Rozszerzenie zakresu generacji kitu AVT 2112.

Witam. Nie będę zakładał nowego tematu gdyż moje pytanie dotyczy w/w schematu - AVT2112. http://www.elportal.pl/pdf/k04/08_02c.pdf
Chciałbym rozszerzyć generowany zakres na całe pasmo akustyczne. Po obliczeniach dla f = od ok. 16Hz do ok. 23kHz elementy przybierają wartość :

R od 100k do 68 om przy C = 100nF
lub
R od 220k do 150 om przy C = 47nF

1.Czy te wartości będę spełnią swoje zadanie w przedstawionym układzie?
2.Czy nie lepszym rozwiązaniem będzie zastosowanie dwóch przełączanych kondensatorów i podzielenie generowanego pasma na dwa lub więcej (wolałbym tego uniknąć) ?
3.Czy należy skorygować inne elementy na schemacie?
4.Jaka jest maksymalna częstotliwość uzyskana w tym generatorze? - oczywiście przy małych zniekształceniach ( pytanie do osób które miały styczność z tym układem).

Z góry dziękuję za odpowiedź.

Ad.1 teoretycznie tak, jest to mostek Wiena
Ad.2 Generator może się nie wzbudzić, do poprawnej pracy potrzebne jest odpowiednie wzmocnienie i tutaj bez zmiany kondensatorów nie da się uzyskać niskiej częstotliwości.
Ad.4 co do maksymalnej częstotliwości, to zależy od egzemplarza U1 praktycznie powyżej 8kHz rosną zniekształcenia. Aby osiągnąć 20kHz trzeba zastosować wzmacniacz o większej częstotliwości granicznej np.typu LF, trochę większe szumy

Czy zastosowanie wzmacniacz AD817 będzie dobrym wyborem?
Co do poprawnej pracy układu - jak wyliczyć wartości rezystorów, jakie przyjąć założenia?

Edit :
Nie zauważyłem, że AD817 to chyba pojedynczy wzmacniacz w kostce (czy nie dotyczy to również wspomnianej serii LF?) i wiązałoby to się ze zmianą płytki - pozostaje wybrać coś podwójnego. Może jakieś propozycje od kolegów?

O częstotliwości generatora decydują elementy: R1, R2, C1 i C2.

Zwykle przyjmuje się C1=C2 i R1=R2 (im dokładniej są dobrane elementy dla uzyskania tych równości) tym lepiej.

Jeżeli C1=C2=C i R1=R2=R, to częstotliwość generowana wyraża się wzorem:


$$f=\frac{1}{2*\Pi*R*C}$$

R - w Ohmach
C - w Faradach
Pi - 3.1415926

Dla podanych na schemacie wartości:

$$f=\frac{1}{2\ *\ 3.1415926\ *22600\ \Omega*0.0000000068\ F}\ \approx\ 1035,62\ Hz$$

Oczywiście należy się liczyć z rozrzutem wartości elementów (szczególnie kondensatory) więc elementy trzeba pomierzyć z większej ich ilości, by wybrać te spełniajace nasze potrzeby. Rezystory można dobrać z 1% lub lepszą tolerancją ale kondensatory ze sklepu są z tolerancją 5-10% lub nawet gorzej. Kondensatory o tolerancjach mniejszych niż 5% praktycznie nie występują w handlu.

Można spróbować w miejsce R1 i R2 dać potencjometr podwójny. Szeregowo do każdej sekcji dajemy rezystor określający maksymalną częstotliwość generacji (dla danej pary kondensatorów) a minimalną określi rezystancja całej ścieżki potencjometru plus rezystancja rezystora szeregowo.

Paweł Es. $$\leftarrow$$ Dokładnie - tych założeń i wzorów używałem do wyliczania uzyskanego zakresu.

Paweł Es. wrote:

Można spróbować w miejsce R1 i R2 dać potencjometr podwójny. Szeregowo do każdej sekcji dajemy rezystor określający maksymalną częstotliwość generacji (dla danej pary kondensatorów) a minimalną określi rezystancja całej ścieżki potencjometru plus rezystancja rezystora szeregowo.

Tak właśnie chcę zrobić. Moje pytanie wiąże się z określeniem zakresu wartości R dla których układ będzie poprawnie pracował (nastąpi wzbudzenie).

Przypuszczam, że można przyjąć Rmin=1kΩ i Rmax=1MΩ.

Dla częstotliwości środkowej mostka Wiena z symetrycznymi wartościami elementów, jego napięcie wyjściowe (podawane na wejście nieodwracające wzmacniacza) wynosi 1/3 napięcia wejściowego na mostek (podawane z wyjścia wzmacniacza).

Z tego wynika, że generator się wzbudzi gdy wzmocnienie dla częstotliwości środkowej jest większe od 3 V/V.

Układ z tranzystorem polowym stabilizuje amplitudę sygnału wyjściowego, zmniejszając wzmocnienie wzmacniacza gdy amplituda za bardzo rośnie (bez tego układu amplituda będzie miała tendencję rosnąć aż do nasycenia się wzmacniacza i przebieg będzie po prostu obcięty. Jeżeli napięcie za bardzo wzrośnie to tranzystor jest zatykany ujemnym napięciem z kondensatora C3 (na nim jest pomniejszona o spadek na diodzie D1 amplituda sygnału wyjściowego generatora) i powoduje zmniejszenie wzmocnienia wzmacniacza U1A (kanał tranzystora pracuje jak rezystor regulowany napięciem). Jak napięcie wyjściowe spadnie to tranzystor T1 jest mniej zatkany, rezystancja jego kanału maleje i zmieniają się proporcje rezystancji w obwodzie sprzężenia U1A i jego wzmocnienie rośnie.

W tym układzie jest ważna w miarę dobra współbieżność regulacji rezystancji by nie zmieniała się zbytnio wartość Uwy mostka dla częstotliwości środkowej, by układ regulacji amplitudy był w stanie utrzymać punkt pracy powyżej wzbudzenia i poniżej poziomu zniekształceń (tj. będzie w stanie skompensować wzrost amplitudy generatora nim wyjdzie poza zakres regulacji zmniejszającej wzmocnienie.

Ja Rmin dałbym 3kΩ ze względu na oprność wyjściową wzm.operacyjnego i zmniejszenie pasma (spadek wzmocnienia przy wyższych częstotliwościach).
W aplikacjach podawana jest ch-ka dla obciązęnia 2kΩ. gdzie LF353 ma jeszcze przy otwartej pętli wzm.3 przy 1MHz, a uA758 tylko 250kHz.
zakładając potrzebne min.wzm.100 (zamknięta pętla)
przy LF353 osiągniemy teoretycznie 50kHz a dla uA358 10kHz.
Przy zwykłym wzmacniaczu zjechałbym też Rmax 1MΩ do 300kΩ
Prąd polaryzcji dla 358 ok 3uA, jak dasz np. LF353 (wyprowadzenia te same) prąd polaryzacji 0,2 nA.
Porównanie różnych OP znajdziesz pod adresem:
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/motorola/MC34181.pdf
Jest kostka przy której teoretycznie możnaby uzyskać 100kHz
Pozdrawiam,zbyszek

NE5532 używa się w aplikacjach dźwiękowych w pełnym paśmie akustycznym, ma pasmo przy wzmocnieniu jednostkowym sięgające 10MHz, czyli przy wzmocnieniu 3 ma pasmo ponad 3MHz

http://www.diyfactory.com/data/NE5532%20b.pdf

Impedancja wejściowa mostka dla częstotliwości f0 wynosi 2*R (R=R1=R2), więc dla R=1k wzmacniacz widzi 2k. Dodatkowo NE5532 pracuje poprawnie przy obciążeniach rzędu 600Ω (można go stosować w stopniach wyjściowych sterujacych kable sygnałowe) więc jest zapas.

Teoretycznie generator może śmigać do 5MHz, niestety tylko teoretycznie.
Kiedyś robiłem taki generator i na wyselekcjonowanym MC33078 (BM=16MHz)
47pF i 2kΩ osiągnąłem 1,5MHz podobne do sinus-a, wyżej już zniekształcenia przekraczały 10% i były problemy ze wzbudzeniem.
wtedy musiałem podjechać potencjometrem do kilku kΩ i jak się wzbudził wracałem na 2k.
Próbowałem też z ze zmiennym kondensatorem od starego odbiornika fal długich. Na tranzystorach osiągnąłem ładny sinus do 5Mhz.

Aby układ wzbudzał się bez problemu musi mieć kilkakrotny zapas wzmocnienia, jak układ się wzbudzi, automatyczna reg.wzmocnienia zmniejsza wzmocnienie do ok.3.
Tutaj zaznaczę, że najlepsze parametry (THD<0,001%) wzmacniacza uzyskałem wykorzystując do regulacji wzmocnienia żarówkę telefoniczną 2V20mA.
Włókno tej żarówki zmienia znacznie swoją rezystancje wraz ze wzrostem prądu, było to opisywane na forum.

Dodam, że układ trzeba ekranować, dobrze filtrować zasilanie, przewody do potencjometru i przełącznika C ekranowane, no i pojemności tych przewodów trzeba uwzględnić jeśli pojemność w generatorze jest rzędu kilkudziesięciu pF.
Masz układ możesz eksperymentować, jeśli masz oscyloskop (lub możesz pożyczyć), to możesz zobaczyć efekty swojej pracy, a jeśli chodzi o pomiar zawartości harmonicznych (THD) no to już albo oscyloskop z analizą, albo mienirk THD, pozdrawiam Zbyszek

Dziękuję kolegom za cenne rady. Z końcowym uruchomieniem muszę jeszcze poczekać. Niestety - sklep w mojej miejscowości nie dysponuje podwójnymi potencjometrami. Będę musiał posiłkować się sprzedażą wysyłkową. Póki co zmontowałem układ i przeprowadziłem pomiar z użyciem stałych wartości oporników. Przy R ok. 7k i C - 1n uzyskałem 22,32 kHz (załączone zdjęcie). Zachowanie układu opiszę jak skompletuję brakujące elementy. PW