|
Differensielle inngangstrinn - en bittepitteliten nerdetråd
- Trådstarter KJ
- Startdato
Diskusjonstråd Se tråd i gallerivisning
-
Men du beskriver jo selv hva det er, hva mener du med at du ikke forstår hva det er? Det var det som forvirret meg. Du vet sikkert at dette er en form for lakk som legges på med en slags sjablong? Og at det handler om presisjonen og plasseringen av denne sjablongen?Kortene er til lav-effekt strømforsyning (AC/DC) med LM317/337 regulatorer, justerbar spenning ut og «liberalt» avkoblet :
Her fikk jeg røkt ut at dimensjonene på CST/MTA-100 kontaktene i Eagle ikke er riktige. Fotavtrykket i som er tegnet i biblioteket i Eagle er for lite i alle retninger. Bortsett fra at det blei litt for trangt rundt kretskortkontaktene, så fungerer første samling helt fint - 2X18 VAC inn og 16,8-00-16,8 VDC ut (slik jeg har satt opp regulatorene i første samling så er reguleringsområdet ca 12-22 VDC. Loddingene mine holder dog ikke J.R. standard ... jeg må gå over en runde til i ren forlegenhet
mvh
KJHei
Ser jo flott ut dette ! At alt ikke stemmer i Eagle fikk jeg og en venn erfare nylig. Se bildet av denne Dual transistoren:
Pitch mellom beina skulle være 1.5mm, men slik ble det jo ikke...…..
Reddet det hele med loddestopp-lakken
Mvh
J.RKipt når modellene i tegneprogrammet ikke passer med virkeligheten. Versjon to av det strømforsyningskortet er allerede tegnet ... Men først må jeg gå en siste runde over kortet til trådens tema og få det i produksjon - må tydelig vis ta en ekstra titt på noen av komponentene, i tillegg til kretskortkontaktene.
mvh
KJNå når tråden har passert 205 innlegg og 8890 innlegg er den vel neppe bittepitteliten lengre ... jeg er litt imponert over at et så sært og smalt tema har har funnet så stor interesse.
Jeg har omsider tatt meg mot til å bestille en neve prototypkort av inngangstrinnet. For 31,45 daler får en sneglepost fra Kina og 20 stk 2-lags røde kort av denne:
Oppløsningen på bildene er dessverre fortsatt elendig.
Det ble 20 kort og sneglepost for å holde meg under mva-grensen på 350 kr. Denne gang fikk jeg ingen rabatt. Sneglepost er anslått å ta 15-20 dager så jeg regner med de kanskje dukker opp ikke alt for langt etter påske.
Jeg har gått over dimensjonene på en del av komponentene og justert litt her og der. Særlig MTA-100 kretskortkontaktene tar mer plass for å passe bedre med virkeligheten. Jeg har gjort litt om på avkoblingen av strømforsyningen og et par el-lytter er erstattet av et par SMD-MLCC i størrelse 1206. Nytt siden forrige gang er at jeg har lagt til mulighet for å bruke en MTA-100 kontakt til inngangen i stedet for kretskortmonterte XLR-kontakter. Jeg har også gjort om på attenuatoren på utgangen slik at denne får et midtpunkt som kan kobles til CM-servoen.
Jeg skal ha inntil 10 kort til «eget» bruk og gir bort overskuddet til dem som ev har lyst å prøve ut om og hva hva denne kan brukes til. De eneste vilkårene er en symbolsk kompensasjon for «porto og ekspedisjonsgebyr» og poste en tilbakemelding med erfaringer etc. Send meg ev. en PM.
mvh
KJSist redigert:Jeg har endelig klart å lage ferdig bufferet jeg postet i #97 på et PCB. Jeg har virkelig fått kjenne på kroppen at parasittiske kapasitanser kretskortlayout er viktige saker. Dette førte til oscilleringer siden OPA1612 er en rask djevel.
C2, C3 og muligens C4 var kritiske for å få det stabilt på kretskortet. Disse var ikke nødvendige når jeg testet dette på koblingsbrett med ledninger i lufta.
Et annet problem var gainmotstanden R8. På mitt layout blir det litt lange veier for å komme seg frem til en bryter som kan bytte mellom flere motstander for å sette forskjellige gain. Dette var også en kilde til oscillering. Noen pF der og man får plutselig høyere gain og problene er i gang.
Dårlig layout førte også til varmeproblemer. Med tre opamper tett på hverandre ble temperaturen nesten 100 grader når jeg kjørte dem litt hardt. Dette førte nok til at en OPA1612 tok kvelden på en selvfølgelig "rar" måte. Den prøvde å skjule sine problemer ved å virke litt sånn halvveis, men jeg avslørte den til slutt.
Jeg har tatt meg tid til å koble opp min low noise rigg for å se litt nøyere på støytallene fra denne kretsen, og det er lovende selv om det ikke er Snickers overkill standard.
Bufferet har 7 gaininnstillinger fra 0dB til 18dB, og jeg fikk følgende tall målt på en kun en fase i forhold til jord (COLD eller HOT)
Gain = 0dB => 1,7uV
Gain = 3dB => 1,7uV
Gain = 6dB => 1,9uV
Gain = 9dB => 2,1uV
Gain = 12dB => 2,2uV
Gain = 15dB => 2,3uV
Gain = 18dB => 2,6uV
Her er et bilde av noise på laveste gaininstilling: FTT bildet er i dBr siden det er innberegnet gain på 82 dB i mitt low noise trinn. Skalaen kan leses som dBV. Tallene øverst (20mV) må deles på 12000 (82dB) siden jeg ikke kan skalere disse.
Noise floor på under -160dBV liker vi
INA1620 er et råskinn, og selv med amplitude på 24V peak så driver den 600 ohm uten antydning til reduksjon i THD.
CMRR endte på -105dB ved 100Hz og gikk opp til -70dB ved 20kHz. Jeg mistenker at det er rom for forbedringer der også på layout. Det blir en ny versjon snart med mer omtanke på avkobling, kapasitanser på baner og kjølekapasitet.Sist redigert:
@ Armand - det er jo småpene tall du får. Har du noen bilder av kortet mht det du skriver om problemer med varmgang ? Er det INA1620 som går varm ?
Litt plutselig dukket kortene mine opp på postkontoret, «direkte» fra Singapore til Grorud på ca to uker ... inkludert ei uke udokumentert opphold på «asylmottaket» til posten.no, det var vel like før de ble returnert.
Røde fine kort ... lurer litt på om jeg har vært for «liberal» med vias, det er ganske tett mellom flere via og loddepunktene. Ved første øyekast ser kortene ganske plettfrie ut, med skarpe fine linjer i isolasjonen mellom baner og plan og mellom loddeøyer og plan/baner, skarpskårne padder til SMD-komponentene mm.
Det kom litt brått på så jeg er bakpå med å bestille deler. Jeg forventet at det skulle komme fram først etter påske.
Som nevnt tok jeg sjansen på å bestille en god del flere kort enn det jeg «trenger». Overskuddet deles ut, så ev prøvekaniner kan sende meg en PM.
Mvh
KJBle fine kort det der. Det er noe eget ved det å få i hånda noe man har brukt timevis på å designe på PC.
Har du tilstrekkelig med flussmiddel og varm nok loddebolt så blir ikke små avstander til via noe problem. Tinnet trekker seg bort fra lakken. Får du problemer så gasser du på med fluss og varmer opp igjen.
Varmeproblemene mine er nok størst for INA1620. Det går nok bra hos deg, men det kommer jo an på lasten.Ja det er en egen «magi» fra «tegning, form og farge» på skjermen til noe fysisk og håndfast i labben.
Nå gjenstår det bare å se hvordan det går med montering etc. Men det må vente til over påske. Neste etappe er å få orden på lagerbeholdining og bestilling av komponenter - bl.a. en håndfull motstander til noen frognertiere ...
mvh
KJ
Gleder meg til å se hvordan disse måler, spesielt mht CMRR.
Denne tråden er berre heilt fabelaktig!
Det tekniske går langt over min forstand! Men det underliggande innovative prosjektet i denne og chip-små-tråden, gjer at eg stadig håpefullt går inn og ser etter nye poster!
Og håper det blir eit produkt ut av det til slutt! Sjølv om veien dit for høvet teiknar å være like spanande!
Mvh Arild^ Takk for fine ord, også «fabelaktig» da. Morsomt at tråden favner interesse utenfor «usual suspects».
Jeg regna i utgangspunktet med at temaet var så smalt og sært at tråden ville være over på et par-tre-fire sider. Jeg regna også med at vi skulle holde tråden «teoretisk», kun med noen enkle simuleringer og teoretiske betraktninger, og kalte derfor tråden for «bittepitteliten». Så feil kan jeg ta. Nå er vi på side 11, har over 9600 visninger og er i ferd med å utvikle noe som kanskje er brukandes. Hvor veien går der etter er det ikke godt å si.
For å være ærlig så er jeg også «et par-tre hakk» utenfor komfortsonen i denne tråden, både mht ferdigheter og kompetanse. Tråden kunne like gjerne hete «KJ diskuterer mot bedrevitende og tukler med ting han ikke kan.»
mvh
KJSist redigert:Da er motstandene satt i bestilling ...
En neve motstander til 68 kr pr stk! Skulle nesten tro det er boutiquekabler, «bare» 100 X dyrere enn normalt. Og en neve OPAMPer til 61 kr pr stk, som i og for seg er ikke er særlig oppsiktsvekkende, men ca 10X prisen på NE5532. Mouser ser ut som de har LM4562 i SOIC8 så det blir en bestilling der også.
Mvh
KJNå tror jeg at jeg har kontroll på delebestillingen. Det skal være 60 biter pr kort, uten bruk av forsterking eller attenuator (ca 1,3 biter pr cm2). Gratis blir det ikke. Jeg regner på ca 840,- kr pr. kort/kanal! Det er med fire 0,01% motstander og tre OPA1612 pr kort/kanal, og noe kvantumsrabatt på det meste. Dersom en besinner seg til å bruke 0,1% motstander på de kritiske plassene (-250,- kr) og LM4562 i stedet for OPA1612 (-140,- kr) så kan utgiftene reduseres med ca 390,- kr, til ca 450 kr pr kort/kanal. Lommeboka mi «håper» på at loddeferdighetene mine og prototypene lever opp til forventningene.
mvh
KJ
Det er så mange buffere der ute som hypes på bakgrunn av én eksotisk op-amp eller noe. Kvaliteten i en slik krets ligger helt andre steder. Ikke at jeg mener det er feil å bruke 1612, snarere tvert i mot, men, som du her har demonstrert, kronene flyr som pokker bare på motstander. Dessuten inneholder en god buffer mer enn 1-2 op-amper, også var det dette med layout da. Jeg og Armand har diskutert litt rundt dette. Ett av forslagene vi har snakket om er å lage en loop med kobber som ikke er lakkert, der man kan bestemme hvor langt "ned" man lodder de to delene sammen for å kompensere for avvik i andre motstander. Men uansett vil jo både plassering av motstandene og layout være viktige faktorer som bestemmer hvor stor den endelige verdien blir. Man kan jo også håndmatche motstander med måleinstrument. Også var det dette med temperaturkompensasjon da. Man kan jo lage en spenningsdeler på 1/2kohm ved hjelp av 3x1kohm motstander. Skal man lage en gainkontroll kan man velge å basere den på utelukkende like verdier, og skal man da ha presisjon flyr pengene noe helt voldsomt.Et alternativ er å kjøpe en neve med 0,1% metallfilmmotstander og matche selv hvis man har tilgang til et multimeter som kan måle med 0,00x% nøyaktighet. F.eks vil 50 slike koste 200 kroner og man finner garantert par der som er innenfor 0,001%. Disse har temperaturkoeffisient på 50PPM/C så matcingen bør ideelt gjøres ved den temperaturen de vil ha når bufferet er i drift hvis man er Snickers-nasi.
https://no.mouser.com/ProductDetail...=sGAEpiMZZMsPqMdJzcrNwmQXnwy7dZzmwkxBqYZDjvw=Multimeteret mitt har bare en skala på 4000. Jeg husker i forbifarten ikke hvor mange siffer presisjonen var angitt med. Dvs jeg sliter med å matche til 0,1%. Og jeg tipper det er ganske typisk.
Dersom en har måleutstyret (og prosedyrene) i orden så er kanskje den mest praktiske veien til glitrende CMRR å sette inn en liten trimmer i midten av de kritiske spenningsdelerene. Med mindre en finner trimmere rundt 2 ohm, så kan en da nøye seg med helt vanlige 1% motstander.
En måte å gjøre det med standardkomponenter er å serie/paralellkoble en haug med motstander med «normale» toleranser. Så kan en stole på at statistikken utligner.
mvh
KJFattigmanns presisjonsmotstandalternativ til de som vil bygge KJ's kort uten å svi av så mye penger på 0,01% motstander
Man kjøper en neve 0,1% motstander og finner et par der man klarer å måle at den ene er lavere enn den andre.
Man lodder på et 100k pot over den med høyest verdi, justerer til minimum CMRR og limer fast potmeteret.
Med maks uflaks får man to med 0,1% i hver retning (R1 og R2) men det henter man inn med et pot (RV1) på 91k i parallell.
Kan man ikke lage en svært nøyaktig variant med å lage en Wheatstone målebro? Om jeg ikke bommer totalt, kan denne lages svært nøyaktig motstandsmessig men man behøver ikke veldig komplisert multimeter da man måler kun spenningen. Hmm, eller jo, det er jo en viss toleranse i spenningsmålingen også.
Jeg har funnet ut at lydkort er særdeles nøyaktige spenningsmålere (når man har fått kalibrert en basisverdi). I lydkort jakter vi på 100dB+ støy og forvrengning altså er de veldig linære. Hvis jeg har behov for å plotte AC signaler <100kHz, så bruker jeg ofte lydkort til sånne målinger.Hei
1Kohms motstander med en toleranse på 0.01% og 2ppm/C finnes i mange varianter. Både through hole og smd. Men, man må belage seg å betale alt fra ca. 50,- til 100,-Kr. pr. stk. Det finnes også dyrere...….
Et lite utsnitt fra Mouser: https://no.mouser.com/Passive-Components/Resistors/_/N-5g9n?P=1yzmq8cZ1z0srt3
Digikey har også en god del varianter, men prisbilde er noenlunde det samme. Search, and you will find !
Mvh
JohnnySist redigert:
Så har jeg somlet meg til å samle sammen to prototyper av buffertrinnet. På tross av gode tips fra Armand er jeg fortsatt ikke loddevenn med SMD komponenter. Noe av det skyldes at jeg har valgt for lite isolasjon i «thermals», slik at terminaler mot plan suger for mye varme. Den andre siden av den «medaljen» er å tørre å bruke mer enn stor nok loddespiss, 0,5 mm duger ikke på padder med «thermal».
Under monteringen har jeg oppdaget at jeg har tegnet feil fotavtrykk til common mode spolen jeg skulle teste på inngangen. Dataarket viser pinout fra undersiden av kretskortet, ikke fra komponentsiden slik som jeg har tegnet den, og da går det skeis når pinnen er plassert asymmetrisk.
Jeg har også oppdaget en via som står for tett på ei loddeøy slik at det ikke er loddemaske i mellom.
I neste opplag av kretskortet blir disse skavankene rettet.
Disse to kortene er satt opp uten forsterking eller demping. dvs 1X forsterking
Det gjenstår å sette strøm på, og før det så skal kortene saumfares under mikroskopet.
mvh
KJ
For å fortsette på CM-feed forward + servo så tenkte jeg vel mer noe ala denne :
Da kan en trimme CMRR for hhv «positiv» og «negativ» utgang mot den faktiske matchingen av R5 og R6. Dersom en sløser bort 10 kroner på å kjøpe R5 og R6 med 0,1 pst toleranse så er denne matchingen alltid innenfor trimområde på potmetrene. En må må da kunne sette opp f.eks. et passende (godt) lydkort, en audioanalysator eller et oscilloskop med tilstrekkelig følsomhet/DNR/oppløsning til å kunne trimme CMRR til ønsket verdi. Med en multiturn-trimmer så kan en bli sittende å skru litt. Ulik temperaturkoeffisient i trimmer og motstander gjør at en bør se til at komponentene har en temperatur som ligger så nær normal drift som mulig når en trimmer.
mvh
KJIt's alive !!
Her er et provisorisk testoppsett mot stereoanlegget. Jeg hadde egentlig planlagt å gjøre provisorisk uttesting med eksternt lydkort og Right Mark Audio Analyser Latest News. Audio Rightmark, men RMAA vil ikke lengre kjøre på datamaskinen min, så da ble det bare testing med ørene.
Oppkoblingen mot stereoanlegget er
1) XLR ut av DAC og inn på bufferen. Ut av bufferen går ubalansert med «pluss» og «minus» inn på hhv høyre og venstre kanal på forforsterkeren - dvs mono og motfase ut av høyttalerne,
2) en kanal RCA ut av DAC som blir CM inn på bufferen. og Enten ut som over eller med «pluss» og «minus» ut av bufferen sammenkoblet med hver sin 100R motstand der midtpunktet går videre til en RCA-inngang på forforsterkeren (se fig 4 og 14 på denne siden hos ESP Balanced I/O)
Ingen av to de kortene fungerer plettfritt. Det ene kortet låter OK ved første lytt, men har på øret høres det ikke ut som CMRR er helt i orden. Det andre kortet skurrer i «vanlig» drift, men har utsøkt CMRR (helt tyst) når begge utgangene fra bufferen kobles sammen med hver sin motstand til en RCA-inngang på forforsterkeren.
Jeg må ta fram lupa og mikroskopet og gå over loddearbeidet en gang til før neste forsøk.
mvh
KJ
Hei!
Det har vært stille på denne tråden i over ein mnd no!
Er det noke nytt?
Mvh ArildFor å røyke ut feil FØR man bestiller kort bruker jeg å skrive ut printutlegget jeg har laget på et A4 ark.
Lime det på ei krysfinerplate. Borre opp alle padder, lodde wire og komponenter på. Og faktisk koble spenning på Mye jobb, men slik får jeg testet hele greian og kanskje oppdager feil FØR jeg bestiller kort. Har oppdaget mange tabber på dette viset og får rettet opp. Veldig greit når kortene koster 7-8000 kroner.
Dette på vanlige hullmonterte komponenter.
På SMD blir jo denne måten et mareritt, nesten umulig.
Disse kortene til KJ var ufattelig rimelig og så jo bra ut. Nesten så jeg vurderer å skifte printkort leverandør.Ja det blei stille fra min kant. Det har vært noen travle dager på jobb den siste mnd. og jeg har dratt på meg en «stressnakke». Det har ikke fristet å sitte krumnakket med «lupebriller» å jakte feil, så jeg har ikke fått gjort noe mer testing siden sist.
Jeg er rimelig sikker på at det i første omgang er loddearbeidet mitt som ikke holder mål. Det er heller ikke usannsynlig at jeg i loddingen/monteringen kanskje har grillet noen komponenter. Jeg teller litt på knappene om jeg skal bestille et nytt opplag med kretskort før jeg går videre. Jeg har ikke funnet noen «show stoppere» på det kortene jeg har, men det er som nevnt noen mindre feil og blemmer som skal rettes. Et par målepunkter skader heller ikke. Kretskortene fra JLC er nesten gratis, så det er mer fristende enn «hardwired» prototypkort. Jeg bør uansett anskaffe meg dedikert måleleketøy, framfor å satse på USB-lydkort og gratis programmer som ikke funker. Et USB-ocilloscop og en QA401 Audio Analyzer er ført opp på ønskelista.
På mandag drar jeg nordover på «sommer» ferie, så jeg får ikke gjort noe på denne siden av sommeren. Forhåpentlig er det noen late uker som skal til for at nakken blir mer medgjørlig. August og september bruker også å være travle dager så det er usikkert hva jeg får gjort rett etter sommeren også.
Mvh
KJ
Jeg har bestilt mange kort fra JLC. Både to og fire lags og jeg har ingenting å si på kvaliteten. På ene kortet har jeg loddet av og på ledninger flere ganger uten problemer. Bytt leverandør. Jeg betalte også tidligere blodpris til en norsk forhandler.For å røyke ut feil FØR man bestiller kort bruker jeg å skrive ut printutlegget jeg har laget på et A4 ark.
Lime det på ei krysfinerplate. Borre opp alle padder, lodde wire og komponenter på. Og faktisk koble spenning på Mye jobb, men slik får jeg testet hele greian og kanskje oppdager feil FØR jeg bestiller kort. Har oppdaget mange tabber på dette viset og får rettet opp. Veldig greit når kortene koster 7-8000 kroner.
Dette på vanlige hullmonterte komponenter.
På SMD blir jo denne måten et mareritt, nesten umulig.
Disse kortene til KJ var ufattelig rimelig og så jo bra ut. Nesten så jeg vurderer å skifte printkort leverandør.
Måten jeg "tester" kort på er å bruke Proteus. Der kan jeg simulere kretsen i skjema og se hvordan den oppfører seg. Deretter er det bare å overføre til PCB. Da får man ikke gjort feil. Proteus har etterhvert blitt veldig bra og simulering og praksis stemmer svært godt over ens selv om det aldri blir helt likt en praktisk test.Okei, er vel ikke SÅ mange norske leverandører i denne bransjen.
Skal bestille et stk. kort fra JLC og sammenligne....
Hvordan fungerer det hos JLC?
Må man sende Gerber filer på mail eller har de et "webprogram" slik den norske leverandøren har?Proteus, enda et simmulering og PCB program. He, he, finnes det mange?
Opp igjenom årene har jeg vært innom Protel, Designspark, OurPCB, CAD-INT og et jeg ikke husker navnet på.
En epoke med de alle, og lisenser og cracka versjoner i øst og vest.
Disse program er smalt og sært, men det virker som det finnes en hel haug.
Designspark, RS sitt gratis program er vel det jeg kan aller best.
Er faktisk litt arbeid bare å lære seg et slikt program 100%, men det vet dere nokEr dere klar for en oppdatering?
Har loddet litt på kortene til KJ siden jeg fant loddefeil med dårlig kontakt på begge kort. Testet ikke før jeg rettet feilene, men driver å lager kabel til testing nå.
Det blir spennende....
Ooooh! Spennende!
Sent fra min SM-G965F via Tapatalk
KiCad er kanskje eit av dei meir interessante gratisprograma. Det er open kjeldekode, og fungerer for fleire operativsystem.Proteus, enda et simmulering og PCB program. He, he, finnes det mange?
Opp igjenom årene har jeg vært innom Protel, Designspark, OurPCB, CAD-INT og et jeg ikke husker navnet på.
En epoke med de alle, og lisenser og cracka versjoner i øst og vest.
Disse program er smalt og sært, men det virker som det finnes en hel haug.
Designspark, RS sitt gratis program er vel det jeg kan aller best.
Er faktisk litt arbeid bare å lære seg et slikt program 100%, men det vet dere nok
^^ ooooh åndeløs spaning. Jeg hadde en mistanke om at loddearbeidet mitt ikke helt holdt mål ...
Jeg har i mellomtiden laget noen kort for vanlige hullmonterte opamper, kondensatorer og motstander, som jeg nå holder på å samle sammen. Hulmonterte komponenter provoserer stressnakken i mye mindre grad.
Mvh
KJKJs Fjøsmekk
KJ har teorien, simuleringen og PCB layout komptansen i orden. Det eneste som manglet var loddingen av SMD komponenter. Jeg fant dårlige loddinger og fikset dette før jeg koblet opp kortene og gjorde målinger.
Power til kortet ble hentet fra et 24V Li-Po batteri som leverer +/- 12V.
Kortet ble koblet opp med Canare starquad kabel for å unngå støy.
WOW!!
Intet mindre enn imponerende!
Noise floor : 1,85uV
THD+N : 0,00035%
CMRR med lik kildeimpedans:
CMRR med 10 Ohm skjev kildeimpedans:
-
Laster inn…
Diskusjonstråd Se tråd i gallerivisning
-
Laster inn…