Генератор пачек синусоидальных частот

[andrey-v-g]

Есть желание дополнить пачки частью "Н"(Pulse1,2,3) для настройки азимута магнитной головки.
Попробую отмакетировать. У кого какие мысли есть?

Cигналы левого и правого канала для просмотра необходимо смешать через резисторы 5-10 кОм.
Принцип формирования такой:
В первой посылке (Pulse 1) в левом канале пишем сигнал с нулевым фазовым сдвигом, в правом (задержанный) со сдвигом в 10 градусов.
Во второй посылке (Pulse 2) в левом 0 градусов, в правом сигнал инвертируем (180 градусов).
В третьей (Pulse 3) в левом пишем сдвинутый (задержанный) на 10 градусов ,а в правом с нулевым сдвигом.
Частота посылок равна 5 кГц (в длительность 1,25 милисекунды поместится 6,25 периодов)
Коммутировать сигналы планируется двунаправленными ключами. Выставить правильный угол думаю с помощью реверсной головки.
Записанную ленту с одной стороны переворачивая воспроизводим в обратном направлении (переключая усилитель воспроизведения на реверсную часть головки)
регулируя добиваемся минимального перекоса.

Часть ЧН.GIF

(19.95 КБ) 159 скачиваний

[Призрачный Суслик]

А можно схемы перевыложить, а то прошлым, увы, пришел какой-то зверёк ?

[andrey-v-g]

Здесь лежат

Спойлер

https://forum.cxem.net/topic/164137-%D0 ... /#comments

[bat_boy]

Попробовал генератор на XR-2206, синус у неё чище и скважность вроде не меняется при управлении напряжением.
С одним конденсатором 0,047µF, резистором от 1 кОм до 2 МОм перекрывает диапазон от 11 Гц до 20 кГц.
Синхронизация XR-2206.gif

andrey-v-g подредактировал для XR2206 в SprintLayout плату вашего генератора на ICL0838. Печатку делал для другого проекта, просто скопировал в ваш шаблон, удалив ICL0838 с обвязкой, часть деталей можно ещё перекомпоновать и перенести резистор с нижнего слоя, вроде всё сделал по схеме, проверьте, всё ли правильно.
Частоту в первом секторе пачки желательно сделать 31,5Гц, увеличив период этой частоты до 32мс, так как пик АЧХ усилителей воспроизведения магнитофонов и корректоров проигрывателей, относительно базовой - 400Гц, приходится на участок ближе к 30Гц.

[andrey-v-g]

Проверяйте я немного её изменил.

[bat_boy]

Сделал выходной усилитель с аттенюатором на композитном усилителе добавятся всего два резистора и изменится разводка на плате, выход чуток усилил (не помешает на низкоомной нагрузке), в балансировке не должен нуждаться, на выходе максимум пара милливольт будет. Вместо TL082 лучше найти TLE2082 это усовершенствованный аналог. NE5532 (если не подделка) тоже очень хорошо подойдёт в эту схему, с ним, если параллельно резистору обратной связи 30к первого усилителя подключить последовательную цепочку 10ом+5.1pf будет линейная АЧХ почти до 1 MHz. 200kHz на выход выдаст как из пушки, без просадки амплитуды.

P.S. вторая половинка операционника с единичным усилением, резисторы Ra7 RPa2 в схему не вносил, думал и так понятно будет с делителем обратной связи... решил исправить, файл обновил.

[andrey-v-g]

Там второй каскад не нужен. Лучше тогда повторитель после генератора поставить перед аттенюатором или первым перед усилителем.

[bat_boy]

Там второй каскад не нужен. Лучше тогда повторитель после генератора поставить перед аттенюатором или первым перед усилителем.

Так нельзя ни в коем случае делать. Второй усилитель исключается не только из цепи ООС, как минимум на порядок вырастут искажения, и без включения второго усилителя композитом раз в 5-10 уменьшится эффективная полоса рабочих частот. Повторитель нет смысла ставить, лучше LC фильтр воткнуть низкочастотный, чтобы фильтровать цифровой мусор перед усилителем, с частотой среза около 45-55 kHz.
Фильтр примерно такой как во вложении. Похожего номинала маленькие дроссели используются в энергосберегающих люминесцентных лампочках. Фильтр без проблем можно пересчитать на другие номиналы. И примерная АЧХ этого фильтра по рассчётным номиналам.
На DDS генераторы такие фильтры ставят обязательно, и даже не 3-го порядка, а 7-го или 9-го. Эффект от них очень значительный, особенно на граничных высоких частотах.

[andrey-v-g]

У второго каскада остается местная ООС, а общая ООС наоборот внесет в сигнал больший фазовый сдвиг. Я и предлагаю его удалить, и поставить повторителем после генератора( если речь идет о XR2206) у нее на выходе 600 Ом резистор стоит при изменении нагрузки если предполагается ставить регулятор уровня (аттенюатор) будет меняться амплитуда сигнала Вот и нужен повторитель. И входное сопротивление усилителя должно быть как можно больше,чтобы не оказывать влияние на межкаскадный аттенюатор.
А насчет балансировки выходного усилителя, я ее делал по причине не симметричности сигнала самого генератора, переход через 0 не привязан к общему проводу (корпусу).И балансировку генератора я делал для каждой полу волны положительной и отрицательной отдельно ( так удается получить меньшие искажения синуса).

[andrey-v-g]

... лучше LC фильтр воткнуть низкочастотный, чтобы фильтровать цифровой мусор ....
На DDS генераторы такие фильтры ставят обязательно, ...

там синтез, поэтому и мусор , а здесь принцип заряд- разряд конденсатора стабильным током и переключение компаратора только на вершинах, нет тут мусора.

[bat_boy]

... лучше LC фильтр воткнуть низкочастотный, чтобы фильтровать цифровой мусор ....
На DDS генераторы такие фильтры ставят обязательно, ...

там синтез, поэтому и мусор , а здесь принцип заряд- разряд конденсатора стабильным током и переключение компаратора только на вершинах, нет тут мусора.

Там не просто заряд-разряд конденсатора, формирование синусоиды что в ICL0838 что в XR2206 осуществляется частотной модуляцией и развёрткой выходного сигнала внешним напряжением. RC цепочка просто задаёт интервал периода частоты, всё остальное делается в модуляторе. Другое дело, если бы там был чистый синус и без побочных гармоник, но ICL0838 имеет по даташиту типовое значение THD- 2%, и эти гармоники из ниоткуда не появляются, и не уходят в никуда, они присутствуют в сигнале любой частоты, и влияют на его форму, поэтому их желательно давить в зародыше, конечно если собираетесь использовать его как генератор, а не просто указатель амплитуды.

[bat_boy]

У второго каскада остается местная ООС, а общая ООС наоборот внесет в сигнал больший фазовый сдвиг. Я и предлагаю его удалить, и поставить повторителем после генератора( если речь идет о XR2206) у нее на выходе 600 Ом резистор стоит при изменении нагрузки если предполагается ставить регулятор уровня (аттенюатор) будет меняться амплитуда сигнала Вот и нужен повторитель. И входное сопротивление усилителя должно быть как можно больше,чтобы не оказывать влияние на межкаскадный аттенюатор.

В композите никуда общая фаза не сдвинется, она наоборот будет линейнее, чем с одним операционником. А на вывод (2) XR2206 проще поставить обычный транзистор средней мощности эмиттерным повторителем, он имеет высокое входное сопротивление, не будет нагружать микросхему, а его выходное сопротивление можно сделать даже меньше 100ом - дёшево и сердито. Но можно заморочиться и сделать эмиттерный повторитель с двухтранзисторным генератором тока в цепи эмиттера, его внутреннее сопротивление будет около 10 мегаом, с лихвой хватит на всё. Постоянку после него отфильтровать конденсатором, и не надо никаких микросхем.

[andrey-v-g]

там синтез, поэтому и мусор , а здесь принцип заряд- разряд конденсатора стабильным током и переключение компаратора только на вершинах, нет тут мусора.

.... в ICL0838 что в XR2206 осуществляется частотной модуляцией и развёрткой выходного сигнала внешним напряжением..

о каком частотном модуляторе идет речь? Нет там ничего такого. А коэффициент нелинейных искажений от принципа формирования синуса из треугольного напряжения как раз на нелинейности полупроводника...
Эти микросхемы для других задач. А если вам нужен качественная синусоида то надо смотреть Например в сторону моста Вина, но там другие подводные камни. Например стабилизация амплитуды при перестройке и т. д..

[bat_boy]

о каком частотном модуляторе идет речь? Нет там ничего такого. А коэффициент нелинейных искажений от принципа формирования синуса из треугольного напряжения как раз на нелинейности полупроводника...
Эти микросхемы для других задач. А если вам нужен качественная синусоида то надо смотреть Например в сторону моста Вина, но там другие подводные камни. Например стабилизация амплитуды при перестройке и т. д..

А ступенчатый формирователь синусоиды и есть амплитудно-частотный модулятор, схему и выдержку из даташита прилагаю. Вот такой повторитель можно поставить на выход сформированной синусоиды, 20MHz полосы я думаю хватит

[andrey-v-g]

о каком частотном модуляторе идет речь? Нет там ничего такого. А коэффициент нелинейных искажений от принципа формирования синуса из треугольного напряжения как раз на нелинейности полупроводника...
...

А ступенчатый формирователь синусоиды и есть амплитудно-частотный модулятор, схему и выдержку из даташита прилагаю.

и Где про ступенчатый формирователь синусоиды и есть амплитудно-частотный модулятор?

Синусоидальный сигнал создается путем подачи треугольного сигнала в нелинейную сеть (синусоидальный преобразователь). Эта сеть обеспечивает
уменьшение шунтирующего импеданса по мере приближения потенциала треугольника к двум крайним значениям.

[bat_boy]

и Где про ступенчатый формирователь синусоиды и есть амплитудно-частотный модулятор?

Я всё обвёл красным, на внутренней схеме и заголовке из даташита ICL0838...

[andrey-v-g]

Там написано:
Частоту (или частоту повторения) можно выбрать извне в диапазоне от 0,001 Гц до более чем 300 кГц, используя резисторы или конденсаторы, а модуляция и изменение частоты могут осуществляться с помощью внешнего напряжения. ICL8038

А ступенчатое включение транзисторов для получение логарифмической функции. Но нет там никакой модуляции.

[bat_boy]

Там написано:
Частоту (или частоту повторения) можно выбрать извне в диапазоне от 0,001 Гц до более чем 300 кГц, используя резисторы или конденсаторы, а модуляция и изменение частоты могут осуществляться с помощью внешнего напряжения. ICL8038

На втором рисунке с внутренней схемой красным обведён каскад формирования синусоиды, сравните его с резисторной матрицей формирования синусоиды DDS генератора. В DDS генераторе синусоида формируется ступенчатой подачей напряжения на участки резисторной матрицы, в ICL0838 эта функция автоматически выполняется переключением транзисторами такой же резисторной матрицы с подобранными номиналами формирующими подобие синуса из треугольного сигнала. Эта синусоида имеет такую же ломанную структуру (по 8 переключений на каждой полуволне, как на подъёме, так и на спаде амплитуды), как и в DDS генераторе, но она немного сглаживается за счёт времени переключения транзисторов резистивной матрицы. Ступенчатая форма синусоиды содержит массу гармоник, которая и фильтруется многозвенным LC-фильтром, сглаживая форму псевдосинусоиды, приводя её к относительно нормальной синусоидальной форме сигнала, и подавляя гармонические составляющие высоких порядков.

[andrey-v-g]

Там написано:
Частоту (или частоту повторения) можно выбрать извне в диапазоне от 0,001 Гц до более чем 300 кГц, используя резисторы или конденсаторы, а модуляция и изменение частоты могут осуществляться с помощью внешнего напряжения. ICL8038

На втором рисунке с внутренней схемой красным обведён каскад формирования синусоиды, сравните его с резисторной матрицей формирования синусоиды DDS генератора. В DDS генераторе синусоида формируется ступенчатой подачей напряжения на участки резисторной матрицы, в ICL0838 эта функция автоматически выполняется переключением транзисторами такой же резисторной матрицы с подобранными номиналами формирующими подобие синуса. Эта синусоида имеет такую же ступенчатую структуру, как и в DDS генераторе, но она немного сглаживается за счёт времени переключения транзисторов резистивной матрицы. Ступенчатая форма синусоиды содержит массу гармоник, которая и фильтруется многозвенным LC-фильтром, сглаживая форму синусоиды, приводя её к относительно нормальной синусоидальной форме сигнала, и подавляя гармонические составляющие высоких порядков.

Но мы говорим не о DDS , там да синтез весь состоит из ступенек и для их сглаживания (аппроксимации) нужен фильтр и сглаживание. Но там частота дискретизации постоянна и выше частоты полезного сигнала, ее можно и нужно подавить.
А у этих микросхем нет ступенек, там линейный треугольник, выброс (да есть) на вершинах, но его фильтром не уберешь он равен удвоенной частоте полезного сигнала и меняется вместе с частотой.

[bat_boy]

Но мы говорим не о DDS , там да синтез весь состоит из ступенек и для их сглаживания (аппроксимации) нужен фильтр и сглаживание. Но там частота дискретизации постоянна и выше частоты полезного сигнала, ее можно и нужно подавить.
А у этих микросхем нет ступенек, там линейный треугольник, выброс (да есть) на вершинах, но его фильтром не уберешь он равен удвоенной частоте полезного сигнала и меняется вместе с частотой.

Правильно, в DDS частота дискретизации, здесь моменты переключений транзисторов. Если бы на формирователе синусоиды сделали хотя бы 32 ключа, вместо 8, синусоида стала бы почти идеальной, особенно внизу частотного диапазона, и даже на вершинах амплитуды. Треугольный сигнал тем и хорош, что у него малое время нахождения на вершинах амплитуды, что позволит лучше обозначить пики амплитуды синуса, а середины граней идеально совпадут с переходом синусоиды через 0, 180, 360 и т.д. градусов.
В XR2206 принцип формирования амплитуды немного другой, и он лучше адаптирован к высоким частотам, имеет более плавные обводы полуволн, потому эта микросхема более предпочтительна в качестве генератора.
В молодости мне пару лет довелось заниматься на заводе оптической юстировкой блоков головок катушечных "Кливер" и "Корвет" на микроскопе. Если бы тогда был подобный прибор - цены бы ему не было, для записи тестовых лент. Но основной вклад всё равно несёт оптическая юстировка направляющих ленты и рабочей поверхности головок. Часто доводилось наблюдать картину, когда регулировщики больше доверяли измерительной ленте, выставляя высоту и наклон рабочего зазора по ленте. Но потом перепроверяя отлаженные блоки на микроскопе, я часто замечал, что эти регулировки уходили далеко от оптической настройки. Высоту и наклон головки ещё можно выставить, а вот параллельность плоскости ленты и рабочего зазора головки не выставите идеально никогда! Тем более если все эти параметры делаются по ленте, сделанной неизвестно на чём. В Киеве был специальный стенд, на котором делали измерительную ленту километрами для заводов производящих магнитофоны, а потом в определённый период начался "разброд и шатания" ленту стали гнать все кому не лень, записывая на непонятно чём, благо бланки ОТК с приёмкой ленты и штампами можно было получить за поллитра спирта.