DIY försteg

[tek]

Goddag,

Jag har filat på att bygga mitt eget försteg ett tag, projektet har gått på sparlåga ett halvår ungefär. Sista tiden har jag haft lite mer tid att lägga på detta projekt, vilket gör att framskridandet förhoppningsvis går lite snabbare.

Nedan följer specifikationer jag funderar på. Denna lista kan förändras allteftersom, men de gäller för vad jag kallar försteg v.02. Mer om detta senare.

mått

- BxHxD = 450mm x 100mm x 300mm

In/Utgångar

- 12 st kanaler in, (4st balanserade + 8st obalanserade) Jag kunde inte bestämma fördelningen mellan 4bal + 4obal eller 0bal + 8st obalanserade så därav det frikostiga antalet.

- 6 st kanaler ut , (4st obalanserade + 2 st balanserade).

- 8 st 12V trigger portar, funderar på runt 10 ohms utimpedans. Säkring på 100mA.

- Tape loop

- Jordskruv

- Nätanslutning

MMI

- Fjärr, har inte hittat den jag i slutändan vill använda, har hittills bara hittat tillverkare (läs celadon.com) och de erbjuder bara riktig dynga vid custom beställningar i låga upplagor. Jag vet vilken fjärr jag vill ha men hittar den än så länge inte i svart oxiderad metall.

- 2 st encoders med tryckknappsfunktion, volym och kanalväljare. Användaren ska kunna hantera menyer och inställningar med dessa utan att behöva använda fjärr.

- LCD display 2x20 tecken

- 1st led - Som MMI när LCD avstängd, standby

- Av/på knapp

Funktioner

- Känslighet: +0dB, +6dB, +12dB, +18dB. Ställs in per ingång.

- Volym: 0 - -64dB, i steg om -0,125dB.

- Mute

- Swap (Skifta höger / vänster kanal)

- Switch på utgångar/trigger portar

- Mono (Lite tveksam till denna funktion, har aldrig behövt

använda det själv).

- Skifta polaritet på L/R separat

- Float, kunna göra obalanserade ingångarna helt flytande.

- Möjlighet att namnge varje inkanal med x antal tecken. Kanaler som inte används ska automatiskt hoppas över vid bläddring.

- Möjlighet att namnge varje utkanal med x antal tecken. Variabel fördröjning i y antal sekunder vid uppstart.

- Möjlighet att namnge varje triggport med x antal tecken. Variabelt fördröjning i z antal sekunder vid uppstart.

- Möjlighet att lagra en valfri volym för varje kanal som förinställning

- Konfigurationer: pga av den sparsamma MMI:et har jag tänkt att man ska kunna växla "konfiguration", vid uppstart eller under drift. En konfiguration består av att en viss volym, vilka triggportar som aktiveras, vilken ingång och vilken utgång som ska startas. Underlättar om man vill endast slå på hörlursetupen, TV eller stereoriggen.

- Basal systemövervakning, temperatur, spänningar, säkringar för triggerportar osv

Bortrationaliserade funktioner

- Diskreta opampar. Hade en plan att göra det möjligt att montera diskreta opampar med en 2x8 stiftlist. Det skulle vara en rolig feature. Ser dock ut som jag inte får plats på mönsterkorten.

- Balans. Denna funktion ligger i limbo, har in i det sista velat huruvida funktionen ska in. En Möjlighet är att jag designar µC kortet så att jag har möjlighet att ta med utgångarna för denna funktion.

- Tonkontroller

Mönsterkort

- 1st ingång/utgångskort,

- Styrkort, mikrokontroller och digitalfunktioner

- Encoderkort (1 för varje encoder)

- Displaykort, till LCD displayen

- Analogkort, alla analoga funktioner. Kommer även fungera som ingångsutgångskort för en kontaktrad. Viss spänningsreglering.

- Kraftmatningskort, ska generara följande spänningar +15/-15 till förstärkare, +5V mikrokontroller, +12V till reläer, +12V till triggerutgångarna. Möjligtvis lägger jag +/-15V lite högre ifall jag behöver mer en ett stegs reglering.

Nedan följer en planering, vad som gjorts och vad jag jobbar med just nu.

Försteg v0.1

Relativt enkla mönsterkort, har tillverkats av mig själv.

Hårdvara:

- breadbord för digitala uC, uppdateras efter hand

- Displaykort v.01 (klart) Fungerat bra.

- Encoderkort v.01 (klart) fungerar bra.

Mjukvara:

- Lågnivåprogrammering till LCD display. (färdig)

- Lågnivåprogrammering för encoder färdigt. (färdig)

- Lågnivåprogrammering för fjärrkontrollern, eller iaf fjärrkontrollen som används till V0.1. (färdig)

- Lågnivåprogrammering för att lagra användardata (färdig)

Utöver detta har några testkort tillverkats som testats väldigt lite. Ändrade blockdiagram tidigt vilket gjorde testkorten meningslösa.

Försteg V0.2

Hårdvara:

PCB:erna kommer vara för avancerade i detta steg för att tillverka hemma, så det blir beställning från antagligen Kina.

- Styrkort (ej påbörjad)

- Ingångs/utgångskort, schema och layout färdig, mönsterkort och komponenter är inte beställda (pågår), 3 kort beställda. 20150826

- Analogkort (pågår)

- Mekanik/Chassi, (uppdateras efter hand men i stora drag färdig)

- Ny fjärrkontroll, för programmeringsyfte har jag använt billigaste möjliga från ebay, den fungerar men vill gärna ha något med mer kvalitetskänsla. (ej påbörjad)

Mjukvara:

- Det mesta av funktionaliteten ska vara på plats,

Försteg v0.3

- kraftmatningskort

- Alla ändringar på mönsterkort/chassi som uppstår i v0.2, men som inte måste åtgärdas på en gång.

Är det någon funktion som jag missat? Bör jag tänka om angående någon feature jag tagit bort? Är det ett misstag att inte ha med balanskontrollen? Frågor?

Blockdiagram v.01

EDIT: 2015-06-29 Jag har rättat en del stavningsfel, samt har jag lagt till rubriker för hårdvara/mjukvara och den rudimentära projektplaneringen.

2015-07-01: Blockdiagram upplagt

2015-07-08: lagt till Tape loop

Edited August 26, 2015 by tek

[calle_jr]

Ska bli intressant att se!

Blir kretsen balanserad?

Ska du bygga dual mono?

Hur ska nätdelen se ut?

Är det någon funktion som jag missat? Bör jag tänka om angående någon feature jag tagit bort? Är det ett misstag att inte ha med balanskontrollen? Frågor?

Om man måste ställa upp systemet osymmetriskt kan man behöva balanskontroll.

Annars är det bara degraderande och jag har själv kopplat bort min.

Hellre dubbla stegade volymkontroller.

Kan du verkligen tänkas behöva 8 obalanserade analoga ingångar, när ingen av dem är phono?

[tek]

Ska bli intressant att se!

Blir kretsen balanserad?

Ska du bygga dual mono?

Hur ska nätdelen se ut?

Om man måste ställa upp systemet osymmetriskt kan man behöva balanskontroll.

Annars är det bara degraderande och jag har själv kopplat bort min.

Hellre dubbla stegade volymkontroller.

Kan du verkligen tänkas behöva 8 obalanserade analoga ingångar, när ingen av dem är phono?

Kretsen blir obalanserad, dvs balanserade ingångar går via differentialförstärkare till att bli single ended. De balanserade utgångarna går i utgånsteget en obalanserad -> balanserad förstärkare.

Om dual mono betyder separata mönsterkort för varje kanal, så nej. Kostnadsökningen och komplexiteten blir troligtvis mycket större en eventuell vinst. Eventuell påverkan mellan kanaler bör kunna avhjälpas med en tillräckligt bra layout och konstruktion. Om jag lyckas får framtiden utvisa. Jag ska uppdatera med mer information angående hur jag tänkt bygga upp den första skarpa versionen.

Jo, 8 obalanserade ingångar är i de flesta laget. Det håller jag med om, de jag räknade själv vilka jag trodde kunde vara aktuellt för mig är:

1. CD

2. DVD/Blueray

3. Phono, (via ett RIAA steg)

4. TV

5. Squeezebox, HTPC eller dylikt

6. Fri ingång för telefon/dator/surfplatta

Så jag alltså gott kunna nöja mig med 6st obalanserade ingångar, men kostnaden för två ingångar till är relativt liten, då kontakterna jag använder är 4x2 dvs 4 par RCA för obalanserade ingångar. Så svaret är väl att just antalet blev så många som 8 är pga av delvis lathet, färre symboler, footprints att rita, färre antal olika komponenter att hålla reda på, samt en att det är bra att ha marginal .

Nätdelen kommer bestå av +5/3.3V till styrkort. Till analogkort behövs +/-15V till förstärkare samt 12V till triggerutgångarna samt 12V till reläer. Det bör vara två olika matningar till 12V ifall en utgång börjar dra för mycket ström eller om störningar kommer in via en av triggerutgångarna så bör det bli lättare att hålla störningarna under kontroll med separat matning. Hur regleringen av +15/-15V kommer regleras är jag osäker på för tillfället.

EDIT: Svarade på frågan angående spänningsmatning.

Edited June 28, 2015 by tek

[calle_jr]

Ok ,

1, 2, 4, 5 och 6 kan ju alla komma från samma d/a

Håller med att det är bra med en extra, exvis för akustikmätning eller apparattester. Men rca-ingångar är antenner.

[tek]

Ok ,

1, 2, 4, 5 och 6 kan ju alla komma från samma d/a

Håller med att det är bra med en extra, exvis för akustikmätning eller apparattester. Men rca-ingångar är antenner.

Jo det har jag självklart tänkt på. Men jag vill ju inte göra mig beroende av övrig utrustning, en DAC med många ingångar ligger långt ner på min lista över inköp eller konstruktionsprojekt.. Ett steg i taget

Angående ditt påstående om antenner så antar jag att du menar att jag kan få problem med EMI. Du får rätta mig om jag gör en felaktig tolkning av ditt påstående. Alla ingångar är har ett relä inom ett par cm från donet, där inte bara signal utan också referensen kopplas bort, så jag ser det som ett mindre problem, speciellt då för ingångar som inte har någon kabel ansluten.

Edited June 29, 2015 by tek

[calle_jr]

Ja, du kan säkert ha rätt i att det är överdrivet med RF/EMI när kretsen inte är kopplad.

Jag har satt såna där Cardas Caps på mina oanvända in- och utgångar (både rca och xlr), men minns inte om jag tyckte det gjorde någon skillnad.

[tek]

Ja, du kan säkert ha rätt i att det är överdrivet med RF/EMI när kretsen inte är kopplad.

Jag har satt såna där Cardas Caps på mina oanvända in- och utgångar (både rca och xlr), men minns inte om jag tyckte det gjorde någon skillnad.

Ska kolla upp Cardas Caps.

Jag har bestämt mig för att skippa balanskontrollen på analogkortet. Min ide var att implementera den som en funktion av volymkontrollen. Höger och vänster kanal skulle dämpas relativt volyminställningen. Delvis att om volymen var inställd på 0dB samt balansen på +0.5dB på R relativt L så skulle master volymen vara 0dB men det skulle betyda att volym höger +0,25dB och volym vänster -0,25dB. Detta blir en lösning som inte kostar något extra i förstärkare, precisionsmotstånd, men dock i Reläer (använder Omron G6K DPDT i volymkontrollen) och resurser (I/O pinnar på DSP:en). 9 stycken reläer, med ökad kortyta och 9 stycken I/O's. Denna kostnad är godtagbar om det är något jag tror jag kommer använda, men ditt svar stämmer överens med vad jag själv tänker, att det blir en funktion jag troligtvis aldrig kommer använda.

Ska inom kort lägga upp ett blockdiagram över försteget. Jag är i princip klar med schemat till analogkortet, men jag har en del simuleringar/beräkningar att göra med förstärkarna vilket troligtvis kommer medföra en del komponentförändringar.

[MatsT]

Det lär bli rätt trångt med alla ingångskontakterna men det har du säkert koll på. Jag skulle offra 2 ingångar (RCA) och ersätta dem med en tape-loop om jag var i ditt ställe. En sådan är mycket användbar om du i framtiden känner för att koppla in en extern enhet i signalvägen, exempelvis någon form av EQ.

[Harryup]

Jag skulle använda 2 ingångar för volume pass through för framkanalerna på en eventuell bioinstallation.

[tek]

Det lär bli rätt trångt med alla ingångskontakterna men det har du säkert koll på. Jag skulle offra 2 ingångar (RCA) och ersätta dem med en tape-loop om jag var i ditt ställe. En sådan är mycket användbar om du i framtiden känner för att koppla in en extern enhet i signalvägen, exempelvis någon form av EQ.

Bra idé, detta har jag glömt bort. Bäst blir nog att tappa av/återföra signal direkt efter ingångsteget. Ska försöka plita ner blockdiagrammet ikväll.

Jag skulle använda 2 ingångar för volume pass through för framkanalerna på en eventuell bioinstallation.

Jag hade tänkt att lösa detta med vad jag kallar en "konfiguration" i beskrivningen i första inlägget. förinställda in/ut kanaler, triggers, inställningar, volym o.s.v. dvs är det fullt möjligt att ha en konfiguration för detta ändamål där volymnivån sätts till 0dB, förstärkning 0dB. så får man sin passthrough. Ser du något problem med denna lösning?

Schemat och layouten klar för de båda mönsterkorten som hanterar input/output, dvs dessa nya features kommer innebära en del jobb, vilket är ok. Antingen gör jag om schemat/layouten och tar 2 av ingångarna och gör tape in / tape out. Jag har yta över på ett av korten (med tillhörande plats i chassit) där det finns möjlighet att lägga till oväntade funktioner. Lutar åt att lägga till ett 4x1 rca don på denna plats för tapeloopen med tillhörande komponenter.

Trevligt med feedback förresten, calle_jr, harryup och matsT!

[Engelholm Audio]

USB port för iaf laddning av mobila enheter? Slipp extra kablar och skit!

Med alla utgångar, bör du kunna få till möjlighet att integrera subbar på ena eller andra sättet.

Man kan alltid fundera på om man vill kunna köra mono-signal ut till subb.

Man vill också, med hög upplösning, kunna nivåjustera basnivån. Detta främst om du kör med traditionellt slutsteg (alltså inte med en aktiv subbwoofer, där du själv kan sätta nivån på plate-ampen).

[MatsT]

Jag har också ett nytt försteg i min pipeline så jag har funderat en del på hur jag själv vill ha det.

Utöver tape-loopen som jag saknar på mitt nuvarande försteg vill jag också ha flera utgångar, med och utan filter för subwoofer. Dessutom extra buffrade utgångar som kan väljas så att jag t.ex kan köra flera olika slutsteg/högtalare från samma försteg eller i mitt fall ett eget slutsteg för STAX-lurar. Jag vill också ha diverse olika ingångar för skivspelare (MM/MC). Balanskontroll skippar jag också, den får eventuellt komma med i ett EQ-steg om jag får tummen ur och bygger ett sådant någon gång.

[tek]

USB port för iaf laddning av mobila enheter? Slipp extra kablar och skit!

Med alla utgångar, bör du kunna få till möjlighet att integrera subbar på ena eller andra sättet.

Man kan alltid fundera på om man vill kunna köra mono-signal ut till subb.

Man vill också, med hög upplösning, kunna nivåjustera basnivån. Detta främst om du kör med traditionellt slutsteg (alltså inte med en aktiv subbwoofer, där du själv kan sätta nivån på plate-ampen).

laddning är uteslutet

Båda förslagen är vettiga i allmänhet men är inte aktuella för mitt försteg då jag tycker subwooferns bandbredd, gain, stereo/mono inte bör skötas av försteget, utan av förstärkare eller av ett ytterligare linjesteg mellan förstärkare och försteg.

Hade ett tag en plan att kunna slå på mono på varje utgång för vilket skulle kunna medföra inkoppling av rätt många subwoofers(i mono då), kostnaden var helt enkelt för stor i förhållande till den av mig upplevda vinsten. Jag upplever det dessutom som en liten risk att jag nån gång i framtiden införskaffar 4-8 subwoofers. Ifall det händer får jag bygga ett litet linjesteg med volym, filter och mono/stereoknapp.

Edited June 30, 2015 by tek

[tek]

Jag har också ett nytt försteg i min pipeline så jag har funderat en del på hur jag själv vill ha det.

Utöver tape-loopen som jag saknar på mitt nuvarande försteg vill jag också ha flera utgångar, med och utan filter för subwoofer. Dessutom extra buffrade utgångar som kan väljas så att jag t.ex kan köra flera olika slutsteg/högtalare från samma försteg eller i mitt fall ett eget slutsteg för STAX-lurar. Jag vill också ha diverse olika ingångar för skivspelare (MM/MC). Balanskontroll skippar jag också, den får eventuellt komma med i ett EQ-steg om jag får tummen ur och bygger ett sådant någon gång.

Intressant! har du byggt försteg tidigare?

Jag har lagt upp en snabbskiss över tänkt blockdiagram, så som det är gjort nu i schemat.

[MatsT]

Jag har byggt några. Passiva, OP-bestyckade och med rör och det är det sistnämnda jag tycker är roligast att bygga.

Försteg på linjenivå är väl bland det enklaste man kan bygga tycker jag men visst blir det lite skillnader. Användargränssnittet är den största utmaningen och jag kör utan fjärrmanövrering eftersom jag inte tycker att min upplevelse blir bättre med fjärr. Många kopplingsvarianter är trevligt och jag har några gamla förstärkare från Sansui och Luxman som är en fröjd att använda och det har inspirerat mig en del i mitt nya bygge. Det jag egentligen saknar mest i kommersiella försteg är flera valbara utgångar som går att konfigurera lite.

Ett bra RIAA vill jag ha också och det är en större utmaning.

[tek]

Jag har byggt några. Passiva, OP-bestyckade och med rör och det är det sistnämnda jag tycker är roligast att bygga.

Försteg på linjenivå är väl bland det enklaste man kan bygga tycker jag men visst blir det lite skillnader. Användargränssnittet är den största utmaningen och jag kör utan fjärrmanövrering eftersom jag inte tycker att min upplevelse blir bättre med fjärr. Många kopplingsvarianter är trevligt och jag har några gamla förstärkare från Sansui och Luxman som är en fröjd att använda och det har inspirerat mig en del i mitt nya bygge. Det jag egentligen saknar mest i kommersiella försteg är flera valbara utgångar som går att konfigurera lite.

Ett bra RIAA vill jag ha också och det är en större utmaning.

Hur ska du få till stor valfrihet med många konfigurationsmöjligheter i ett helt analogt steg, många switchar på fronten?

Jag hade nog kunna klara mig utan fjärr också egentligen, men digitaldelen och det roliga med att programmera var kanske den största anledningen att jag började med projektet.

.

[MatsT]

Jag har jobbat med den typen av programmering och är glad så länge jag slipper hålla på med det så jag kör switchar och analogt. Switcharna behöver egentligen bara innehålla koppling av spänning till reläer och då går det bygga om efteråt med nya moduler om så önskas.

Konfigureringen som kommer att finnas initialt inskränker sig till val att använda aktivt HP-filter eller inte på en utgång och in-/ur-koppling av ett par extra utgångar.

[tek]

Ja det låter ju hanterbart, dvs du får inte en front som inte är helt överfylld av switchar.

Jag jobbar med programmering för närvarande, iaf delvis, blandat analoga och/eller digitala uppgifter. Det som gör detta projekt lite extra roligt är att som grund körs ett realtids os som jag bygger processerna runt. Det har jag inte provat tidigare.

Edited July 3, 2015 by tek

[tek]

Jag har uppdaterat första inlägget med Tape loop, samt lagt till funktionen 'float', vilken jag tidigare missat att lägga in.

Efter den feedback jag fått här har jag bestämt att lägga till en Tape loop. Håller på att fixa schema och uppdatera layouten/mekanik för det io kort där jag har plats för två extra obalanserade kanaler. När jag uppdaterat kan jag lägga upp bild av planerat baksida på chassit.

[calle_jr]

Ser fram emot detta!

Vad väntar du dig ljudkvalitetsmässigt?

Har du funderingar om komponentval för kondingar, motstånd, potar, trafo etc?

Är det stram budget eller all-in som gäller

[tek]

Det är trevligt att intresse finns, det är en av anledningarna till att jag bestämde mig att starta en tråd om bygget.

Ljudkvalitetsmässigt har jag höga förväntningar. Målen är högt ställda och komponentmässigt snålar jag inte, men tar heller inga onödiga kostnader. Alltså jag väljer att spendera kulorna där de gör nytta. :-)

Jag planerar att använda opamparna lme49990, de har väldigt låg egenbrus och distorsion. Till de opampar som kräver balanserad utgångar lutar det åt opa1632. Jag har en del beräkningsarbete/simuleringar/dimensioneringar att göra innan jag kan fastslå att det är just dessa som gäller på alla positioner. I schemat som det ser ut just nu är designen baserad i stort på dessa två opampar.

När jag kommit igång med detta ska jag lägga upp mer bilder.

Jag har rätt lite yta att arbeta på så i huvudsak är det ytmonterade komponenter som gäller, storleken varierar dock beroende på position och komponentens tillgänglighet. Men standardstorleken är 0603 för de flesta positioner där inga direkta krav som exempelvis effekttålighet ställs. Avkoppling till opampar är till största del ytmonterade komponenter för att få till en bra layout samt små parasiteffekter.

Ett område där jag exempelvis valt hålmonterade är kopplingskondingarna i ingångsteget där jag valt 2st parallella 10uf filmkondensatorer (i parallell med en mindre ytmonterad film). Detta dock skrivet innan dimensioneringen ej är färdig.

Potar är lätt att beskriva. Jag använder inga potar alls. :-)

Transformatorer har jag inte börjat kolla på. Jag har inga transformatorkopplade ingångar eller utgångar så det blir endast i spänningsmatningen och inget jobb görs där förrän 'försteg v0.3'.

[tek]

En liten uppdatering så här i slutet på semestern. Jag har fått tid att färdigställa en del ändringar.

Efter feedback här så har jag infört följande ändringar.

- tape loop. Implementerat på det övre ingångs/utgångskortet. Schema/layout färdig, fåtal smärre ändringar kan komma in innan kortbeställning. Triggerdelen har nästan helt gjorts om och huvuddelen har lagts på ingång/utgångskort. Det blev relativt stora ändring på detta kort pga av tape loop. Nya mätavkänningspunkter och nya kontrollsignaler gjorde att befintligt kort behövde relativt stora ändringar.

- nedre ingångs/utgångskortet har slagits ihop med analogkort. schema och layout pågår.

övre In/utkort med topsidans kopparlager kan ses nedan.

från vänster ser man.

4 12V triggers

1st balanserad utgång, L+R

tape loop, stackade RCA kontakter . tape in L+R och sen tape out L+R

2st balanserade ingångar L+R

4 st obalanserade kanaler, stackade kontakter

[tek]

Ikväll har jag varit lite less på att rita schema och cadda, så jag har roat mig med att simulera lite på det obalanserade ingångsteget. Tidigare har jag översatt spice modellen för LM49990 så jag har fått prova den litegrann nu.

ingångsfiltret består av två RC filter (en innan relät) och en närmare ingångsteget. Därefter kopplingskonding på 10uF med 22kOhm till referens. När jag vill att ha flytande ingångsteg, bör undre -3dB gränsfrekvens bli ungefär 1,6Hz. Detta har jag inte provat än. Med icke flytande referens blir undre gränsfrekvensen runt 0,7Hz enligt simulatorn.

Så här ser ingångsfiltret ut nu, (med icke flytande referens).

I simuleringarna har jag lekt lite med en RC lumpad 50 ohms transmissionsledare på 2m. Värdena har jag tagit från första bästa 50ohms kabel på elfa, runt 80pF/m och 0,3ohm/m. Jag har däremot inte hittat artikeln som beskriver spicemodellen av transmissionsledaren i detalj, än. propageringskonstanten i modellen ser lite skum ut, med standardvärdet är 1.5, vilket jag hittils använt. Vid kortare längder på ledaren och lägre drivimpedanser påverkar det inte resultatet speciellt mycket, jag ska försöka hitta en annan kabel att modellera.

Detta är resultatet för olika drivresistanser, 50 ohm, 1k ohm och 15 kohm.

kommentarer?

[tek]

Nedan visas några simuleringar av slingförstärkningen (loop gain) av komponentval på obalanserade utgångsteget. Utgångsteget är en enkel opamp i icke inverterad unity-gain konfiguration, 50 ohms utgångsresistans. Det den driver i följande simuleringar är en 50ohms kabel på 2 meter, med runt 100pF/m och o,49ohm/m. med ett RC filter på 100ohm/100pf samt en 10kohms motstånd shuntat till jord för att simulera ett ingångsteg i ett slutsteg.

Överst i bilden är magnituden av slingförstärkningen och neder halva är fasförskjutningen av densamma. 3 konfigurationer totalt.

LME49710, LME49990 håller inte måttet att själva driva en kapacitiv last, därför i simuleringen nedan har jag lagt till en BUF634 som är en del av den globala återkopplingen för opampen. Den innehåller en kompensation så att för höga frekvenser kortsluts utgången på opampen till dess egen minusingång, på detta sätt kopplas BUF634 ur från loopen för höga frekvenser. Spicemodellen av BUF634 är komplicerad och har en del konvergensproblem därav GMIN=1e-7, detta gör att DC förstärkningen och första polen för LME49710+BUF634 inte är tillförlitlig i simuleringen (för låg magnitud respektive för hög i frekvens) nedan. Men för höga frekvenser blir skillnaderna små.

EDIT Jag har lyckats komma runt konvergensproblemen utan att använda GMIN parametern i Spice. Detta genom att lägga till en drivresistans ut från första opampen på 33ohm. Då ser man DC förstärkning och första polen bättre. Dock förvärras fasmarginalen en aning. Bilden för alla konfigurationer är uppdaterad med en röd och grön linje som är magnitud och fas för denna konfiguration. Jag har lagt till en bild på testbänken för den komposita opampen, rätt kladdig men jag tror ni fattar (det som inte syns i bilden är att NOD14 och NOD6 är samma nod, det är där jag brytit loopen för att simulera slingförstärkningen)

EDIT SLUT

Äldre opampar som NE5534 (med 22pF kompensationskonding) och OPA134 har inga problem att driva kabeln för egen maskin utan att fasmarginalen (PM) blir för låg, men jag drar mig för att använda någon av dessa. Planen är att använda en LME49610/LME49600 (dess beteende är väldigt likt BUF634), jag har ännu inte lyckats översätta spicemodellen för den.

[/url]

[/url]

Edited August 9, 2015 by tek

[tek]

En sista uppdatering angående simuleringarna av utgång/ingångsteg.

Jag lyckades till slut översätta modellen för LME49600. Jag var tvungen att jobba lite hårdare än normalt för att få det att fungera, i både modell och testbänk. Detta är alltid lite roligt med hobbykonstruktion, man vet aldrig riktigt var och när man stöter på problem.

Nedan visas slingförstärkning för två konfigurationer, LME49710+LME49600 samt LME49990+LME49600. I samma testbänk som tidigare, 2m kabel + ingångsfilter samt utresistans på 50 ohm. Båda konfigurationerna har gott om fasmarginal (runt 70 grader) när jag använder kompensationen som beskrivigts i tidigare inlägg, se första bilden. Däremot när jag tittade på H (konfiguration LME49990+LME49600), den totala överföringsfunktionen från ingång till utgång ser man en peak på 10dB vid 0dB för loopgain. Detta brukar betyda att att fasmarginalen är låg, betydligt lägre än 70 grader som första bilden visar. Men när jag plottar den ideala överföringsfunktionen (Hinf, betyder i runda slängar att vi simulerar opamp1 med oändlig slingförstärkning), så finns peaken där med. Detta är ett resultat av kompensationen, för höga frekvenser är den egentliga slingan endast första opamp1 (lme49990), buffern (lme49600) är i open loop då kondingen har kortslutigts till minusingång på opamp1 (lme49990). Detta kan ses ytterligare genom att plotta D, diskrepansen mellan Hinf och H. D har som synes inte har denna peak. Om peaken hade berott på dålig fasmarginal så hade peaken funnits garanterat i D. Enligt datablad har LME49600 också en peakning vid 100Mhz, spicemodellen också. För att göra termerna lite tydligare.

H =~ Hinf*(T/(1+T) = Hinf*D eller för dem som föredrar K och A: H=(1/K)*A*K/(1+A*K), 1/K=Hinf, A*K=T

Nu åter till schema och layout för analogkortet...

[tek]

Av återkopplingen på senaste inläggen kan man anta att få tycker Bodeplottar är lika spännande som jag?

Hursomhelst beställde efter ett par förseningar 3 kort av mitt kontaktkort/input/output kort nyss. Det kortet kommer sitta ovanpå ett undre analog+IOkort. Kortet har 4 kopparlager, 330mm x 100mm. Innehåller 4 trigger portar, 2 differentiella inkanaler, 1 balanserad utkanal, 4 obalanserade inkanaler + tape loop.

Beställer detta kort först då analoga + iokortet kommer vara betydligt större (och mycket dyrare) så eventuella missar blir lite svårare att hantera där.

/tek

EDIT:

Upptäckte nyss att jag inte kan ändra första inlägget. Jag hade tänkt att uppdatera det efter hand alteftersom konstruktionen pågår. nån som har en lösning på det problemet?

Edited August 26, 2015 by tek

[tek]

Efter 3-4 veckors väntan damp mönsterkorten till IO kortet ner i veckan. Det kommer sitta på distanser (mot bakre delen av chassit) ovanpå ett analogkort som också har en nästan likadan uppsättning kontakter. Layoutandet av detta kort pågår fortfarande. Tanken att beställa IO kortet först är att hitta eventuella fel tidigt så att dessa kan rättas till i den mån det går till det större (och dyrare) analog kortet. Just nu pågår lödning och testning av kortet ett tag framöver.

Från vänster ser man

- 4 st 12V trigger utgångar

- 2 st kanaler XLR utgångar (L+R)

- tape in - tape out 2x2 stackade RCA kontakter

- 4 st kanaler XLR ingångar 2st L + 2st R

- 8 st kanaler RCA ingångar 4x2 stackade RCA kontakter

EDIT:

Noterat att jag använt termen "kanal" för att beskriva vad jag menar som en stereokanal, dvs 2 kanaler: L+R. Det är tyvärr tvetydigt. Jag har ändrat i posten ovan för att förtydliga.

Edited September 21, 2015 by tek

[tek]

Jag fortsätter monologen här..

För närvarande håller jag på att göra en basic funktionstestning det övre kontaktorkortet. I själva audiodelen ligger rätt få aktiva komponenter på detta kort, exempelvis endast ett par opampar för de balanserade utgångarna. Dessutom har tape/processor loopen både ingångsteg och utgångsteg på I/O-kortet. Jag har under kvällen gjort ett några tester, FFT:er för att testa detta ingångsteg och utgångsteg. De som ska användas till de "vanliga" obalanserade ingångar och utgångar är lika dessa, men kommer sitta på det större kortet.

Så här ser setupen ut. oscillator ->1m RCA (modell lakritsnöre) -> tape out (försteg in) -> tape in (försteg ut mha kortslutning i kontakten som ska gå till analogkortet) -> 3m RCA kabel ->ljudkort, mätt med ARTA

Inställningar i Arta

Fs: 48kHz

FFT längd: 131072 punkter

Fönster: Kaiser 7

runt 40 punkters linjär medelvärdesbildning för att tydliggöra övertoner.

Som synes är det ett min testbänk ett riktigt råttbo, jag har på ett prototypkort satt ihop ett par regulatorer (för 12V, +/-15V och 3,3V) som matas från ett labbagg, dessa regulatorer matar också oscillatorn.

Jag har också kört oscillatorn direkt till ljudkortet för att få en referens, till den mätningen har jag inte ändrat förstärkningen ut från oscillatorn. Inspänningen på ljudkortet är ungefär 0,7 Vrms eller -10,3dBFs när jag kör signalen via försteget. Faktiskt lite lägre amplitud när jag kör mätte signalen direkt från oscillatorn, kanske orkar inte oscillatorns utgångsteg driva den långa kabeln, jag är iallafall osäker på varför. Ljudkortet har i sig själv en 50Hz ton på mellan -120- 130dB även när inget är inkopplat, Detta tillsammans med matningen (via labbagget) borde vara upphovet till en del av spurioserna som man kan se nedan, speciellt spurioserna som ligger multiplar av 50Hz men också de på multiplar av 100Hz. Kraftmatningen kommer vara förbättrad till slutlig prototyp.

Rött - Oscillator via försteg

Svart - Oscillator direktkopplat till ljudkort, för att få en bild vad insignal till försteget är. Det blir inte helt korrekt då oscillatorn inte driver samma kabel eller ingångsteg i de olika fallen.

Hursomehlst ligger andra övertonen ligger på -131,2dB (-141,5 - -10,3), och andra övertonen (3kHz) på -136,7dB (-147dB - -10,3dB) under grundtonen. Arta mäter THD till 0,000041% för den version som gått via försteget. Dessa värden varierar en del mellan mätningarna, men THD brukar 0,00004-0,00005%.

Edited October 11, 2015 by tek

[Double A]

Jag är så imponerad av nivån på detta bygge!

Kan tyvärr inte komma med mer än glada hejar-rop, men följer ditt arbete med entusiasm?

[tek]

Vad kul att du tycker bygget är intressant!

Det är i slutändan ett av syftena att jag postar fortskridandet här, att andra än mig kanske får ut något av tråden och bygget. All feedback är välkommen, och självklart också glada hejarop. Feedback gör det mycket mer angeläget att hålla tråden levande.

Edited October 12, 2015 by tek