004, 19:30
Locatie: Peer, België

Low noise voeding

Bericht door rho »

Heeft er iemand ideeën hoe ik een ultra low noise voeding kan bouwen. Bedoeling is deze voeding te gebruiken bij het versterken van signalen komende van een MC element in m'n draaitafel.

Ik dacht eigenlijk gewoon aan een stel LM317/337, maar het zou volgens mij toch nog beter moeten kunnen.
Gebruikersavatar
sietse
Berichten: 4993
Lid geworden op: do 07 okt 2004, 16:03
Locatie: Dokkum

Bericht door sietse »

Het Ic weet ik zo gauw niet, maar je weet waarschijnlijk zelf wel dat men vaak voor de voeding accu's gebruikt? 'k noem het toch maar even.

Sietse
Gebruikersavatar
daniel
Berichten: 1458
Lid geworden op: vr 17 sep 2004, 8:48
Locatie: Eindhoven

Bericht door daniel »

zeer interessant leesvoer:

http://www.tnt-audio.com/clinica/solidstate.html

(waaruit o.a. blijkt dat accu's helemaal niet zo ruisvrij zijn!)

de auteur, Werner Ogiers, is aktief op hear.nl

Ik heb zelf de discrete 2-transistorshunt gebouwd voor mijn 6-kanaals PGA2310 preamp. Eerst gesimuleerd met ltspice, daarna gebouwd. Klinkt prima, maar heb het nog niet aan een kritische luistertest onderworpen (of vergeleken met een gewone LM317/337 combo)
Gebruikersavatar
rho
Berichten: 4766
Lid geworden op: di 24 aug 2004, 19:30
Locatie: Peer, België

Bericht door rho »

Ik ken Werner (we zitten in dezelfde branche en hebben dezelfde passie voor vinyl) en hebben het er al eens over gehad in een berg e-mails (vooral over de RIAA zelf).

Zijn zener blijkt het beste uit de test te komen qua ruis maar die doet het dus enkel goed als ie een constante belasting heeft. Dat zou dus lekker zijn bij de voeding van de relais, maar niet echt nuttig.

Ik ga het stukje nog eens lezen en die 2-transistorshunt nog eens goed bekijken.
Gebruikersavatar
Pjotr
Berichten: 36760
Lid geworden op: do 26 aug 2004, 18:34
Locatie: bollenstreek

Bericht door Pjotr »

Op DiyAudio.com hebben ook uitgebreide vergelijkingengen gestaan tussen LED's, bandgap en zeners. De 12V / 400mW zeners kwamen daar het beste uit de bus.

Dat betekent dus ouderwets een discrete voeding bouwen met low-noise torretjes in de verschilversterker.

Overigens zijn de LM317/LM337 helemaal zo slecht nog niet, iig een stuk beter dan die standaard LM78xx/lm79xx dingen. Maar tegen discrete opgebouwd kan een ic-regulator niet op.
Rudy
Berichten: 1526
Lid geworden op: ma 29 nov 2004, 12:59
Locatie: Belgie

Bericht door Rudy »

@Pjotr
Noise is 1 ding, de uitgangsimpedantie van een "regulator" is een ander, d e bandbreedte is er nog een.


Effe terug ontopic
Wat je nodig hebt is het ideaale geval ( streefdoel dus )
- Uitgangsimpedantie <10mOhm die constant blijft tussen 10Hz en 50Khz
- Ruis op minder dan 80dB ( is imo meer dan genoeg, en dit loopt gepaard met de eerste )

Concreet, je kan hier zot ver in gaan, naamelijk het ideaal senario
Eerst "pre" regelaar opgebouwd volgens het seriestabilisatie principe
Dan vervolgens een constante stroombron die dan vervolgens belast word met de schakeling en een parrallel regulator om de spanning over het geheel constant te houden. Enkel hiermee creeer je een heboorlijk lage uitgangsimpedantie ( tot kleiner dan 1mOhm ).
Maar al bij al een beetje teveel van het goede vrees ik, daar ie dan meer elektronica nodig heeft dan in zen preamp zelf.

Parktisch kan ik eigenlijk gewoon aanraden van een LM317/LM337 preregulator te gebruiken ( waarom niet, kostprijs 1euro en je wint al 60dB op noise ), dan daarna de 2 transistorshunt, wat principieel dicht in de buurt komt van het theoretisch correcte.
Dan zit je kwa noise in ieder geval al goed, kwa uitgangsimpedantie kan het beter, maar probleem is dat het altijd beter kan, vraag is gewoon heb je dat nodig.

Verder zien dat je geen fouten maakt op gebied van gelijkrichting.
-> geen duizenden miocrofarad's aan bufferelco's ( introduceerd enkel meer ruis )
-> als diode proberen schotkys ( hoe schrijven ze dat eigenlijk ? ) te gebruiken, deze zijn niet eens duurder dan gewone diodes zolang het over kleinstroom diodes gaat ( 1A bedoel ik dus ), kijk 1N5819 en equivalenten.
-> In serie met deze diode een weerstand van minimaal 1Ohm om die dingen iets meer liniear te maken.
-> Voor elke winding een bruggelijkrichter gebruiken zodat die kables van antennes van de trafo niet meer je massa beinvloeden.
-> GEEN 100nF caps over de diodes, gooi niet met die caps weg waarom je speciale diodes gebruikt. Eventueel over de 1Ohm in serie met de diode, daarover optioneel een cap, waarde valt te berekenen achteraf als je weet hoeveel stroom het ding verbruikt, dus tekenen op print maar nog niet bestukken. Zet daar geen "gegokte" capaciteit, je verliest er meer mee dan je wint anders.
-> Bij de stabilizator ( lm 317 .. ) ervoor zorgen dat de ontkoppelcapaciteiten zo dicht mogelijk tegen de pinnen staat, geld ook voor die Elco ( geen tantaal ) aan de ADJ-pin.
-> Na de stabilizator GEEN cap groter dan 47uF en zeker geen low-esr
-> Na de 2transistor schunt GEEN 100nF caps, deze zorgt voor een onstabiliteit in dergelijke types van regulators, enkel een elco van maximaal 100uF, mag een betere zijn, maar geen extreemlow esr type.
-> Eventeel direct over de pinnen van de voedingsspanning van je IC's een 100nF'tje, GEEN keramische. Gewoon omwille van het feit dat opamps laatste tijd een enorme bandbreedte hebben en zeer geneigd zijn om te oscileren. Deze moet je dus niet in je layout voorzien maar enkel op de pinnen solderen aan onderzijde print. ( als ze al nodig zijn )
Met de pinnen bedoel ik dus tussen -Ucc en +Ucc, niet tov de massa, dit is uit den boze en helpen niet eens tegen oscilaties.

Veel tekst, waarschijnlijk al veel van bekend, maar toch dingen om niet te vergeten.

Groetjes
Rudy / schema van drukkknop ding komt strakjes
Gebruikersavatar
rho
Berichten: 4766
Lid geworden op: di 24 aug 2004, 19:30
Locatie: Peer, België

Bericht door rho »

Toch enkele vraagjes:

Waarom denk je dat die 100nF tussen +Vcc en gnd en tussen -Vcc en gnd nadelig zijn? Alles wordt toch gerefereerd naar gnd? Krijg je een ripple op +Vcc dan wil je die toch wegwerken t.o.v. gnd en niet t.o.v. -Vcc. Dan trek je het hele boeltje toch krom?
Waarom zoeden ze niet tegen oscillaties werken?

Het is inderdaad ideaal om die 100nF's tegen de pinnen te solderen. Toch blijkt uit de praktijk dat ze best enkele mm track-lengte op je pcb mogen hebben. Natuurlijk is 0mm ideaal, maar geen absolute must. Je moet ze natuurlijk wel lekker kort bij het IC houden, dat spreekt voor zich.
Gebruikersavatar
Pjotr
Berichten: 36760
Lid geworden op: do 26 aug 2004, 18:34
Locatie: bollenstreek

Bericht door Pjotr »

Rudy schreef:
@Pjotr
Noise is 1 ding, de uitgangsimpedantie van een "regulator" is een ander, d
e bandbreedte is er nog een.
Ja meester :oops: maar u vergeet er nog 1'tje: Overshoot gedrag ;) En er is nog wel een rijtje op te noemen.

Btw bandbreedte (van de error versterker bedoel je waarschijnkijk) is tamelijk relatief omdat je er toch meestal een uitgangscap aan hangt.
Gebruikersavatar
rho
Berichten: 4766
Lid geworden op: di 24 aug 2004, 19:30
Locatie: Peer, België

Bericht door rho »

Pjotr schreef:
Rudy schreef:
@Pjotr
Noise is 1 ding, de uitgangsimpedantie van een "regulator" is een ander, d
e bandbreedte is er nog een.
Ja meester :oops: maar u vergeet er nog 1'tje: Overshoot gedrag ;) En er is nog wel een rijtje op te noemen.

Btw bandbreedte (van de error versterker bedoel je waarschijnkijk) is tamelijk relatief omdat je er toch meestal een uitgangscap aan hangt.
Is je overshoot niet enorm afhankelijk van je bandbreedte? (ik bedoel: kan je dat niet onder de zelfde noemer zetten?)
Rudy
Berichten: 1526
Lid geworden op: ma 29 nov 2004, 12:59
Locatie: Belgie

Bericht door Rudy »

Zal effe poging doen.


*Oscilaties*
Een opamp "ziet" geen massa, hij ziet enkel voedingsspanningen en krijgt hierbij een bepaalt niveau aangeboden dat ie versterkt tov van zen andere pinnen. En het nadeel als we die dingen tov da massa zouden refereren is dat we dan die oscilatie ook nog eens bij op onze voeding gaan supperpositioneren, maw, de massa word instabieler op deze wijze.
( btw, ze werken wel oscilatie tegen, dat ontken ik niet )

Icvoetjes en banen vormen een behoorlijke grote bedreiging als het op 50MHz opaan komt, wat geen uitzondering is voor die "nieuwe" generatie opamps. ( maar zoals ik al zij, het is niet zeker dat deze nodig zijn, met een behoorlijk stabiele bron met lage uitgangsimpedantie word dit ook al zeer behoorlijk de kop ingedrukt. )

"Als" je deze bij je regulator zou plaatsen ( de 2 transistorshunt, bij de LM moeten ze er staan of ie oscileerd zelf :roll: ) dan word ie door de regulator enkel als een load beschouwd, daar de regulator op zich al ontzettend breedbandig is, zal ie net omdat ie te hard moet ingrijpen ( eerst cap opladen ) overreageren met negatieve gevolgen, of zelfs oscilatie van de bron tot gevolg hebben.

@Pjotr
Caps zorgen ervoor dat "slechte" bronnen beter worden tot op het niveau van de cap.
Bij "goede" zorgen die caps enkel en alleen voor verslechtering van je voeding. Caps hebben nou eenmaal ook hun begrenzing. Caps hebben ook de neiging om het geheel niet hetzelfde te laten reageren op lage als op hoge frequentie, iets wat niet egt een voordeel is.

Met bandbreedte bedoel ik eigenlijk het "geheel" van de voeding. Wat idd wel afhankelijk is van de snelheid van je "error" versterker.

Op niet gereguleerd spanningen zijn caps meestal meer welkom, in deze toepassing kunnen ze de boel enkel tot ergere fouten insturen.

Groetjes
Rudy
Gebruikersavatar
rho
Berichten: 4766
Lid geworden op: di 24 aug 2004, 19:30
Locatie: Peer, België

Bericht door rho »

Hmmmja, de meeste opamps zien geen massa, maar de SSM2019 wordt wel gerefereerd naar massa. Is dit dan een uitzondering op de regel?

Maar ik begrijp je bezorgdheid ivm de ontkoppeling wel. Toch heb ik eigenlijk nog nooit een probleem gehad hiermee. Ik ontkoppel eigenlijk altijd t.o.v. ground. Alles blijft lekker stabiel. Waarschijnlijk ook omdat ik vooral audio-schakelingen bouw. Erg breedbandige schakelingen zijn dat meestal niet. De opamps kunnen dat natuurlijk wel aan, maar ze krijgen die signalen niet gevoed (buiten de ruis dan).
Rudy
Berichten: 1526
Lid geworden op: ma 29 nov 2004, 12:59
Locatie: Belgie

Bericht door Rudy »

Nee het is geen uitzondering, daar ie enkel als "niveau" punt word gebruikt.

Je schakeling is inderdaar niet bedoeld om enorm breedbandig te zijn , maar de opamps op zich zijn dit wel ( gelukkig :D ).

Die bezorgdheid is wel op zen plek bij MC en MM elementsignalen, daar je ondertussen wel weet hoe storend niet muziek signalen zijn, een weg die elke DIY'ver ooit wel eens aflegd.

Groetjes
Rudy / die teveel tijd heeft precies :D
Gebruikersavatar
Pjotr
Berichten: 36760
Lid geworden op: do 26 aug 2004, 18:34
Locatie: bollenstreek

Bericht door Pjotr »

Rudy schreef:
........

Caps zorgen ervoor dat "slechte" bronnen beter worden tot op het niveau van de cap.
Bij "goede" zorgen die caps enkel en alleen voor verslechtering van je voeding. Caps hebben nou eenmaal ook hun begrenzing. Caps hebben ook de neiging om het geheel niet hetzelfde te laten reageren op lage als op hoge frequentie, iets wat niet egt een voordeel is.

Met bandbreedte bedoel ik eigenlijk het "geheel" van de voeding. Wat idd wel afhankelijk is van de snelheid van je "error" versterker.

Op niet gereguleerd spanningen zijn caps meestal meer welkom, in deze toepassing kunnen ze de boel enkel tot ergere fouten insturen.

Groetjes
Rudy
Dat klopt wel. Het moet uit de lengte of uit de breedte komen. Hoge loop gain -> lage uitgangs impedantie. Maar die loopgain gaat aflopen naar mate de frequentie oploopt met als gevolg dat de impedantie op gaat lopen en een inductief karakter krijgt. Technisch gesproken zou de uitgangs cap het over moeten nemen waar de uitgangsimpedantie inductief gaat worden. Op die manier kun je de impedantie over een erg groot gebied resistief, constant en laag houden. Of dat gehoormatig zinvol is is natuurlijk nog maar de vraag.
Rudy
Berichten: 1526
Lid geworden op: ma 29 nov 2004, 12:59
Locatie: Belgie

Bericht door Rudy »

Jaja dat klopt perfekt, daar ben ik het mee eens, maar dat levert meer vragen op dan antwoorden, de vraag is gebeurd dit bij een waarde ( freq ) waarbij de cap nog een cap is of bij waardes waarbij de inductieviteit het grotendeels al overneemd van het capacitieve. De transistoren gaan mee tot begin 1a2 Mhz om de uitgangsimpedantie laag te houden ( geen 1mOhm meer tuurlijk, afhankelijk van de type tra natuurlijk ) , wat doet de capaciteit op die waardes ?

Voor slechte regulators heeft dat natuurlijk wel nut, maar dan stel ik me de vraag dat het niet intressanter is om verder te zoeken tot ie beter word dan te onderzoeken wanneer de schakeling overgaat in de impedantie van je cap, daar dit ook al niet egt vanzelfsprekend is.

Met de vraag of dit allemaal wel hoorbaar is ben ik het overgens ook eens.

Groetjes
Rudy
Gebruikersavatar
Pjotr
Berichten: 36760
Lid geworden op: do 26 aug 2004, 18:34
Locatie: bollenstreek

Bericht door Pjotr »

Hallo Rudy,

Over de inductie van moderne low-esr elco's hoeven we ons geen zorgen te maken, die is lager dan de draden die er aan zitten.

Om een idee te geven van een voedinkje wat ik gemaakt heb (overigens niet voor audio). De uitgangs weerstand was 4 mohm resistief tot 5 KHz en begon daarna met een factor 10 per decade op te lopen tot ca 10 MHz. Moderne low ESR elco's hebben een Ri van zeg 20 mohm tot ver in de MHz'en. De impedantie van C moet dan bij ca. 20 KHz de impedantie laag gaan houden. Even met de natte vinger kom je dan op een elco van ca. 470 - 1000 uF uit.
Rudy
Berichten: 1526
Lid geworden op: ma 29 nov 2004, 12:59
Locatie: Belgie

Bericht door Rudy »

Het probleem van alles moet andersom gezocht worden ...

De vraag is niet is die cap goed genoeg om je load een deftig signaal te kunnen geven, maar wat doet je regulator met dergelijke belasting ?

Want daar gaat het om, is ie in staat om dat ding te kunnen laden en toch zen spanning constant te kunnen houden, simpelweg NEE, je esr van je elco's zijn bij 1Mhz geen probleem, maar de ESL van je schakeling word steeds groter en groter en het uitgangsignaal begint na te ijlen tov je fout, de foutcorrectie verzwakt dus en erger nog creerd meer en meer fouten omdat die uit fase hangen, daar die energy nu telkens word opgeslagen door je elco krijg je een situatie die niet meer controleerbaar is en zal zodanig uit de bol gaan dat de regulator gaat oscileren dankzij zen nu gecreerde RLC kring.

1000uF lowESR/L na een regulator is om problemen vragen die behoorlijk lagerfrequent zijn dan bij slechtere elco's. De uitgangsimpedantie van je regulator moet dominerend ( kleiner dus ) zijn, niet andersom.

Vergeet niet, caps moeten ook hun lading krijgen van ergens.

Groetjes
Rudy
Gebruikersavatar
Pjotr
Berichten: 36760
Lid geworden op: do 26 aug 2004, 18:34
Locatie: bollenstreek

Bericht door Pjotr »

Overdrijf je nu niet een beetje Rudy? Van een IC regulator weet je hoegenaamd niets kwa regelgedrag maar als je het zelf discrete bouwt heb je het toch allemaal zelf in de hand?

En een simpel goed discrete voedinkje wat een 10-tal mA moet kunnen leveren is toch niet zo heel moeilijk?

Voor de geinteresseerden: http://www.borbelyaudio.com/pics/EB-804-419%20final.pdf

(Al is Bobby wel zo slim om er geen waarden bij te vermelden om zijn handel te beschermen)
Rudy
Berichten: 1526
Lid geworden op: ma 29 nov 2004, 12:59
Locatie: Belgie

Bericht door Rudy »

Overdrijven, ja en nee, het gaat me maar over het feit dat mensen de neiging hebben om low of ertreem low elco's te gebruiken bij lineaire regulatoren ( al dan niet zelfbouw ), met het besef dat ze iets "beter" gemaakt hebben daardoor, terwijl in de praktijk dat juist niet het geval is, erger nog ze brengen problemen die normaal bij enkel Mhz onstonden naar lagere frequenties.

Het hoeft idd niet zo moeilijk te zijn dat wij nu redeneren :lol:

Denk als ie gewoon stabby neemt met die shunt dat ie bobby even los achterlaat kwa prestaties.

Effe wat cafe's rijker maken nu :)

Groetjes
Rudy
Gebruikersavatar
rho
Berichten: 4766
Lid geworden op: di 24 aug 2004, 19:30
Locatie: Peer, België

Bericht door rho »

Amai, zo'n discutie om dan bij het vertrekpunt uit te komen.
:lol:

Ik moet het allemaal nog wel eens een 2de en 3de keer doorlezen hoor, maar ik kan me wel al voorstellen wat de problemen kunnen zijn en hoe jullie beiden er tegenaan kijken.
Zo'n dingen mogen wel eens meer aan bod komen. Niet iedereen kan alles volgen denk ik, maar zelfs dan kan je een hoop bijleren.
Plaats reactie