Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Аналоговый аттенюатор
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Сайт и форум > В помощь начинающему > Схемотехника
haker_fox
Добрый день, дамы и господа!

Встала задача построить аттенюатор.
Требования:
1. Входное напряжение: синус 1.5 В, частота до 1 МГц.
2. Минимальное ослабление 0 дБ.
3. Максимальное ослабление 50 дБ.
4. Количество ступеней регулировки - не менее 128.
5. Коэффициент нелинейных искажений - не более 0,005%.

Хотя изначально хотелось бы не дискретный аттенюатор, а управляемый делитель. Моих познаний в аналоговой схемотехнике не хватает, чтобы спроектировать его. Хотя попытка была в виде полевика с обеднённым каналом + резистор в истоке (как у Хоровица и Хилла). Но результат оказался печальный: делитель искажает форму синуса, так что THD видно на глаз))) Отчаявшись, задумался, что можно ограничится дискретным аттенюатором, собранным из резисторов + аналоговых мультиплексоров. Поиск по аудиофильским сайтам привёл меня к этом же, только вместо мультиплексоров - реле. Изучение документации на один из аджилентовских генераторов позволило увидеть теже резисторы + мультиплексоры... Там может вообще невозможно сделать подобную фичу на транзисторах? Я думал о цифровых резисторах, но их THD в среднем 0,05%.

В связи с этим, вовпрос к уважаемому сообществу, как поступить? Может быть кто-то видел решение "электронного делителя" (без ступенчатого)? Да, тут ещё одно условие - не используем высокоскоростные операционные усилители...

Спасибо!
alexvu
1) сервопривод + переменный резистор с нужной характеристикой
2) 2-х резисторный оптрон + ОС по второму резистору
haker_fox
QUOTE (alexvu @ Apr 18 2016, 21:07) *
1) сервопривод + переменный резистор с нужной характеристикой
2) 2-х резисторный оптрон + ОС по второму резистору

К такому варианту не готов пока rolleyes.gif Я думал аналог переменного резистора на такие скромные параметры мне собрать не под силу, но думал, что где-то есть в природе rolleyes.gif Видимо нет) Тогда уж лучше резисторы и мультиплексоры...
Ant_m
BAP70Q + усилитель 3db. Какие искажения будут - хз.
Jurenja
Цитата(haker_fox @ Apr 18 2016, 16:14) *
... на такие скромные параметры...
Искажения не более 0,005% - это совсем нескромно... biggrin.gif

Ячейка Гильберта уровень искажений меньше чем -60 дБ редко показывает, это означает искажения 0.1% или немного лучше.
Так что только вариации пассивного резистивного делителя имхо.

_pv
Multiplying DAC:
AD5543 / DAC8811 / LTC1597
haker_fox
QUOTE (Jurenja @ Apr 19 2016, 00:21) *
Искажения не более 0,005% - это совсем нескромно... biggrin.gif

Ладно, возможно осетра придётся урезать.

Спасибо, господа!!!
=AK=
Digital Potentiometers
haker_fox
QUOTE (=AK= @ Apr 20 2016, 13:21) *

Спасибо! Не те я потенциометры смотрел, сейчас нашёл и с THD 0.005%)))
Herz
Цитата(haker_fox @ Apr 20 2016, 07:42) *
Спасибо! Не те я потенциометры смотрел, сейчас нашёл и с THD 0.005%)))

Серьёзно? Приведите пример, пожалуйста. Я пока не нашёл.
_pv
Цитата(Herz @ Apr 20 2016, 15:25) *
Цитата
Спасибо! Не те я потенциометры смотрел, сейчас нашёл и с THD 0.005%)))

Серьёзно? Приведите пример, пожалуйста. Я пока не нашёл.

поддерживаю.
даже вышеупомянутые умножающие ЦАПы <-100дБ thd имеют только при 1кГц, причём про зависимость от частоты стыдливо умолчали, все кроме линеара, у которого, судя по графикам к 1МГц останется хорошо если 0.3%.

Alexashka
Дак вот жешь недавно проскакивал один такой
THD обещают даже до 0,0002% (с литерой А).
Хотя как он на 1МГц будет работать это надо смотреть, так то Gain Bandwidth у него 10МГц. Ну и не аналоговый sm.gif
Herz
Цитата(Alexashka @ Apr 20 2016, 11:20) *
THD обещают даже до 0,0002% (с литерой А).
Хотя как он на 1МГц будет работать это надо смотреть, так то Gain Bandwidth у него 10МГц.

Уж очень много там условий надо соблюсти, чтобы приблизиться к этому значению. biggrin.gif
haker_fox
QUOTE (Herz @ Apr 20 2016, 16:25) *
Серьёзно? Приведите пример, пожалуйста. Я пока не нашёл.

Я бегло глянул какой-то от AD на работе. СИльно не смотрел, не до него было. Там THD был 0,005% указан. Потом уже сообразил, что это, наверно для низкой частоты, на более высоких будет всё не так оптимистично. В целом пока мерещится всё-таки набор резистор с мультиплексорами, хотя бы потому, что серьёзная контора HP применила его в своём Agilent 33120A. У них преаттенюатор сделан на резисторах и мультиплексорах, а выходной - не резисторах и реле.

Тут ещё один фактор: проект не по работе. Любительский. Для души. И покупать для него отсутствующие детали (цифрорезисторы) не хочется. А мультиплексоры продаются в местном магазине (точно такие же как в Agilent'овском генераторе), а на работе можно найти DG408. Тут резонный вопрос, а зачем в любительском проекте THD 0.005% ? А спортивный интерес)))))) На работе занят одним, а дома хочется другого))))) К сожалению, на работе отсутствует измеритель КНИ, придётся думать, как его померить тем, что есть: осциллограф, генератор, спектроанализатор... мультиметр))))

QUOTE (Herz @ Apr 20 2016, 18:53) *
Уж очень много там условий надо соблюсти, чтобы приблизиться к этому значению. biggrin.gif

Ага, я теперь это тоже понял)
Alexashka
Цитата(haker_fox @ Apr 20 2016, 18:28) *
В целом пока мерещится всё-таки набор резистор с мультиплексорами, хотя бы потому, что серьёзная контора HP применила его в своём Agilent 33120A. У них преаттенюатор сделан на резисторах и мультиплексорах, а выходной - не резисторах и реле.

Реле это есть гуд sm.gif но специальные реле наверное, типа герконов, а то можно нелинейность и на контактах словить.
А вот мультиплексоры... Вы думаете они не дают искажения?
По мне так результат полученный ребятами из BurrBrown очень крут, пусть даже в звуковой полосе частот. Попробуйте получить такие параметры хотя бы отдаленно соединив вместе цифровой потенциометр и ОУ sm.gif
Plain
Цитата(haker_fox @ Apr 18 2016, 15:32) *
задача построить аттенюатор ... Любительский. Для души ... синус 1.5 В, частота до 1 МГц ... 0 дБ ... 50 дБ ... Изучение документации на один из аджилентовских генераторов

Задача создания любительского лабораторного генератора примитивна и решается соответствующим генератором с попросту изначально регулируемой амплитудой.
haker_fox
QUOTE (Plain @ Apr 21 2016, 05:22) *
Задача создания любительского лабораторного генератора примитивна

Не может эта задача быть примитивной! Я ведь для себя и для души делаю! Есть желание добиться некоторых поставленных результатов, улучшить своё понимание в некоторых областях. Если бы мне нужен был просто генератор дома, я бы мог и с ебея сборку на AD'шку купить) Или на работе воспользоваться.


QUOTE (Alexashka @ Apr 21 2016, 03:13) *
А вот мультиплексоры... Вы думаете они не дают искажения?

Дают, конечно! Но господа из аджилента использовали их для регулировки амплидуты синуса до 15 МГц. При этом у них не увидел каких-либо специальных ухищрений для нивелирования этих искажений. Всё прозрачно: DAC->фильтр->преаттенюатор->усилитель->выходной аттенюатор. Вполне возможно, эти ухищрения также прозрачны, и я их просто не вижу.
Alexashka
Цитата(haker_fox @ Apr 21 2016, 06:14) *
...господа из аджилента использовали их для регулировки амплидуты синуса до 15 МГц. При этом у них не увидел каких-либо специальных ухищрений для нивелирования этих искажений. Всё прозрачно: DAC->фильтр->преаттенюатор->усилитель->выходной аттенюатор...

У DDS в основном ЦАП дает все искажения. Если ЦАП 12-битный выше 72дБ по динамике никак не прыгнешь.
Но может раскроете секрет, что у Вас за генератор и какие мультиплексоры в нем используются? sm.gif
Plain
Цитата(haker_fox @ Apr 21 2016, 05:14) *
Всё прозрачно: DAC->фильтр->преаттенюатор->усилитель->выходной аттенюатор.

В сравнении с "генератор треугольника->ФНЧ->буфер", всё мутно.
haker_fox
QUOTE (Alexashka @ Apr 21 2016, 16:35) *
У DDS в основном ЦАП дает все искажения. Если ЦАП 12-битный выше 72дБ по динамике никак не прыгнешь.
Но может раскроете секрет, что у Вас за генератор и какие мультиплексоры в нем используются? sm.gif

За основу взял принципильную схему, которая легко гуглится в интете, вот этого чуда. Мультиплексоры они используют 74hc4051 в канале синуса. Амплитуда прямоугольников, полученных компаратором lt1016, регулируется дифференциальным каскадом (ЦАП дифференциальный выход имеет) за счёт управляемого источника тока. Я полагаю, это сделано по причине того, что мультиплексоры из-за входной ёмкости задавят высшие гармоники прямоугольника. Я приложил файл со схемами. Весь Service Manual можно найти в сети.

Свой генератор делаю с более скромными параметрами: синус 100 кГц. Амплитуда +-15 В. Выходное сопротивление 50 Ом. Прямоугольник буду получать также компаратором, но из-за более низких частот регулировку амплитуды не буду отделять от регулировки амплитуды синуса. ЦАП AD5552. Ещё раз повторюсь, проект любительский с самом хорошем смысле rolleyes.gif Именно желание укрепить свои знания в некоторых областях, и восполнить пробелы образования. На работе в основном другие задачи: измерение сигналов, хочется вот генерацию освоить)))

QUOTE (Plain @ Apr 21 2016, 17:44) *
В сравнении с "генератор треугольника->ФНЧ->буфер", всё мутно.

Я забыл упомянуть в исходном сообщение, что обработка различных сигналов ведётся немного по разному: разные узлы регулировки амплитуды, разные фильтры, но в целом всё примерно так. А чем треугольник генерировать? Аналоговым способом? Но цировой синтез несколько более перспективен хотя бы своей гибкостью. Или я вас неправильно понял? По предложенной вами схеме hp делала свои генераторы лет так несколько десятков назад 1111493779.gif

Вообще читая различные статьи и сайты, посвященные HP, всё больше понимаешь, что это была Школа именно с большой буквы! Не знаю, как сейчас, но тогда...! Выпускать столько новаторской техники и литературы, это классно! До сих пор не теряет своей актуальности.
Alexashka
Цитата(haker_fox @ Apr 21 2016, 16:01) *
За основу взял принципильную схему, которая легко гуглится в интете, вот этого чуда. Мультиплексоры они используют 74hc4051 в канале синуса.

Замечательно, но Вы смотрели какие у этого "чуда" искажения?
Цитата
Spurious (non-harmonic)
DC to 1 MHz <-65 dBc
1 MHz to 15 MHz < -65 dBc + 6 dB/octave

Total harmonic distortion
DC to 20 kHz <0.04%
Phase noise <-55 dBc in a 30 kHz band


0,04%, такой уровень искажений способен давать даже усилитель мощности для сабвуфера sm.gif Так что пример не самый лучший для Вас.
haker_fox
QUOTE (Alexashka @ Apr 21 2016, 20:19) *
Так что пример не самый лучший для Вас.

Более лучшего не нашёл) У HP больше всего доступных схем приборов)))
Но это общий THD. Полагаю, что аттенюатор гораздо точнее)))
Alexashka
Цитата(haker_fox @ Apr 21 2016, 16:32) *
Полагаю, что аттенюатор гораздо точнее)))

Ну если есть информация о нелинейности ключей, то можно просто посчитать. А если таковой нет, то просто макетируете и проверяете -делов то. Правда нужен будет генератор с гораздо более низкими искажениями.

ЗЫ. занглянул в даташит -есть там график типового сопротивления в зависимости от входного сигнала -вот по нему можете прикинуть искаэжения.
haker_fox
QUOTE (Alexashka @ Apr 22 2016, 00:37) *
есть там график типового сопротивления в зависимости от входного сигнала -вот по нему можете прикинуть искаэжения.

Ага!
Я ещё там график АЧХ увидел, получается, что полоса пропускания этого мультиплексора - 200 кГц. Странно, что-то не сходится с тем, что гонятют через этот мультиплексор в аджилентовском генераторе...
Alexashka
Цитата(haker_fox @ Apr 22 2016, 06:35) *
Я ещё там график АЧХ увидел, получается, что полоса пропускания этого мультиплексора - 200 кГц.

Не кГц, а МГц wink.gif
Allregia
Цитата(haker_fox @ Apr 20 2016, 15:28) *
К сожалению, на работе отсутствует измеритель КНИ, придётся думать, как его померить тем, что есть: осциллограф, генератор, спектроанализатор... мультиметр))))

А компьютер на работе есть? Программы на него ставить можно?
Тогда подать на вход звуковой карты и померять THD на низких частотах.
Программы - SpectraLab/SpectraPlus (с таблэткой), ARTA (кажется без таблэтки она все меряет. но не сохраняет), WaveSpectra (free!!!), и куча других.
Звуковушку конечно желательно получше, но для такого большого THD, как 0.005%, подойдет почти любая.

Вот чем померять 0.005% на 1Мгц - не знаю.
haker_fox
QUOTE (Alexashka @ Apr 22 2016, 13:26) *
Не кГц, а МГц wink.gif

Дейсвительно! Шкала необычно отмечена, сразу в кГц.


QUOTE (Allregia @ Apr 30 2016, 21:57) *
А компьютер на работе есть? Программы на него ставить можно?

Да это-то можно и дома сделать rolleyes.gif Проек, как указал, любительский.
QUOTE (Allregia @ Apr 30 2016, 21:57) *
Звуковушку конечно желательно получше, но для такого большого THD, как 0.005%, подойдет почти любая.

Большого??? Я думал, это наоборот, довольно маленький. У меня встроенная звуковая. В целом можно взять связку генератор -> аттенюатор -> спектроанализатор (осцилл в этом режиме). Оценить "на глаз".

Ещё раз спасибо за информацию!
muravei
Цитата(Allregia @ Apr 30 2016, 17:57) *
Вот чем померять 0.005% на 1Мгц - не знаю.

Вольтметром. biggrin.gif
Сделать два высокодобротных фильтра, на такой частоте не слишком сложно, полосовой и режекторный.
С генератора через полосовой подать сигнал на подопытную схему, а с ее выхода , через режекторный, на милливольтметр.
Allregia
Цитата(haker_fox @ May 1 2016, 06:55) *
Большого??? Я думал, это наоборот, довольно маленький.


Да нет, 0.005% это не очень маленький. Если говорить о хорошх результатах, то в аналоговых генераторах добиваются, во всяком случае, на звуковых частотах, на 2-3 порядка(!) лучшего результата. В цифровых (DDS) все опраделяется ЦАПом, до 100 кГц тоже можно добиться на порядок лучшего КНИ чем 0.005%.

С измерениями сложнее, но и тут добиваются, опять-же, на звуковых частотах, как минимум на 1-2 порядка лучше. Но с трудом и не на полном размахе входного сигнала (у большинства многоразрядных д/с АЦП, при уровне сигнала от -10dBFS и до макимума, т.е. 0dBFS, катастрофически растет КНИ, а у многих и от -20).

Цитата
У меня встроенная звуковая.


Ну вот и отлично, для начала - замкнуть ей вход с выходом (можно через потенциометр), и проверить тем-же СпектраПлюсом или ВейвСпектрой на что она способна.

Цитата
В целом можно взять связку генератор -> аттенюатор -> спектроанализатор (осцилл в этом режиме). Оценить "на глаз".


Спектроанализатор в большинстве осциллографов не поможет - у них АЦП 8-битные, в лучшем случае 10-ти, этого мало для измерения 0.005%
haker_fox
QUOTE (Allregia @ May 1 2016, 18:20) *
Ну вот и отлично, для начала - замкнуть ей вход с выходом (можно через потенциометр), и проверить тем-же СпектраПлюсом или ВейвСпектрой на что она способна.
Спектроанализатор в большинстве осциллографов не поможет - у них АЦП 8-битные, в лучшем случае 10-ти, этого мало для измерения 0.005%

Понятно, спасибо, попробую!
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.