Наскоро трябваше да тествам едно устройство за нелинейни изкривявания. Оказа се, че трудно се
намира подходящ генератор - на цифровите им се виждат стъпките, повечето аналогови лабораторни
са подобни на 8038 и правят от триъгълник (гадна) синусоида. Та се наложи да си скова мост на
Вин с крушка. Докарах го до към 30-40 ppm (0.003-0.004 % THD), предимно втори хармоник, и това се
оказа достатъчно за целите на експеримента.

Сега обаче сигурно ще трябва нещо по-добро. В AN-43 на Linear има схема, за която казват че докарва
3 ppm. Въпросът ми е - някой правил ли е подобно нещо и може ли да сподели опит?

С простия мост на Вин настъпих две мотики, докато го докарам: 1. нажежаемата жичка трябва да
свети съвсем леко и 2. кондензаторите имат голямо значение - само пластмасови, никакви керамики.
Като гоня един порядък по-малко кривене, сигурно ще има още мотики...

Подозирам, че разни аудиофили може да са се занимавали с това, но избягвам подобни контакти.

Да кажа само, че тестваното устройство не е нормална електроника и има едновременно огромен
динамичен обхват (>160 dB) и честотна лента (десетки MHz). Тестовият сигнал трябва да е към
няколко KHz, точната честота няма значение - само да е максимално чист.

Или това нещо е от друга планета или ти нещо си в грешка.
160 децибела са 1 микроволт при 100 волта обхват. Иначе казано 28 бита ако трябва да го цифровизираме. И тея мегахерци. Нещо или концепцията ти е грешна или ти се губят понятията. За да свалиш шума до 1 микроволт знаеш ли колко ниско трябва да ти е входното съпротивление и какви мощности ти трябват за да поемеш тея 100 волта за да покриеш обхвата?
Сигурен ли си, че тея 160 децибела на са разделени на няколко подобхвата?

Методи за мерене на ТХД има доста но явно на тебе ти трябва нещо друго.
Ако обясниш каква е задачата може и да ти измислим нещо.

Няма грешка, както казах това не е нормална електроника

Става дума за SQUID - квантов интерферометър, работещ в криогенни условия. Изходният сигнал е периодична функция на входния, а по шумови качества бие всякакви полупроводникови истории с по няколко порядъка.

За целите на тестването всъщност това няма значение, може да се разглежда като усилвател с токов вход. Изходът има различни начини да се приведе до нормално измеримо напрежение, но и това са детайли.

Интересува ме единствено как да направя възможно най-чист генератор на синусоида.

Накакъв LC генератор няма ли да свърши работа, на теория настроен трептящ кръг трябва да извади идеална синусоида?

Не можеш ли на оня горния генератор да му сложиш няколко качествени двойни Т-моста и да резнеш хармониците ?
За активни елементи можеш да ползваш OPA227 например. Ако подпънеш изхода им с генератор на входящ ток THD пада почти 3 пъти. За пасивни - стирофлексни кондензатори и на на практика всякакви металослойни резистори. Използвай кондензатори за поне 7-8 пъти по-високо работно напрежение за да редуцираш ефекта на нелинейностите в диелектрика. Задължително PCB с грамотно опроводяване. И няма как да не стане.

Както ти казах заданието ти не е поставено вярно. Прочети повече за принципите на мерене преди да тръгнеш да пишеш задания за електрооно устройство. За RF SQUID ли става дума? На хелий или на течен азот ти е устройството? Имаш ли създаени условия за мерене? Това устройство не може да работи на бюрото у вас.
Генератор се прави лесно. И параметри му се докарват. Трудно ще се докара под 120 децибела за 2-ри хармоник но и това е възможно. Върпоса е, че не ти трябва в твоя случай. После от другата страна няма какво да направиш с изхода. Затова хората работят релативно.

В какъв диапазон трябва да се променя честотата?
Едит : И за каква амплитуда става дума?

Ще започна отзад напред.

Честотата няма нужа да се променя, една е достатъчна. Прекалено трудоемко е да се правят измервания при различни честоти. Амплитудата няма голямо значение - така или иначе е от порядъка на няколко волта. Сигналът го взимам директно от изхода и през няколко килоома го подавам на устройстово като ток, от порядъка на няколко милиампера p-p. Така че, дали ще е 5 или 15 волта, няма значение.

Pif, прав си - детайлите са много и важни (и силно специфични). Не става дума за разработка на хартия. Не е RF, а DC SQUID, работи или в течен хелий или в криостат (имаме няколко, вкл. dilution, който охлажда до към 10 mK). Колегата написа публикация точно за тази постановка - като я одобрят мога да пратя pre-print, ако ти е интересно.

bateAz, мислих го този вариант с филтрация. Благодаря и за останалите съвети, ще ги имам предвид. А относно платката и опроводяването - изненадващо е, че тия 30-40 ppm ги докарах с пълна импровизация, хвърчащ монтаж, даже с тример за нагласяне на тока през нагреваемата жичка. Ама е ясно, че това е на границата и в следващата версия няма да мина толкова тънко.

t_i_t_o - тази LC група (или друг резонатор...) трябва да е част от някаква активна схема, а там се опира до различни ограничения...

mountaineer, настъпил си мотиката още с ламБата. Не можа ли да попаднеш на с 5-10 години по-нова схема То май е за добро, де.
Както си забелязал: жичката трябва поне да почервенее за да работи. Това харчи мощност, може да я намалиш със свръхминиатюрна лампичка, например от древен електронен часовник, но тогава тя няма да е инертна - руските любители навремето правеха фототелефони с над 1Вт ламБи. Повишената мощност си иска и стъпалото което няма да е най-линейното нещо. Но най-лошото на зачервената жица е якият шум .

В по-новите схеми с Вин се използваше изправител (добре е през буфер), който управлява фотоРезисторен оптрон <-Edit! или полевак. Между другото и биполярният транзистор (особено в обратно свързване) е достатъчно линеен, стига амплитудата да не превишава 5мВ и да няма DC.
Не знам какво ще се получи със съвременните цифрови потенциометри и някой PIC.

Ако не държиш да променяш честотата: с тройна и четворна RC група става по-готино. Желателно е слагането на буфери.

Генераторът с двоен Т-мост е далеч по-добър, всъщност най-доброто от RC, ама пак е за една честота, желателно е мостът да се настрои прецизно и най-добре е да има и ограничение на амплитудата.

LC генераторът за ниски честоти със сигурност ще даде по-добри резултати от всички горепосочени защото трептящият кръг далеч по-добре отсява хармониците. Обаче изчисляването на добър LC генератор е почти алхимия според съвременните разбирания.

Има друг подход, май най-универсален и качествен ама вече отиваме към лабораторен уред: генератор с поне 30 пъти по-голяма фиксирана честота (напр. кварцов, добре е да е аналогов) и LC променлив генератор се смесват в добър смесител - от шотки диоди, през двугейтов MOS до аналогов умножител. Разликата в честотите се отфилтрирва лесно от другите компоненти - супер чист сигнал, другото е въпрос на фантазия. Обаче ако ВЧ-то е преклено по-високо генераторите може да "залепват" един за друг.

Това е всичко което бай Бонго си спомни по темата, дано да е полезно.

Edit2: Стирофлексните кондензатори бяха на почит...

Щом е само една честота, това опростява много проблема. Трябва ти само качествен генератор - т.е. с малък фазов шум (джитер). Втория хармоник се филтрира лесно с нископропускащ или лентов LC филтър от висок ред. Желателно е бобините да са без ферити. Или, ако са с ферити, амплитудата да не е висока. Така може да се постигне почти произволно голямо потискане на втория хармоник - 100-120 дБ. Може да се постигне и много повече, но как може да се измери....
Вариант е да се направи със смесване , както предложи Бонго. Най-добре е генераторите да са кварцови, а смесителят - двойнобалансен. И пак филтър от висок ред в изхода.

Всички предложени вариянти до тук са шумни и нестабилни. Естественно и неприложими. Явно нещо хитро сте измислили след като искате да ползвате някакъв генератор с неясни параметри. Също така този входен резистор генерира толкова шум, че половината занимания са излишни. Това е като да дадеш 500 лева за нощувка в хотел и да ти се свидят 5 лева за такси и да хванеш автобуса за 1 лев.
Какво правите с изходният сигнал от моста? Какво ще измервате?
След като искате нисък шум и за целта ползвате крио инсталации няма как да постигнете такива параметри от стандартни компоненти при стайна температура.
Има хубави транзистори на хитачи с 0.6 нановолта на корен от херц. Тексас имат и хубави операционно с 1.7 нановолта шум. С 2 прецизни генератора на ток и напълно диференциална работа се докарват 140 децибела с голям зор. Не е проблем да се направи хубав генератор но шума си е шум. Всяко разсъгласуване съшо вкарва шумове.
Като начало трябва да се дефинира принцип с точни входни и изходни параметри за да се тръгне към концепция и чак след това схемно решение.
Съмнява ме, че реализацията на супер-дупер-хипер-мега генератор няма да реши проблемите на измерването.

и аз мисля че 160 децибела не е достижимо по никакъв начин в в домашни условия.
но най-чистото в домашни условия е предполагам цифров ддс със поредица филтри зад него.
всички генератори ще ти дадат хармоници, но при ддс хармониците са много по-високо и съответно ще ги резнеш лесно. разбира се и ниски хармоници има, защото резисторите на цапа не са еднакви.
отчитайки това може би по-добре да се ползва пвм а не резисторен цап.

тъй де.
с много зор и пари би могъл да измери до към 135dB, нагоре не се сещам и аз за подходящи уреди.


за 160dB може би генераторите трябва да са ЖИГ даже

Благодаря на всички за отговорите и информацията!

Да, с такива постановки не е лесно. Обикновено се опира до някакво ограничение в електрониката. Тия >160 dB се потвърждават косвено, като разлика на шумовия под и максималния възможен сигнал (както казах по-рано - няколко мА). Изкривяванията са измерими, защото едва ли ще са под 110-120 dB. Освен това в измерването прилагаме един трик, който всъщност е новото.

Шумът на килоомовия резистор не е проблем, защото влиза като токов шум. Така че, колкото по-голям е, толкова по-малко шум вкарва. Ако съвзем закъсаме, имаме и вариант да охладим резистора.

Пак бъркаш понятията. Шума от резистора е проблем. С намалянето на тока намаляш и полезният сигнал. Това, че ти пада шума означава, че пада и сигла ти. Ти имаш константно отношение сигнал/шум и то се определя от входното ти съпротивление и нивото на сигнала което подаваш. Затова ти казах, че трябва да се дефинират правилните параметри.
Хората всячески се опитват да избегнат пасивните компоненти или ако ги има да ги смалят до минимум. Преди години се борихме да свалим шума и се оказа, че трябва на входните съпротивления да разсеем някакви огромни мощности за да докараме динамичният обхват. Там идва проблема и от активните елементи. Затова е по-правилно да смените концепцията на мерене.
Това със замразяването на резистора - ами нали като го замразите ще му се променят параметрите? От няколко килоома да не стане няколко милиома. Ще вземе и той да стане някой свръхпроводник и я втасахте тогава.

ДДС няма да стане. Той е малко битове и много мегахерци. По скоро стабилен клок и Сигма-Делта ЦАП. На АКМ има 124 децибелови с 0.0001 ТХД. Ако му се направи хубав интерфейс може да свърши добра работа. Клоква се на 200 килохерца и може добре да се обезшуми и филтрира.
Нищо не пречи да се формира диференциален генератор на ток и така ще се съгласува директно с устройството.
Другият по-хубав вариянт е ДСД - Дайрект Стрийм Диджитъл. Дори на 4 мегахерца дасе клоква докарва много прилични параметри. (това е предложението за шим-а ама по-ново поколение).

И като цяло според мен правилният подход е да се тръгне по-глобално. Входните и изходни вериги трябва да са едно цяло. Това по средата да бъде сложено в условия на относителност. Това дето ще имаш стабилен генератор и от другата страна стабилен измервател е меко казано несериозно. Най-малкото системата за тариране ще бъде изключително сложна и компромисна.