Vicol R2R Volume Attenuator σε ρόλο μετρητικού οργάνου

[lemon]

Είχα την τιμή και χαρά να λάβω ως δώρο από τον αγαπητό φίλο Βασίλη (tsip) ένα Dunzup R2R Volume Control.

Αυτό μέσω ρελέδων, χρησιμοποιεί ένα δίκτυο R2R αντιστάσεων τύπου melf και χρησιμοποιείται κυρίως ως παθητικός διενισχυτής (κατά το συγχωρεμένο Σπέρτο) ή παθητικός προενισχυτής. Έχει δυνατότητα είτε απευθείας εισόδου ή τετραπλής μέσω ρελέδων και έλεγχο αυτών (Atmega)

Στην προκειμένη περίπτωση θα χρησιμοποιηθεί ως ενδιάμεσος εξασθενητής, της κατά εξέταση συσκευής (D.U.T) και της συσκευής που θα κάνει σύλληψη του αναλογικού σήματος (ADC), με λίγα λόγια και απλά μεταξύ της συσκευής που θα μετρώ και την είσοδο της EMU0404 που χρησιμοποιώ ως μετρητικό όργανο. Έχει τη δυνατότητα να δεχθεί σε ειδικό άρθρωμα και μπάφερ εξόδου λόγω της υψηλής αντίστασης εξόδου που βγάζει.
Προς το παρόν χρησιμοποιώ ένα xlr ladder attenuator των 10Κ.

Αυτό λοιπόν το κύκλωμα δικτύου melf αντιστάσεων είναι όπως το επισυναπτόμενο σχήμα. Εάν κάποιος θέλει να δει το συνολικό σχεδιασμό εδώ είναι όλη η πληροφορία.

Όπως θα δείτε στο σχήμα το σήμα έρχεται από τα αριστερά διαχωρισμένο για κάθε κανάλι ακολουθεί ένα δίκτυο R2R και κάτι άλλο (μάλλον το shunt που αναφέρεται παρακάτω).
Το σήμα φεύγει προς την έξοδο από τη δεξιά πλευρά του σχήματος και οδηγείται είτε στα πιν εξόδου είτε σε ειδικό άρθρωμα για μπάφερ εξόδου.
Αυτό σύμφωνα με τις οδηγίες λειτουργεί είτε ως R2R είτε ως shunt (ως shunt δεν κατανοώ τι εννοεί).

Λοιπόν η αντίσταση εξόδου είναι σχεδόν σταθερή από 9.75-10.5Κ, αλλά η αντίσταση εισόδου αναφέρεται ότι ποικίλει από 20Κ έως 1Μ εάν η RLoad είναι 1Μ.

Θα παρακαλέσω όποιον το κατανοεί καλύτερα το δίκτυο R2R, να με βοηθήσει να κατανοήσω πως λειτουργεί η αντίσταση εισόδου και τι εννοεί με τη φράση ότι φτάνει στο 1Μ όταν η RLoad είναι 1Μ.

 

[tsip]

Μανολη, μερικες πηγες χρησιμες ως αναφορα
http://www.eijndhoven.net/jos/switchr/index.html

Επισης δες αν θελεις και το μανουαλ του RelaiXed2

http://www.eijndhoven.net/jos/relaixed2/index.html

 

[lemon]

Βασίλη ευχαριστώ για τους συνδέσμους, τους κρατώ προς μελέτη, γιατί όσο το ψάχνω τόσο πιο σύνθετο γίνεται αυτό που ρώτησα.

Να αναφέρω ότι αυτό το κιτ, είναι το ίδιο με αυτό που είχε ανοίξει ως νήμα ο Βασίλης (tsip) με ονομασία B1 + vicol audio r2r volume controller

 

[lemon]

Έχω κάνει κάποια πρόοδο με το πρότζεκτ.

Κυρίως φλάσαρα ένα νέο fw που έδωσε ο Ρουμάνος και βελτιώνει τόσο τη λειτουργία του όσο και τον παραγόμενο θόρυβο.
Έχω φτιάξει και το μπαφεράκι του και ψιλοδιορθώνω τα τροφοδοτικά του για τη δοκιμή.

Έχω ένα θέμα σε 2-3 θέσεις που ψιλοακούγεται κάποιο ρελεδάκι αλλά πιστεύω ότι θα το ξεπεράσω.

Να μια πρόσφατη δοκιμή από τη λειτουργία του νέου fw.

https://www.youtube.com/watch?v=iEkpD-q7fRA&feature=youtu.be

 

[tsip]

Μανολη στο -30/-32 σου ακουγεται το ρελε συνηθως?

 

[kontr]

Lemon εάν θες να το χρησιμοποιήσεις για όργανο και σε ενδιαφέρει πολύ η σταθερή αντίσταση εισόδου τότε η μόνη λύση είναι να το μπαφεριάσεις και στην είσοδο.

 

[lemon]

Πόσο χαίρομαι όταν συνομιλώ με εξαίρετα πρόσωπα...

@ Βασίλης = σωστά κάπου εκεί στα -30/-32, κάπου στα -15 και ένα ακόμη κοντά στο 0dB. Για να το γράφεις το ακους και εσύ, έτσι; Ακούγεται και μέσα στα ηχεία...ελαφρώς, αν και δεν έχω βάλει ακόμη μπάφερ εξόδου.
Βασίλη, έχω την υποψία ότι έχει κάνει ατασθαλίες στα πρώτα, στις τιμές των αντιστάσεων, στα υπέροχα link που μου έδωσες βρήκα τον τύπο που υπολογίζεις τις τιμές των αντιστάσεων συναρτήσει των θέσεων (διαιρέτες) και τις γραμμικότητας που επιθυμείς. Παρατήρησα, σε δύο σχεδιαγράμματα που βρήκα δικά του, ότι κατά καιρούς έπαιζε με τις τιμές των αντιστάσεων.
Σίγουρα κάποια στιγμή, θα ξεκολλήσω όλες τις melf αντιστάσεις, θα τις μετρήσω και θα τις επανατοποθετήσω (ή συμπληρώσω) βάση αυτού του calculator.

Κάποια στιγμή επικοινώνησα μαζί του, γιατί ήθελα να μου ξεκαθαρίσει ότι δεν έχει μπλέξει τα του ελεγκτή (κυρίως τροφοδοσίας) με τους διαιρέτες. ¨Ηταν κατηγορηματικός ότι η σχεδίαση είναι απολύτως παθητική στο R2R δικτύωμα και μάλιστα με χωριστές γειώσεις ανά κανάλι (είναι αλήθεια αυτό το είχα δει ήδη) και η τροφοδοσία επουδενί δεν ανακατεύεται παρά μόνο για τη λειτουργία του ελεγκτή και της οθόνης.

Αυτό που έχεις τι ρελέ χρησιμοποιεί Zettler ή τα Fujitsu-Tamak..... πως στο καλό λέγονται?

@ Κωστή = έχεις απόλυτο δίκιο αλλά σε πρώτη φάση οι προδιαγραφές του λένε ότι ξεκινά με είσοδο 20Κ μέχρι την τιμή RLoad, να σου πω αυτό το RLoad δεν το έχω κατανοήσει τι εννοεί δηλ. ποια αντίσταση φορτίου βλέπει και εξισώνεται. Σε dac που το έχω βάλει για μέτρηση (δεν έχω ακόμη ανεβάσει μετρήσεις, αλλά το έχω δοκιμάσει) πάει πολύ καλά και έτσι όπως είναι. 'Ισως το βάλω κάτω να μετρήσω αντίσταση εισόδου σε κάθε βήμα του ή επειδή είναι χρονοβόρο για τις 63 θέσεις του, να επιλέγω μία τιμή ανά 10dB.

Έχω ένα ενδοιασμό για χρήση σε ενισχυτή, μετά το τεχνικό φορτίο, εκεί έχω δει κάποια περίεργα αποτελέσματα στο FFT που δεν έχω κατανοήσει το γιατί. Ενώ μου παρουσιάζει πιο χαμηλό κατώφλι θορύβου από τον εξασθενητή που χρησιμοποιώ, κατσαρώνει το "γρασίδι" περιέργως!
Εάν βάλω και μπάφερ εισόδου, για μέτρηση ενισχυτών θα χρειαστεί πολύ ικανό στάδιο εισόδου για να αντέξει υψηλή τάση, έτσι δεν είναι;
Δεν θέλω να τα βάλω όλα μαζί στο νήμα, αλλά ένα ένα, επιλύοντας και μετά το επόμενο βήμα.

Ειλικρινά χάρηκα που σε ξαναείδα να συμμετέχεις στο φόρουμ, μη χάνεσαι!

 

[tsip]

στα ιδια σημεια τα ακουμε ακριβως(30/15/0). κανει ενα τσικι στα ηχεια
Λοιπον αυτο το θεμα υπαρχει και το αντιμετωπιζε και ο ολλανδος(?) με το relaixed το πρωτο. Αν διαβασεις καλα θα δεις οτι αναφερει και αυτος στην δικια του σχεδιαση το φαινομενο.
*ρελεδακια εχω τα zettler αλλα δεν ειναι θεμα, μια χαρα ειναι

 

[kontr]

Να σε καλά Μανώλη. Όταν λέει οτι η αντίσταση γίνεται όση του φορτίου προφανώς εννοεί οτι εαν ακολουθεί ενας προ με αντίσταση πχ 47Κ αυτη θα βλέπεις στην είσοδο στο μέγιστο της έντασης. Οι αντιστάσεις είναι στο περίπου αφού για εφαρμογές ήχου δεν μας ενδιαφέρει τόσο αν το ενα βήμα είναι +1.05 Db και το επόμενο +0.95 Db. Αυτό που έχει πολύ περισσότερη σημασία είναι να είναι ίδια τα δύο κανάλια πράγμα που μόνο με ενα τέτοιο ποτενσιομετρο το καταφέρνεις ειδικά εάν σε ενδιαφέρει και τι κάνει αυτό σε βάθος χρόνου. Ολα τα ποτενσιόμετρα εκτός απο τα τύπο PGA σε βάθος χρόνου χάνουν, ακόμη και τα lader χάνουν λόγω επαφών. Αυτό δεν καταλαβαίνει τίποτα. Τώρα εαν εσυ θες να το βάλεις σε όργανο και θες να εχεις ακριβώς 1 Db βύμα πρέπει να το επανα-υπολογίσεις και επανα-υλοποιήσεις όλο........

--- Αυτόματη συγχώνευση μηνύματος ---

Οσο για τα γκλίτσες των ρελε αυτά δέν μπορείς να τα αποφύγεις με τίποτα, στο δικό μου απλά έχω βάλει ένα μικρο delay ανάμεσα στις δυο εντολές κλεισίματος και ανοίγματος και το έχω μειώσει αλλά και πάλι κάτι ακούς. Ζεις με αυτό εάν θές το απόλυτο ποτενσιόμετρο.

 

[lemon]

Εφόσον τα περιοδικά εμφανιζόμενα glitches, είναι αναμενόμενα δεν υπάρχει λόγος να το ψάχνω...ευχαριστώ και τους δύο για την επισήμανση.

Κωστή ετοιμάζω δύο τέτοια, το ένα πάει καρφί για την αντικατάσταση του pga2311, το οποίο θα το ακολουθήσει ένα Salas DCB1 (έχει φτιαχτεί ήδη).

To άλλο (αυτό εδώ) που μου το παραχώρησε ο Βασίλης, αποφάσισα να το κάνω μετρητικό ακριβώς για αυτό το λόγο που γράφεις ότι έχει μία από τις καλύτερες διατάξεις εξασθένισης με ακριβείας αντιστάσεις melf 0.1% και στα δύο κανάλια (οι οποίες θεωρητικά δέχονται μέχρι και 75V συνεχόμενης τάσης).
Σκέφτηκα ότι μετά τα 63 βήματα και ας μην είναι απολύτως του 1dB, θα έχω πολύ καλή ακρίβεια στις ρύθμιση εξόδου (προσωπικά πάντα τη βγάζω στο περίπου 1Vrms).

Από το calculator = http://www.vaneijndhoven.net/jos/attenuator-calculator/index.html μπορώ να το φέρω και σε ακόμη καλύτερη ακρίβεια, αλλά δεν νομίζω να έχει νόημα.
Ίσως νόημα θα είχε, εάν το κύκλωμα είχε σταθερή αντίσταση εισόδου και μεταβλητή εξόδου με προσθήκη ενός απλού μπάφερ.

Αυτό εδώ έχει το αντίθετο, δηλ. περίπου σταθερή εξόδου και μεταβλητή εισόδου, για αντιστροφή από ότι βλέπω από το calculator θέλει επαναδρομολόγηση του πρώτου ρελέ...

Με την αντίσταση εισόδου έφτιαξα το παρακάτω στο calculator που αναφέρθηκα. Του έχει δοθεί να φτιάξει κλίμακα 6 θέσεων με σταθερή αντίσταση εξόδου. Υπολογίζει τις τιμές των επιμέρους αντιστάσεων στο R2R και λέει ότι θα μας δώσει μια ≈ σταθερή αντίσταση εξόδου από 9,3-9,9Κ., αυτή λογικά είναι η αντίσταση που βλέπει το επόμενο στάδιο, τελικός, μπάφερ, ενεργός προ...
Στην περίπτωση του μετρητικού, εάν το μετρητικό είναι η emu0404 που χρησιμοποιώ, δεν υπάρχει πρόβλημα γιατί αυτή έχει τεράστια αντίσταση εισόδου (1Μ), μπορεί δηλ. να παραμείνει σκέτο το όργανο δίχως ανάγκη για μπάφερ εξόδου.
Μας λέει επίσης, ότι η αντίσταση εισόδου θα είναι μεταβλητή από 16,4Κ περίπου μέχρι 970Κ εάν η RLoad είναι 970Κ. Εδώ το 16,4K μπορεί να είναι κάπως οριακό σε μερικά dac, με λίγο υψηλή αντίσταση εξόδου, αλλά καθώς η κλίμακα θα προχωράει σε πλήρη εξασθένιση, θα πλησιάζει την περίπτωση του 1Μ που είναι το επόμενο στάδιο της emu.

Μάλλον καλό θα ήταν να βάλω ένα στάδιο μπάφερ εισόδου (μόνο για μερικά dac), το οποιο να παρακάμπτεται με απευθείας είσοδο για εκείνα που δεν χρειάζεται και για την υψηλή έξοδο των ενισχυτών, πως το βλέπεις;

 

[kontr]

Μάλλον είναι η μόνη λύση.

 

[lemon]

Απάντηση: Re: Vicol R2R Volume Attenuator σε ρόλο μετρητικού οργάνου

Σε μετρήσεις εξόδου πηγής όπως cd-player, dac δεν παρουσιάζει κανένα πρόβλημα και μπορεί να λειτουργήσει και έτσι όπως είναι δίχως προσθήκη κανενός μπάφερ, αρκεί φυσικά η είσοδος του ADC να είναι μεγάλη, όπως της emu 0404 που είναι 1Μ - διαφορετικά θα χρειαστεί κάποιο μπάφερ εξόδου.

Δίνονται δύο συλλήψεις, προερχόμενες από την έξοδο της ψηφιακής γεννήτριας. Η μία έχει προέλθει με το σύνηθες 10Κ εξασθενητή τύπου ladder που χρησιμοποιώ και η άλλη από το R2R.
Είναι σχεδόν πανομοιότυπες, με την προσθήκη ενός artifact εκεί κοντά στα 8KHz που μάλλον αποδίδεται στο πρόχειρο της σύνδεσης (σε ξύλο, ανοιχτό με πρόχειρη καλωδίωση)...έχουν μια μικρή διαφορά στη 2-3 αρμονική αλλά άνευ λόγου για συζήτηση.

Οπότε όσοι έχετε αυτό το R2R Volume Control, μπορείτε έτσι όπως είναι να το χρησιμοποιήσετε άφοβα σε μετρήσεις εξόδου πηγών. Εάν το έχετε και με προσθήκη μπάφερ ένας λόγος παραπάνω ότι μπορείτε να το βάλετε και στο ADC μιας καλής κάρτας ήχου, δίχως προβλήματα εμπέδησης.

Εκεί που το θέμα με απασχολεί είναι στη μέτρηση ενισχυτή. Και ενώ θα περίμενε κανείς το φορτίο της να μην επηρρεάζει την έξοδο του ενισχυτή, μιας και πέφτει παράλληλα με τα 8 ή τα 4 ωμ του τεχνικού φορτίου (στην πράξη το μεταβάλλει ελάχιστα δηλ. 7,99), εντούτοις έχουμε θέμα.
Οι δύο συλλήψεις που αναφέρονται στη μέτρηση του ενισχυτή προέρχονται με σταθερή τάση εισόδου στον ενισχυτή, με μόνη αλλαγή μερικές θέσεις εξασθένισης του R2R, σε κάποιες θέσεις το κατώφλι θορύβου πέφτει σε κάποιες άλλες (περισσότερες) ανεβαίνει συμπαρασύροντας και τη μέτρηση!

Θέμα υπό διερεύνηση ακόμη, δεν έχω βγάλει επαρκή άκρη, φαίνεται ότι με προσθήκη μπάφερ στην είσοδο βελτιώνεται αρκετά, αλλά έχουμε περιορισμό στην τάση που μπορεί να δεχθεί. Το δοκίμασα με ένα DCB1 στην είσοδο που έχω φτιάξει για τον πρε μου, αλλά υπάρχει σαφής περιορισμός εισόδου (μαξ. την τάση τροφοδοσίας)

 

[dinos]

Μανόλη νομίζω πως στη τελευταία μέτρηση η μικρότερη εξασθένηση οδηγεί τη κάρτα σταδιακά στην υπερφόρτωση και έτσι αυξάνει το συνολικό πόσο παραμόρφωσης που παρασύρει και το επίπεδο θορύβου προς τα πάνω. Μη ξεχνάμε πως οι αρμονική παραμόρφωση ενός τελικού είναι γενικά μεγαλύτερη από την αντίστοιχη των line πηγών. Έτσι το σύνολο της μετρούμενης τάσης είναι κοντά στο όριο εισόδου της κάρτας (μετά τον εξασθενητή). Επίσης είναι φυσικό στις μεγάλες εξασθενήσεις του σήματος να αυξάνει ο θόρυβος εφ’ όσο μεσολαβούν σε σειρά αρκετές αντιστάσεις.

 

[lemon]

Ντίνο κάτι άλλο πρέπει να συμβαίνει, στην τελευταία μέτρηση με την όψη της υπερφόρτωσης περνάει λιγότερο από 1Vrms στον ADC της EMU. Την έχω σταθμίσει με 0dBV στο 1Vrms ακριβώς.

Παρατήρησα ότι την εικόνα της πρώτης μέτρησης του ενισχυτή την πετυχαίνω σε 2 άντε 3 διάσπαρτα σημεία του R2R στο εύρος 0 έως -63dB. Πως το είδα; Έδωσα ένα σήμα στην είσοδο έτσι ώστε να δώσει στην έξοδο μία τάση γύρω στα 2,5Vrms με 8ωμο τεχνικό φορτίο. Άρχισα να ανεβάζω την πλήρη εξασθένιση των -63dB του R2R μέχρι να πετύχω 0 dBV στην κλίμακα του ARTA.
Σε αυτήν την πορεία σε 2-3 σημεία η μέτρηση τείνει να μετρηθεί περίπου σωστά και αμέσως πριν ή μετά χειροτερεύει. Το θέμα είναι γιατί αρχίζει είτε πρωτύτερα είτε μετέπειτα να χειροτερεύει, τι συμβαίνει σε αυτά τα 2 σημεία και καλυτερεύει το μετρούμενο σήμα;

 

[dinos]

Η καλή μέτρηση είναι με στάθμη βασικής συχνότητας -21db (περίπου). Η χειρότερη μέτρηση είναι με στάθμη περίπου -3db (που τη θεωρώ οριακή αν περιμένουμε αρκετές αρμονικές πχ έως 10η αρμονική και σχετικά ισχυρές αρμονικές πχ -70db συγκριτικά με την θεμελιώδη). Όσο αφορά τα σημεία βελτίωσης εντόπισε ποια ρελέ έχουν ενεργοποιηθεί ώστε να δεις αν προκύπτει συνδυασμός με αρκετές αντιστάσεις σε σειρά οπότε η βελτίωση πιθανότατα να προέρχεται από δημιουργία φίλτρου με τις παρασιτικές χωρητικότητες. Επίσης η στάθμιση με το 1Vrms αφορά συνήθως την μέτρηση με ένα καθαρό ημίτονο. Το ίδιο δεν μπορεί να ληφθεί υπόψη όταν μετράμε ενισχυτή διότι τότε υπάρχει η πιθανότητα να έχουμε αρμονικές τις οποίες ένα πολύμετρο δεν υπολογίζει αν δεν έχει αρκετά μεγάλο εύρος συχνοτήτων. Θα σου δείχνει RMS αλλά μέσα στο εύρος συχνοτήτων που είναι γραμμικό και φυσικά για την ευαισθησία που θα έχει.

 

[lemon]

Θέμα συνδιασμού ρελέ είναι Ντίνο, αλλάζει από ότι είδα και αντίσταση και φυσικά παίζει και η χωρητικότητα...είναι το πως έχει συνδιαστεί στο fw η λειτουργία των ρελέ.

Θέλει και καλό μπάφερ εισόδου για να ξεπεραστούν αυτά τα θέματα...οπότε το αφήνω γιατί με την υπάρχουσα λύση (10K ladder) τα πράγματα είναι απλούστερα.

Σήμερα το δοκίμασα ως εξασθενητή στην έξοδο ενός dac και τροφοδοσία ενός τελικού ενισχυτή.
Σίγουρα δεν καλύπτει όλες τις περιπτώσεις, για να αποτελέσει μία λύση για αναλογική γεννήτρια, λείπει το εύρος της τάσης για να καλύψει και μη ευαίσθητους τελικούς, λείπει και το σωστό τετράγωνο για τις περαιτέρω αναλύσεις (περιορισμοί του ίδιου του dac).
Όμως καλύπτει πάρα πολλούς τελικούς και προ.

Πήρα την αναλογική έξοδο της ψηφιακής γεννήτριας της οποίας έθεσα ημίτονο στάθμης -3dB, την οδήγησα στο R2R Volume Control και την έξοδο του R2R στην είσοδο του τελικού. Από κει και πέρα η συνήθης διαδικασία δηλ. τεχνητό φορτίο, διαιρέτης απλός 10K τύπου ladder και ADC μέσω της EMU0404.

Έκανα δύο διπλές δοκιμές, με σήμα εισόδου στον ενισχυτή ≈‰ˆ‰ˆ165mVrms και σήμα εξόδου ενισχυτή προς φορτίο ≈‰ˆ‰ˆ2,55Vrms, ενώ το σήμα προς το ADC ήταν στα ≈‰ˆ‰ˆ0,8Vrms (-1.8dBV) και μία άλλη πιο χαμηλά γύρω στο -16,1dBV. Μάλιστα δοκίμασα και με ενδιάμεσο buffer (DCB1) μεταξύ R2R-ενισχυτή.

Οι μετρήσεις με το μπάφερ ενδιάμεσα ήταν οι πιο καθαρές μετρήσεις (στο Noise Floor) που έχω καταγράψει ποτέ σε αυτόν τον ενισχυτή (η κορύφωση στα 12Κ είναι τεχνούργημα της emu).