Στερεογεννήτρια "Vintage"

[Ακρίτας]

Με καθυστέρηση ενός χρόνου, περίπου, συνεχίζω εδώ το θέμα,

http://www.hlektronika.gr/forum/show...=75011&page=12

από εκεί που το είχα αφήσει, με την κατασκευή δηλαδή μιας γεννήτριας τύπου "Veronica" για εκπαιδευτικούς και πειραματικούς σκοπούς αφού ποτέ στο παρελθόν δεν είχα ασχοληθεί με μια τέτοια κατασκευή. Η αρχική σκέψη ήταν να κατασκευάσω τη συγκεκριμένη γεννήτρια σε τρία "modules", ένα για το στάδιο προέμφασης και προενίσχυσης, ένα για το στάδιο παραγωγής των παλμών και του πολυπλέκτη και ένα για το στάδιο άθροισης και εξόδου έτσι ώστε να μπορώ εύκολα να κάνω αλλαγές. Αυτό που προέκυψε είναι πολύ διαφορετικό από την Veronika, της οποίας το θεωρητικό επισυνάπτω στα συνημμένα για λόγους σύγκρισης.

Τελικά η κατασκευή μου αποτελείται απο δυό μέρη, ένα για το στάδιο παραγωγής του φέροντος των 38 KHz, του πιλότου των 19 KHz, και του πολυπλέκτη με τα αντίστοιχα φίλτρα, και ένα μέρος με τον αθροιστή και το στάδιο εξόδου, Το στάδιο εισόδου και προέμφασης αν και το κατασκεύασα, δεν το χρησιμοποιώ δεδομένου ότι μπροστά θα παίζει ένας υπολογιστής με κάτι σαν το Stereo Tool, οπότε δεν χρειάζεται. Τα θεωρητικά διαγράμματα που θα σας δείξω είναι κάπως ...αφαιρετικά διότι έχω μεταφέρει τα πλήρη, που είναι σχεδιασμένα για το KiCad και είναι κάπως δυσανάγνωστα, σε μια πιο ευανάγνωστη μορφή με το Sheme-it της Digikey. Λείπουν οι τροφοδοσίες και οι πυκνωτές απόζευξης.

Εδώ είναι το πρώτο μέρος:



Επειδή βρήκα σχετικά εύκολα κρυστάλλους στους 38 KHz από τον Εβέη, δεν χρειάστηκε να κάνω μανούβρες με υποπολλαπλασιασμούς και έτσι χρησιμοποίησα το τετραπλό NOR 4001. Η πρώτη πύλη είναι ο ταλαντωτής, η δεύτερη απομονωτής και δίνει στο πρώτο ζευγάρι των πολυπλεκτών που είναι συνδεδεμένοι παράλληλα, όπως επίσης και στην τρίτη πύλη. Η τρίτη πύλη οδηγεί με τους 38 KHz ανεστραμμένους το άλλο ζευγάρι των πολυπλεκτών και δίνει στο φλιπ-φλοπ. Η τέταρτη πύλη παίρνει και αυτή από την έξοδο της δευτέρης και μπορούμε να πάρουμε την έξοδό της από ένα πιν (θα μας χρειαστεί αργότερα). Οι 19 KHz έρχονται από το 4027 που είναι διπλό J-K φλιπ-φλοπ (χρησιμοποιείται μόνο το ένα), και πολύπλέκτης είναι το 4066 ή το 4016. Το κύκλωμα είναι εξολοκλήρου CMOS και τροφοδοτείται με +12V.

Τώρα τα πιο δύσκολα. Οι 19 KHz από την έξοδο του φλιπ-φλοπ περνάνε από ένα L-C band pass φίλτρο και βγαίνουν καθαρό ημίτονο. Η έξοδος του πολυπλέκτη περνάει από ένα φίλτρο low pass πέμπτης τάξης, της οικογένειας Bessel, με συχνότητα αποκοπής τους 76 ΚΗz. Στόχος είναι η καταστολή της 3ης αρμονικής των 38 KHz (114 KHz) που παράγεται από τον τύπο αυτό της πολυπλεξίας (χρόνου). Το φίλτρο ξανασχεδιάστηκε αφού στο αρχικό σχέδιο της Veronica δεν αναφέρονταν οι τιμές των πηνίων του φίλτρου. Η είσοδος του φίλτρου μπορεί να πάρει είτε από την έξοδο των πολυπλεκτών, είτε παλμούς 38 KHz από την έξοδο της τέταρτης πύλης. Η επιλογή γίνεται με jumper.

Ένα θέμα που έπρεπε να λυθεί είναι η διαφορά φάσεως που προκύπτει στις εξόδους των φίλτρων μεταξύ του φέροντος των 38 KHz και του πιλότου των 19 KHz. Για να έχουμε διαχωρισμό στα κανάλια αυτά τα δυο σήματα θα πρέπει να είναι συμφασικά. Το πρόβλημα αντιμετωπίζεται στο επόμενο μέρος.

Συνεχίζεται σύντομα...

[SeAfasia]

μπράβο Γιώργη,
τα L1 και L2 ξέρεις τις τιμές τους;

[Ακρίτας]

Στο επόμενο διάγραμμα φαίνεται το δεύτερο μέρος:



Το σήμα του πιλότου των 19 KHz (καθαρό ημίτονο) οδηγείται στο πρώτο μέρος ενός TL072 ή LF353N, που χρησιμεύει ως απομονωτής. Ο δεύτερος τελεστικός είναι συνδεσμολογημένος ως phase shifter και λειτουργεί με μοναδιαία απολαβή, μπορούμε όμως μέσω του τρίμμερ να μεταβάλουμε τη φάση της εξόδου από 0 έως -180 μοίρες (θεωρητικά, το πραγματικό εύρος εξαρτάται από τις τιμές των εξαρτημάτων). Το σήμα από την έξοδο του δεύτερου τελεστικού οδηγείται μέσω ενός τρίμμερ στον αθροιστή που είναι σχηματισμένος γύρω από την είσοδο του ενισχυτή εξόδου. Εκεί καταλήγει το σήμα του πολύπλέκτη από την έξοδο του φίλτρου. Σύμφωνα με το πρόγραμμα σχεδίασης του φίλτρου η απόκλιση στη φάση για τη συχνότητα των 38 KHz είναι περίπου -70 μοίρες. Στην πραγματικότητα πρέπει να ήταν κάτι παραπάνω, ίσως λόγω της ανοχής στις τιμές των εξαρτημάτων.

Στην έξοδο έχω χρησιμοποιήσει το LM386, που μπορεί να φαίνεται περίεργο, το έχω όμως δοκιμάσει και άλλοτε και δουλεύει καλά.

Τώρα οι ρυθμίσεις...

[Ακρίτας]

μπράβο Γιώργη,
τα L1 και L2 ξέρεις τις τιμές τους;

Κώστα, όπως τα σχεδίασα εγώ είναι 12mH και 22mH.
Πέρίμενε, έχει κι άλλο...

[Ακρίτας]

Για τις ρυθμίσεις χρησιμοποίησα μια γεννήτρια τόνου (λογισμικό, στον υπολογιστή που χρησιμοποιώ και ως πηγή ήχου) και τον απλό παλμογράφο μου.

Στην αρχή ρύθμισα τη φάση του πιλότου ώστε να συμπίπτει με τη φάση του φέροντος. Αυτό έγινε με τη βοήθεια των σχημάτων Lissajous.



Στη δεύτερη σειρά φαίνονται τα σχήματα που παίρνουμε στην οθόνη του παλμογράφου όταν οδηγούμε τις εισόδους X και Υ με σήματα που έχουν λόγο συχνότητας 1 προς 2, ανάλογα με τη διαφορά φάσης τους. Αυτό που θα πρέπει να πετύχουμε είναι το πρώτο σχήμα (το άπειρο). Η δυσκολία είναι ότι το ίδιο ακριβώς σχήμα παίρνουμε και όταν η διαφορά φάσης είναι 90 ή 270 μοίρες.
Για τη ρύθμιση της γεννήτριας έδωσα στην είσοδο του φίλτρου το φέρον των 38 ΚΗz από την τέταρτη πύλη μέσω του jumper και την έξοδό του την έδωσα στο Y του παλμογράφου, χωρίς να είναι συνδεδεμένη στο υπόλοιπο κύκλωμα (μόνο σε μια αντίσταση 15Κ για φορτίο). Το σήμα του πιλότου το έδωσα στην είσοδο X του παλμογράφου από την έξοδο του δεύτερου τελεστικού. Στη συνέχεια ρύθμισα τη φάση του πιλότου ώστε να πετύχω αυτό:



Για την επόμενη ρύθμιση έδωσα στην είσοδο του φίλτρου τον πολυπλέκτη και αφού συνέδεσα κανονικά την έξοδό του στον αθροιστή έδωσα ένα τόνο και ρύθμισα το πλάτος από τον υπολογιστή ώστε στο πάνω μέρος του τρίμμερ εισόδου του LM386 να έρχεται απαραμόρφωτο. Το σήμα του πιλότου θα πρέπει να είναι αποσυνδεδεμένο για τη ρύθμιση αυτή.

Στη συνέχεια αποσύνδεσα το σήμα από τον πολυπλέκτη και αφού σύνδεσα και πάλι το σήμα του πιλότου το ρύθμισα ώστε να είναι περίπου στο
20 %.

Τέλος τα σύνδεσα όλα κανονικά και προχώρησα στις δοκιμές...

[Ακρίτας]

Για τις δοκιμές χρησιμοποίησα έναν υπολογιστή με σκέτο media player, χωρίς κάποια επεξεργασία του ήχου. Όπως έγραψα και στην αρχή θεωρώ περιττό το κύκλωμα προέμφασης, φίλτρου των 15 ΚHz (αυτό είναι απαραίτητο) και προενίσχυσης, δεδομένου ότι αυτά θα τα αναλάβει λογισμικό. Έτσι το κύκλωμα εισόδου απομειώθηκε ως εξής :

για το κάθε κανάλι.

Η γεννήτρια οδήγησε έναν ταλαντωτή κατασκευασμένο προ εικοσαετίας (ίσως και παραπάνω) με το 2N918, διαμορφωμένο με μια πολωμένη BB105:



Από την αρχή έδωσε ήχο καθαρό και γεμάτο. Στο άμεσο μέλλον θα φτιάξω τα απαραίτητα καλώδια για να μετρήσω και τον διαχωρισμό των καναλιών. Κάτι ψιλά βομβάκια που παρατήρησα οφείλονται κατά πάσα πιθανότητα στο "χύμα" της διάταξης δοκιμής:



Είναι λίγο σκοτεινά αλλά από αριστερά είναι το ειδικών αποστολών παλιό HP Omnibook, η γεννήτρια, ο ταλαντωτής και το παλιό αλλά πάντα αξιόπιστο ψηφιακό Sangean.

Και τέλος η γεννήτρια στο κουτί της. Το τροφοδοτικό είναι από τα σκουπίδια (κυριολεκτικά):



Θεωρητικά και πλακέτες είναι σχεδιασμένα στο KiCad. Οι πλακέτες είναι κατασκευασμένες με dry film.
Τώρα ακολουθούν ατέλειωτες ώρες παρέα με το Stereo Tool και φυσικά θα δοκιμαστούν και άλλοι ταλαντωτές όπως για παράδειγμα:

[SeAfasia]

το dummy load που είναι;

[Ακρίτας]

το dummy load που είναι;

Κύττα..κλεφταρματωλός ήμουνα...παλιά .

Αυτόν τον ταλαντωτή πάντως τον είχα βρει σε μια παλιά Τεχνική Εκλογή και των είχε για "ταλαντωτή καλής ποιότητας για έλεγχο κυκλωμάτων διαμόρφωσης", αν θυμάμαι καλά. Ο λαμπάτος ειναι δικιά μου κατασκευή σχετικά πρόσφατη και βγάζει ανέλπιστα καλό ήχο (και δεξιά από το κοννέκτορ υπάρχει πράγματι τεχνητό φορτίο).

[FMTRIKALA]

καλημερα.κανενα σχεδιο απο τον λαμπατο εχουμε???απο σταθεροτητα τι λεει?

[Ακρίτας]

Σταθερός είναι (μην περιμένεις όμως και PLL).

http://www.hlektronika.gr/forum/show...=63322&page=10

Ρίξε και μια γενικότερη ματιά στο σχολιασμό.