Szumy zasilania.

[irek]

przyklad pomiarow szumow 7812

[SP7LZA]

I wydaje mi sie ze mylisz szum zasilania z szumem toru audio....

Nie mylę tego, na pomiarze masz tylko szumy i tętnienia zasilacza a na drugi kanał podany jest sygnał 1kHdBz podany jest jako przebieg odniesienia dokładnie 560mV -3dB a 0dB = 775mV standard (wszystkie moje pomiary mają takie odniesienie chyba,że chodzi o końcówkę spaliłbym kartę i do pomiarów zniekształceń muszę stosować dzielnik) . W swoim zasilaczu stosuję za sobą dwa LM nie stosuję żadnych dodatkowych filtrów i zastosowane mam akurat jamikony na 105 gdzie u ciebie w pomiarach wypadły dość słabo tyle , że są zblokowane 100nF ceramicznymi SMD. Faktycznie porównując spektogram z podpiętym zasilaczem a drugi kanał ze zwartym wejściem oba wyniki się pokrywają. skończył mi się zakres pomiarowy karty i jej możliwości.

Zastanawiałem się czy zmieniając zasilacz może jestem w stanie poprawić jeszcze parametry szumowe mojego wzmacniacza mikrofonowego gdzie jak pisałem przy pełnym wzmocnieniu szumy mam na poziomie -80dB obciążenie 1kOhm. Ale z twojej wypowiedzi wnioskuję, że na poprawę parametrów już nie będzie miał wpływu zasilacz.
Też kiedyś byłem fanem 78/79 ale jak sam piszesz nie radził sobie z tętnieniami bez dokładania filtru w układzie wzmacniacza była za mała różnica Uwej a Uwyj , nawet nie chodziło mi o szumy, kolega mi doradził abym podstawił 317 i wszystko zagrało. Dlatego myślę jak Raven pisał, że 78/79 bazują na starej 741 i trzeba się bardzo nakombinować aby uzyskać zamierzony efekt np zakres prądowy od 10mA-1A.

[SP7LZA]

Zmobilizowałeś mnie abym zrobił jeszcze jeden pomiar :
Na zrzucie jeden 317 na wejściu i wyjsciu po 4700uF/25V TROBO 105st 0dB - standard w prostym regulowanym zasilaczu na Uwej = 22V uwyj = 12V obciążenie 470Ohm nawet nie blokowany kondensatorami ceramicznymi tu wskazówka sie trochę wychyla liniowo gdzieś do 40uV ale to tętnienia. po wycięciu dołu coś się rusza. ale myslę ,że ocenisz z PC

[irek]

Nie mylę tego, na pomiarze masz tylko szumy i tętnienia zasilacza a na drugi kanał podany jest sygnał 1kHdBz

To akurat zle bo jak widac ten 1khz wyszedl na drugim kanale jako przesluch.

sygnał 1kHdBz podany jest jako przebieg odniesienia dokładnie 560mV -3dB a 0dB = 775mV standard

To akurat Ci sie chwali, choc w tym przypadku to odniesienie na wiele sie nie przydalo. Gdybys mierzyl np piki tetnien na 50, 100hz itd to bys mogl obliczyc ich wartosc. Ale szumu nie obliczysz bo do jego wyliczenia musisz wiedziec jak mierzy go komputer/program i musisz nad tym panowac czyli musza byc wyraznie zalaczane filtry pomiarowe.

chyba,że chodzi o końcówkę spaliłbym kartę i do pomiarów zniekształceń muszę stosować dzielnik

W zasadzie zawsze nalezy go stosowac tak aby 0dB odpowiadalo np maksymalnemu napieciu wyjsciowemu zasilacza czy wzmacniacza ew napieciu charakterystycznemu np 2,83V czy 775mV.

Faktycznie porównując spektogram z podpiętym zasilaczem a drugi kanał ze zwartym wejściem oba wyniki się pokrywają. skończył mi się zakres pomiarowy karty i jej możliwości.

No i wlasnie o to mi chodzilo! Ale to nie znaczy ze karta jest zla tylko trzeba niskoszumnym wzmacniaczem wzmocnic sygnal i potem poddac go analizie i zmierzyc a na koniec podzielic przez wspolczynnik wzmocniania. I tak mozna mierzyc szumy nawet zinetgrowana karta muzyczna. Jedyny problem to pytanie co i jak mierzy program i jakie szumy ma wzmacniacz pomiarowy. Czasem trzeba zrobic wlasny superniskoszumny lub uzyc maksymalnego wzmocnienia karty czy wejscia mikrofonowego.

Zastanawiałem się czy zmieniając zasilacz może jestem w stanie poprawić jeszcze parametry szumowe mojego wzmacniacza mikrofonowego

Raczej nie poprawisz. Mozesz wykonac pomiar wspolczynnika PSRR. Wtracajac napiecie zmienne do zasilania i badajac o jakiej wartosci pojawi sie na wyjsciu. Obliczysz z tego wspolczynnik tlumienia zaklocen zasilania czyli PSRR. I bedziesz mial odpowiedz jak duze musza byc zaklocenia zasilania zeby przebily sie przez szum samego wzmacniacza.

jak pisałem przy pełnym wzmocnieniu szumy mam na poziomie -80dB obciążenie 1kOhm.

To nic nie mowi. Bez podania warunkow pomiarow czyli pasma, wzmocnienia i impedancji zwarcia wejscia. Domyslam sie ze wejscie bylo zwarte na krotko bo tak mamy najnizsze szumy. Teraz zewzyj je rezystorem 600om czyli typowa impedancja mikrofonu i jesli szum wzrosnie to znaczy ze sam wzmacniacz ma szumy wlasne nizsze niz szumy rezystancji 600om a wiec bedzie ok.

tu wskazówka sie trochę wychyla liniowo gdzieś do 40uV ale to tętnienia. po wycięciu dołu coś się rusza. ale myslę ,że ocenisz z PC

Tu dokladnie widac ze dominuja tetnienia wiec nalezy je zlikwidowac tak aby ich watosc znikla w szumowej trawie. Jest ona ok 10dB wyzsza od szumow samej karty muzycznej choc po ich zlikwidowaniu to kto wie co sie pojawi. Widac tez ze szum maleje >2khz co prawdopodobnie oznacza ze powyzej nie dziala juz wzmacniacz bledu stabilizatora. Wiec nalezy sie spodziewac kiepskiej charakterystyki impulsowej.

[barmanekm]

Co do pomiarów z impedancją to celowałbym w ok 200 ohm, jeżeli ma to być przedwzmacniacz wysokiej klasy. Mikrofony wysokiej klasy, to obecnie zwykle <= 200ohm.

[irek]

Szum rezystora o wartosci 600om w pasmie 20000hz w temperaturze 20stopni wynosi 0,44uV RMS po przemnozeniu przez wzmocnienie wzmacniacza zalozmy 44dB (gdzies tak podawales) czyli 160razy uzyskujemy 70,4uV i nie ma mozliwosci zeby bylo mniej! Moze byc tylko wiecej bo sam wzmacniacz dodaje szumy wlasne. Obecnie sa dostepne wzmacniacze o wartosci szumow na poziomie szumow samej rezystancji. W przypadku wzmacniaczy podaje sie wspolczynnik szumow wejscia w nanowoltach na pierwiastek z herza. Dzieki temu mozna obliczyc szum w dowolnym pasmie i przy dowolnym wzmocnieniu wzmacniacza. Dodatkowo w ukladach ultraniskoszumnych podaje sie wartosc szumu stopnia wyjsciowego. Tylko stopien wejsciowy jest niskoszumny i przy malych wzmocneinaich to stopien wyjsciowy by szumial. Dlatego czesto niskie wartosci szumow uzyskuje sie dopiero przy duzych wzmocnieniach gdzie szum stopnia wyjsciowego jest pomijalny. Polecam poczytac troche o kostkach SSM, tranzystorach MAT czy niskoszumnych opampach jak AD797, LM4562. W pdf-ach jest wszystko opisane jak sie to wylicza i jakimi metodami mierzy.

Szum rez 200om to juz tylko 0,255uV, rosnacy do 0,28uV przy 80stopniach. I to wlasnie impedancja jest najwazniejsza w ukladach niskoszumnych.

---------- Post dodany o 18:16 ---------- Poprzedni post o 17:36 ----------

No dobra, nudzilo mi sie i zmeczylem ten Twoj wykres. To co udalo sie spisac na oko:

50hz -110dB (316228) =2,45uV
100hz -85dB (17783) =44uV
200hz -87dB (22387) =35uV
300hz -100dB (100000) =7,75uV
400hz -103dB (141254) =5,5uV
500hz -108dB (251189) =3,1uV
600hz -113dB (446684) =1,7uV

Od lewej czestotliwosc prazka, potem odczytana wartosc w decybelach. W nawiasie przeliczona wartosc (kalkulator naukowy, wpisujesz wartosc w dB dzielisz na 20 rowna sie potem zaznaczasz inv i naciskasz log). Na koncu wartosc 775mV (zakladam ze 0dB jest na tym poziomie bo tak pisales) podzielona na wspolczynnik z nawiasu co daje wartosc napiecia prazka. Jak widac jest to glownie 100 i 200hz o dosc malej wartosc porownywalnej z szumami samego stabilizatora. Tylko dzieki analizie widmowej dalo sie wyznaczyc wartosci prazkow. Pomiar miernikiem mierzy wszystko czyli szum w pelnym pasmie i wszystkie prazki. Mimo ze widac prazki tetnein to jest to dobry zasilacz, czesto zasilacze maja tetnienia na poziomie pojedynczych miliwoltow tu mamy malo widoczne mikrowolty. To glownie zasluga pojemnosci filtrujacej 4700uF przy malym poborze pradu 12V/470m=25mA plus ok 10mA na sam stabilizator. Moznaby dac mala pojemnosc filtrujaca tak aby tetnienia wynosily powiedzmy 1V (nie chce mi sie teraz liczyc jaka pojemnosc to zagwarantuje) i dalej dac 7815 a po nim 7812. Kazdy z nich daje 60dB tlumienia tetnien co razem daje 120dB czyli 1.000.000 (milon razy!) 1V podzielony na milion daje tetnienia o wartosci zaledwie 1uV! Czasem warto zainwestowac w takie rozwiazanie niz tracic pieniadze na kondensatory. Niestety wazny bedzie rowniez projekt plytki bo zblakane mikrowolty odkladajace sie na rezystancji sciezek moga popsuc ten teoretycznie mozliwy do uzyskania wynik.

[SP7LZA]

Dzięki za precyzyjny i wyczerpujący wykład.
Z teorii racze nie jestem za mocny trochę pozapominałem miałem sporą przerwę. I chyba lubię duże elektrolity w moich wzmacniaczach zauważyłem, że im większy elektrolit w zasilaczu to mniejsze zniekształcenia dlatego na nich nie oszczędzam w moim wzmacniaczu:
http://mach-audio.eu/projekty/ko%C5%...y/schemat.aspx
zobacz na schemat daję 4 X 40mF i dodatkowy po filtracji 317 4700uF 317 pracuje tutaj jako filtr aktywny, Zrobiłem parę konstrukcji ale ta jak do tej pory gra najlepiej.
Jeżeli Ciebie interesuje prześlę pełną aplikację. Ze względu na kolegów z dalekiego wschodu przesyłam tylko prywatnie.

---------- Post dodany o 19:49 ---------- Poprzedni post o 19:39 ----------

To akurat zle bo jak widac ten 1khz wyszedl na drugim kanale jako przesluch

takie przesłuchy niestety ma ta karta.
Muszę sobie zrobić taki przedwzmacniacz pomiarowy na jakimś opampie tylko tu też będzie problem z podłączeniami sygnału i sieci a przy tych sygnałach samo przełożenie przewodów zmienia pomiar. Myślę, że 30-40dB powinno wystarczyć.

[raven1985]

Jak chcesz mierzyć szumy to po prostu złóż sobie taki układ z noty linera tak mierzą swoje stabilizoarory więc będziesz miał porównanie.
Układ LTC1562 jest ciężko zdobyć ja zrobiłem filtry na piechotę i mam też gorsze WO LME48710 przez co szum układu jest większy, ja mam ok 6uV. Układ zasilam z dwóch baterii 9V. Układ został zamknięty w puszcze po herbacie :)
Można zejść niżej budując dyskretny stopień wejściowy lub/i stosując lepsze opki.

W przypadku wzmacniaczy z dużym wzmocnieniem szumy zasilania mogą mieć już znacznie bo jest mniej sprzężenia zwrotnego i w konsekwencji mniejszy PSRR.
Dobre efekty daje prosty wtórnik buforujący napięcie z dzielnika z filtrem (poprzedzony oczywiście stabilizatorem który stłumi tętnienie i będzie źródłem napięcia odniesienia). Przy wyższym poborze prądu potrzebny będzie darlington ale lepszy jest układ szakali bo wtedy rezystancja bazy rbb tranzystora wykonawczego jest wewnątrz lokalnej pętli nfb redukując jej wpływ na szumy wyjściowe. rbb to właśnie główne źródło szumu w tranzystorze w nisko szumnych tranzystorach stosuje się specjalne fikuśne konstrukcje bazy minimalizujące tą rezystancję.
Niestety nie wszystko da się z takiego zasilania napędzać ale do pre mikrofonowego/gramofonowego będzie ok.
Jak potrzebne jest dokładne napięcie to zamiast dzilnika można zastosować precyzyjne źródło napięcia odniesienia.
Jeszcze nisze szumy można uzyskać stosując zamiast prostego wtórnika na tranzystorze wzmacniacz WO. Wtedy szumy zasilania są redukowane w zasadzie do szumów WO. Uwaga tylko na obciążenie pojemnościowe wyjścia WO. Ja testowałem Ne5534, AD797, LME, AD825 przy kondensatorze na wyjściu (tantalu) 47u żaden nie oscylował ale już poniżej 4.7uf niektóre oscylowały.
Wadą oczywiście jest ograniczony prąd jaki można pobrać z wyjścia WO - góra kilkanaście- kilkadziesiąt mA - do zasilania części analogowej DAC czy ADC wystarcza.
Przy budowie dyskretnego stabilizatora na WO ważne żeby WO + stopień wykonawczy (najlepiej MOSFET - bo nie obciąża wyjścia WO) pracował jako wtórnik buforując tylko napięcie odniesienia wtedy jest największe nfb .
Jak nie ma dostępnego napięcia odniesienia o potrzebnym napięciu lepiej wykorzystać 2 wo do jego uzyskania.
Bardzo dobrze wypadają stabilizatory równoległe czyli shunt-y ale ze względu na ograniczony prąd wynikający ze strat mocy ich zastosowanie jest ograniczone. Warto wiedzieć że paramenty takiego staba praktycznie nie zależą od parametrów źródła prądowego :)

Wielu układach dodatkowym źródłem szumu są rezystory sprzężenia zwrotnego a ich wartość nie może być dowolnie mała przez ograniczony prąd WO można sobie z tym łatwo poradzić stosując prosty bufor zwiększający wydajność prądową WO.

[SP7LZA]

układ z noty linera tak mierzą swoje stabilizoarory

Możesz podesłać linka?

Wielu układach dodatkowym źródłem szumu są rezystory sprzężenia zwrotnego

Po wstępnej symulacji w moim wzmacniaczu muszę go obniżyć. Faktycznie symulator pokazuje, że jest to u mnie główne źródło szumów zmniejszając go 10 razy szumy zmalały 9 , jakby tak było w rzeczywistości to by była bajka ok -20dB. Najlepiej było by go wyrzucić ale jak tu regulować wzmocnienie.

[barmanekm]

Ale w sprzężeniu regulacja jest na dzielniku do masy, czy na rezystorze od wyjścia?

---------- Post dodany o 13:29 ---------- Poprzedni post o 13:27 ----------

Chociaż to chyba bez znaczenia. Cofam pytanie....

[raven1985]

Możesz podesłać linka?

Wkleiłem kilka postów wyżej :)

[ZIG ZAK]

Panowie wiec jak to jest z tymi 78 79 czy one sa w zupelnosci wystarczajace do ukladow audio typu przedwzmacniacze , filtry czy lepiej wykozystywac lepsze rozwiazania i jesli tak to jakie . Jak to jest odnosnie wzmacniaczy mocy , normalne mostki czy na szybkich diodach choc niektorzy pisza ze to jeszcze gorzej , tak samo filtry zasilacza zbudowane z kilkudziesieciu kondow- ma to sens waszym zdaniem ?

[raven1985]

Panowie wiec jak to jest z tymi 78 79 czy one sa w zupelnosci wystarczajace do ukladow audio typu przedwzmacniacze ,

Ja dostosowuje rozwiązanie do potrzeb w większości są wystarczające.

Jak to jest odnosnie wzmacniaczy mocy , normalne mostki czy na szybkich diodach choc niektorzy pisza ze to jeszcze gorzej

Normalne lub soft recovery + "gasiki" . Im szybciej przełączasz duże prądy tym jest głośniej .

tak samo filtry zasilacza zbudowane z kilkudziesieciu kondow- ma to sens waszym zdaniem ?

Ja stosuje 4 kondensatory bo umożliwiają rozdzielenie prądów ładowania od wyjściowych :) Wiele kondensatorów ma sens jak masz niską obudowę

[ZIG ZAK]

No wlasnie zawsze uwazalem ze te 78 79 sa w zupelnosci wystarczajace a tu taki zonk . Rozumiem ze do potrzeb o jakich pisalem nie ma sensu stosowac niczego lepszego ? "gasiki":???:

---------- Post dodany o 22:40 ---------- Poprzedni post o 22:22 ----------

Ja stosuje 4 kondensatory bo umożliwiają rozdzielenie prądów ładowania od wyjściowych :)

Masz na mysli topologie pcb ?

[raven1985]

Rozumiem ze do potrzeb o jakich pisalem nie ma sensu stosowac niczego lepszego ?

Chyba że to jakiś hi-endowy dac w którym S/N dobija do 130dB wtedy trzeba się postarać :)
Poczytaj tutaj:
http://www.synaesthesia.ca/LNschematics.html
Jakie zasilanie stosuje do pre które ma 0.32nV/sqrt(Hz) !
http://www.synaesthesia.ca/images/HPS51-NOISE.png

"gasiki"

Kondensatory/RC równolegle z każdą diodą mostka :)

Masz na mysli topologie pcb ?

Rozdziela s się te kondensatory rezystorami 0.22, masę transformatora do pierwszych a masę wyjściową do drugiej parki.

[SP7LZA]

Raven dzięki .
Dzięki twojej sugestii zmieniając wartość rezystora w sprzężeniu zwrotnym uzyskałem 10dB teraz mam we wzmacniaczu mikrofonowym przy wzmocnieniu 60dB szumy na poziomie -110dB oczywiście mierzone kartą bez tłumików. Spróbuję ten wzmacniacz wpiąć aby sam sobie zmierzył szumy zasilania. Tylko eletrolit w sprzężeniu (ograniczenie dołu ) 4700uF.

---------- Post dodany o 20:30 ---------- Poprzedni post o 15:03 ----------

zrobiłem pomiar ( chyba coś przypaliłem lekko kartę ale jeszcze działa wzrosły jej zakłócenia dostała +30V zenerki w moim zabezpieczeniu dostały zwarcia ale...) używając wzmacniacza 60dB do którego zrobiony był zasilacz podpinając jego wejście ( za pomocą kondensatora 470nF na wejściu 470kom do masy ) do szyny zasilacza szumy w paśmie akustycznym z filtrem 20Hz-20kHz wzrosły z 150uV do 180uV mierzone miliwoltomierzem nie kartą na zakresie 1mV wejście ( podłączone do wyjścia bez obciążenia) . Wychodziło by ,że po wzmocnieniu przypada na szumy z przydźwiękiem 30uV/1000 wychodzi 30nV zastanawiam się czy przy takim pomiarze nie znoszą się.

[SP7LZA]

Irek faktycznie zrobienie w tej konfiguracji zasilacza z opornikiem daje efekty szpilki na spektogramie zmalały o 30dB i mierzone moim miernikiem są juz niemierzalne podłaczone do mikrofonowego ale przez skrętkę co jest niemiarodajne zmalały przyrząd pokazuje ok 10uV pewnie jest mniej.


Raven widzę, że jesteś jak w tej konfiguracji widział byś podłączenie ekrany transformatora i przewodu uziemiającego z gniazdka?

[barmanekm]

Ja takie zasilanie: mostek z "gasikami" (fajne określenie) + CRCRC(C) używam w przetworniku DAC (za tym niskoszumne regulatory dyskretne) można wysoko dobić z SNR. We wzmaku mam CCRCC, ale niestety masy są nierozdzielone, bo tak już miałe na płytce, moge przeciąć ścieżkę, ale nie ma takiej potrzeby bo parametry są zadowalające. Co do układu co Raven zamieściłeś ten Sziklai robi za żyrator aktywny? Po co są induktory 5.n? czy ty tylko do symulacji? Coś podobengo mam w superteddyregu, ale tam jest Fetlington zamiast sziklaia. Szumy ma to potwornie niskie (kilka(nascie) nV, ale dosyć sporą impedancje wyjściową. Jednak nie zauważyłem aby u mnie w DACu lub pre było to jakimś problemem. Mam też shunt salasa, ale nie podłączony. Nie chce mi się, bo wszystko gra ładnie... jak będę jakąś obudowę miał, to wtedy się pobawię.

Co do uzmienia ekranu trafa, to moim zdaniem, jak najbliżej gniazdka i PE. Jest trochę dokumentów na ten temat, np. Jensena, i kilka wątków na DIY: http://www.diyaudio.com/forums/pass-...-issues-2.html ale trzeba poprzeglądać...

---------- Post dodany o 14:51 ---------- Poprzedni post o 14:45 ----------

PS. ten pre gramofonowy co zamieściłeś linki (kiedyś już je przeglądałem), to 84dB SNR przy 64dB wzmocnienia, wciąż robi wrażenie... :) (mierzone dla 1mV)

[raven1985]

Po co są induktory 5.n? czy ty tylko do symulacji?

Tak.

Sziklai robi za żyrator aktywny?

Robi za wtórnik :) albo jak kto woli mnożnik pojemności

[irek]

Po tej dyskusji o szumach zasilania zmobilizowalem sie i wzialem za moj stabilizator +-12V, bo lezy juz kilka miesiecy. Nic specjalnego odniesienie na zenerce, NE5532 BD243/4. Bylo troche pomiarow i zabawy w kompensacje, chyba juz dziala jak nalezy.
Szum:
8uV 10hz-100khz
4uV 20hz-20khz
2uV wazony filtrem''A''
Ripple Rejection >85dB (50hz)
Dropout voltage 1,5V(+); 1,85V(-) dla 100mA

Teraz probuje zbadac szybkosc i za bardzo nie mam jak wytworzyc odpowiednio szybkiego zbocza poboru pradu bo to cholerstwo jest szybkie. Pomysle jeszcze jak zbadac impedancje wyjsciowa i czestotliwosc graniczna.

Uklad jest prosty i o wiele lepszy od popularnych scalonych stabilizatorow wiec nie widze sensu wchodzenia w jakies wieksze dziwactwa. Napiecie odniesienia na zenerce pozwala zejsc z szumem jeszcze nizej, wyglada ze za wartosc szumu odpowiedzialny jest sam opamp i tu ciezko bedzie znalezc cos lepszego.