Jump to content

DC servo


Recommended Posts

Beste,

 

Ik wil eens wat meningen en ervaringen delen. Ik schrijf mijn bericht dusdanig dat ook mensen die niets met techniek hebben het nog snappen.

 

Zoals we weten heeft nagenoeg elke bron (cd speler, dvd speler etc.) iets nodig in de uitgang om gelijkspanning te blokkeren. Dit is nodig omdat DAC's chips en ook s'ommige opamps altijd een beetje gelijkspannings component bevatten. Een condensator of Elco heeft als eigenschap wisselspanning (AC) door te laten en gelijkspanning (DC) te blokeren. Daarom dus hebben negen van de 10 audiouitgangen een elco in de signaalweg. Zo'n elco tast het muzieksignaal aan. Letterlijk alles gaat er doorheen. Daarbij vormt een elco in combinatie met de ingangsimpedantie van de ontvanger ook een filter. Het liefst zouden we dus helemaal geen elco in de signaalweg hebben. Maar hoe komen we dan van het gelijkspannings component af? Juist een DC servo schakeling :). Op zich niet moeilijk om te maken als integrator in de feedbackloop. Een DC servo is krom gezegd een schakeling (met een opamp meestal) die de uitgang in de gaten houdt. Bij gelijkspanning (of elke wisselspanning frequentie onder de 0,5Hz. of lager) stuurt deze schakeling ditzelde signaal in tegenfase naar de uitgangsversterker. Het resultaat is dat het DC component op de uitgang nagenoeg nul blijft.

 

Mijn vraag is, waarom doet niet elke fabrikant dt op deze wijze? Zo duur is het niet, en volgens mij is een 5534 al snel genoeg. De nadelen die ik kan verzinnen is dat de servo niet snel genoeg is en dingen die geen gelijkspanning zijn daardoor kan zien als gelijkspanning. Een tweede nadeel is dat ie in je feedbackloop zit, en daardoor een negatieve invloed op de klank kan hebben.

 

Ik ga zelf verschillende DC servo schakelingen bouwen en vergelijken met de beste condensatoren in de uitgang.

 

Wat vinden jullie, DC servo of condensator? voordelen en nadelen?

 

 

Groeten,

Bas

Link to comment
Share on other sites

Beste bas,

 

Alles "heb se voors en se teges". Voor een DC sevo heb je helemaal geen snelle opamp nodig, hij hoeft slechts langzaam te regelen. Wat die servo n.l. doet is off-set wegregelen. Zou dat te snel gaan dan heeft dat laagverlies tot gevolg. Gaat het te langzaam dan heb je ook lange tijd een flinke off-set aan de uitgang.

 

Klankmatig zit zo'n servo alleen voor hele lage frequenties in de signaalweg maar niet voor hogere. Het heeft dus zeker voordelen. Maar ja een elco'tje is altijd nog een stuk goedkoper.

 

;)

Link to comment
Share on other sites

Bas, Ik hou het toch liever op een goeie condensator. Vaak is de simpelste manier de beste. Helaas wordt er vaak maar wat meuk in de uitgang geplaatst. Dat is goedkoper. Het liefst zou ik het willen zien dat er al in het ontwerp rekening met de waarde van de condensator gehouden wordt. Nu is dat meestal een stiefkindje en wordt de waarde vaak erg hoog gekozen om ook het laag weer te kunnen geven. Als je het ontwerp zo aanpast dat daar een high quality MKP (Mundorf, Audyn Cap oid) in kan, met een waarde rond de 1

Link to comment
Share on other sites

Beste bas,

 

Alles "heb se voors en se teges". Voor een DC sevo heb je helemaal geen snelle opamp nodig, hij hoeft slechts langzaam te regelen. Wat die servo n.l. doet is off-set wegregelen. Zou dat te snel gaan dan heeft dat laagverlies tot gevolg. Gaat het te langzaam dan heb je ook lange tijd een flinke off-set aan de uitgang.

 

Klankmatig zit zo'n servo alleen voor hele lage frequenties in de signaalweg maar niet voor hogere. Het heeft dus zeker voordelen. Maar ja een elco'tje is altijd nog een stuk goedkoper.

 

;)

Beste Pjotr,

 

Das waar. Jij bent dus voor een DC servo? Ik denk ik ook. Je moet dus een opamp hebben die niet te traag is, en niet te snel. Een AD797 is dan denk te snel. Misschien een opa604? of een 2132/34?

 

Het is dan toch heel frapant dat cd spelers tot wel 8000 euro nog steeds goedkope electrolyten in de signaalweg hebben ;)

 

Groeten,

Bas

Link to comment
Share on other sites

Bas, Ik hou het toch liever op een goeie condensator. Vaak is de simpelste manier de beste. Helaas wordt er vaak maar wat meuk in de uitgang geplaatst. Dat is goedkoper. Het liefst zou ik het willen zien dat er al in het ontwerp rekening met de waarde van de condensator gehouden wordt. Nu is dat meestal een stiefkindje en wordt de waarde vaak erg hoog gekozen om ook het laag weer te kunnen geven. Als je het ontwerp zo aanpast dat daar een high quality MKP (Mundorf, Audyn Cap oid) in kan, met een waarde rond de 1
Link to comment
Share on other sites

Je moet dus een opamp hebben die niet te traag is, en niet te snel. Een AD797 is dan denk te snel. Misschien een opa604? of een 2132/34?

Hoi Bas,

 

Nee, een gewone (en niet dure) OP27. Die opamp moet vooral ruisarm zijn en zelf een lage offset hebben EN unity gain stable als de condensator in de feedback van de opamp zit.

 

;)

Link to comment
Share on other sites

Je moet dus een opamp hebben die niet te traag is, en niet te snel. Een AD797 is dan denk te snel. Misschien een opa604? of een 2132/34?

Hoi Bas,

 

Nee, een gewone (en niet dure) OP27. Die opamp moet vooral ruisarm zijn en zelf een lage offset hebben EN unity gain stable als de condensator in de feedback van de opamp zit.

 

;)

Beste Pjotr,

 

De OP604 is unitygain stable, maar heft geen uitmuntend lage voedingsruis. Een OP27 is cheap en heeft een lage voedingsruis. De AD8610 heeft een extrem lage voedingsruis, misschien is dat wat?

 

Ik denk dat 0,22uF in de feedbackloop en 0,22uF naar massa al een goede waarde geeft.

 

Groeten,

Bas

Link to comment
Share on other sites

Proberen Bas,

 

Denk dat je weinig verbetering hoort bij wat anders dan een OP27. Maar zonder compleet schema is het lastig discussieren. Pas wel op als je twee condensators gebruikt. Bij een verkeerde keuze kan dat gaan oscilleren. Grote in de feedback voor de hoofdregeling, kleintje ervoor om hogere frequenties uit de opamp te houden.

 

;)

Link to comment
Share on other sites

Proberen Bas,

 

Denk dat je weinig verbetering hoort bij wat anders dan een OP27. Maar zonder compleet schema is het lastig discussieren. Pas wel op als je twee condensators gebruikt. Bij een verkeerde keuze kan dat gaan oscilleren. Grote in de feedback voor de hoofdregeling, kleintje ervoor om hogere frequenties uit de opamp te houden.

 

;)

Beste Pjotr,

 

Thanks. Ik wilde al wat schema's online zetten, maar die heb ik alleen als PDF, en ik weet niet hoe ik dat hier krijg :(. Als ik iets voor elkaar krijg zal ik hier plaatsen.

 

Groeten,

Bas

Link to comment
Share on other sites

Hoi Bas,

 

Is eigenlijk een biasstabilisatie van de buis maar het principe is idd hetzelfde. Het gaat in feite om de tijdconstante van de 1M weerstand en de feedbackcondensator van 0,1 uF: T = RC. Je kunt dus niet zomaar stellen dat het van de condensator afhangt. Het hangt ook af van de weerstand aan de ingang van de opamp. Voor een OP27 zou ik die niet hoger kiezen dan 100K en kom je op een C van 1 uF uit.

 

;)

Link to comment
Share on other sites

Klankmatig zit zo'n servo alleen voor hele lage frequenties in de signaalweg maar niet voor hogere.

 

Dat is eigenlijk niet waar. De servo zit er voor het hele bereik, ook al is dat gevoelsmatig niet zo.

 

Voor de hogere frequenties moet de servo-uitgang neutraal staan. Maar het is wel de opamp die dat moet doen. En 'nul' is ook een signaal!

 

Een servo vervangt een enkele koppelcondensator door (minstens) een opamp, een condensator, en een paar weerstanden, die evengoed in het signaalpad zitten, alleen op een iets andere plaats - een plek waar ze door onoordeelkundig gebruik meer kwaad kunnen. Geen wonder dat de ene een C prefereert, de andere een servo. Het hangt er maar vanaf.

 

Een m.i. interessantere oplossing, die de continue tegenkoppellus van een servo doorbreekt, is een PIC met een ADC en een DAC, die de uitgangsspanning continue bewaakt, en via DAC (en ruisfilter) een stabiele offsetwaarde injecteert wanneer nodig.

 

Als ik ooit eens een zeeeee van tijd heb ...

Link to comment
Share on other sites

Hallo Werner,

 

Wbt die uitgang van de opamp heb je gelijk. Hangt een beetje van de opamp af maar de uitgangsweerstand van de opamp is doorgaans wel laagohmig. Bovendien gaat de versterking bij hogere frquenties van de opamp-integrator naar 1 en wordt de uitgangsweerstand erg laag en dat tot ver boven het audiofrequentiegebied. Het signaal ziet dan feitelijk die lage uitgangsweerstand. Meestal zit er achter de opamp ook nog een een behoorlijk grote en hoogohmige verzwakker voor de offset regeling en die staat dan weer in serie met die uitgangsweerstand.

 

Dan nog het verhaal dat de opamp in de tegenkoppeling van de signaalopamp zit. De versterking van de integrator neemt lineair af met de frequentie tot zeer lage waarden. Praktisch gesproken mag je dan wel zeggen dat de invloed ervan erg klein wordt t.ov. de versterkingsbepalende componenten in de tegenkoppeling van de signaal opamp.

 

Dat die opamp wel in de signaalweg zit is dus feitelijk juist maar het is maar een heel klein beetje in het audiofrequentie gebied.

 

De oplossing ADC/MCU/DAC biedt wdb geen soelaas m.i. want de uitgang van een DAC is doorgaans net zo goed een opamp en zit je met hetzelfde. Of je die integrator nu analoog of digitaal maakt maakt dan niet uit.

 

Overigens is bovenstaande geen pleidooi voor het gebruik van dergelijke servo's ter vervanging van koppelcondensatoren. Laat Bas daar maar eens een gehoormaitige uitspraak over doen :D

 

;)

Link to comment
Share on other sites

De oplossing ADC/MCU/DAC biedt wdb geen soelaas m.i.

Oh jawel. Want door programmatie kun je dan de lus voor het grootste deel

van de tijd openen. Het enige waar je dan nog mee zit is het gepast filteren

van de uitgang van de DAC. Dat kan rustig passief.

 

Beschouw het als een periodieke (of wanneer de offset te groot wordt) calibratie

van de versterkeroffset.

 

Maar opnieuw, ik heb het nog niet geprobeerd en mogelijk is het sop de kool niet

waard, of worden er nieuwe praktische problemen geintroduceerd.

Link to comment
Share on other sites

Oh jawel. Want door programmatie kun je dan de lus voor het grootste deel van de tijd openen.

Hallo Werner.

 

Bedoel je hier in feite een hele lage samplefrequentie nemen? Het ingangs signaal moet dan net zo goed gefilterd worden ivb met aliasing. Anders gaat de uitgang "springen". Het is digtaal wel makkelijker om tijdconstanten te maken van minuten of nog veel langer dan analoog. Maar hebben we dat nodig?

 

Dat kun je analoog net zo goed. Uiteindelijk gaat het om de fasemarge bij 0dB rondgaande versterking in de regellus. Voor hogere frequenties kun je extra polen toevoegen zolang ze die fasemarge maar niet verstieren. Die polen kunnen zowel voor de (analoge) integrator als er achter zitten als extra filtercondensatorjes.

 

Uiteinedelijk blijft he een analoog regelsysteem. Denk dat als je dat gedeeltelijk digitaal bouwt je daar weinig meer opschiet in dit geval.

 

Dan denk ik dat je voor de integrator beter een OTA kunt pakken met een flinke condensator aan de uitgang.

 

;)

Link to comment
Share on other sites

Beste,

 

Mmm interessant! Ik denk wel dat werner een punt heeft. Een pic zou je zo kunnen programeren dat ie heel nauwkeurig de uitgang bewaakt. Zo kun je hem ook bevieligen tegen overbelasting etc.

 

Anyway, ik heb mooie formules gevonden om de weerstandwaarde achter de uitgang van de offset opamp te berekenen. Maar het is in dit geval denk ik handiger een stelpotje te gebruiken, zo kun je je de uitgang heel nauwkeurig terugregelen tot 0.

 

Ik wordt hier lichtelijk gefrustreerd, want ik heb mooie schema's maar die zijn in PDF ik weet niet hoe die hier te plaatsen :(

 

Oveigens zijn er wel lieden (oa op diyaudio.com) die fel tegen en servo zijn. Ik ga het snel uitproberen. Bijv. de Benchmark dac-1 is hier een mooi uitprobeer project voor.

 

Groeten,

Bas

Link to comment
Share on other sites

Ik wordt hier lichtelijk gefrustreerd, want ik heb mooie schema's maar die zijn in PDF ik weet niet hoe die hier te plaatsen :(

 

 

Groeten,

Bas

Beste Bas,

 

Je kunt gewoon die PDF-bestanden online zetten en er vervolgens een rechtstreekse link naar toe plaatsen vanuit een posting. Bij degene die dan op de link klikt wordt het bestand dan meteen geopend in Acrobat Reader. ;)

Link to comment
Share on other sites

Een pic zou je zo kunnen programeren dat ie heel nauwkeurig de uitgang bewaakt.

 

Ik wordt hier lichtelijk gefrustreerd, want ik heb mooie schema's maar die zijn in PDF ik weet niet hoe die hier te plaatsen :(

Bas: PIC voor andere taken ... inderdaad.

 

Pjotr: lage samplerate? Niet echt. Lage updaterate van de servo-uitgang wel,

en alleen als het nodig is: een lage offset wordt

niet gecorrigeerd, wel getolereerd. Denk aan de gebroken lus!

 

Bas: de domme methode: zet de PDF mooi op je scherm. Druk ctrl-PrintScreen.

Open PhotoEditor, en doe edit/paste, snij waar nodig, en schrijf weg als gif of jpg.

Link to comment
Share on other sites

Beste,

 

dank jongens. Ik ga wel wat proberen. Ik zet ze wel als foto op een webserver en verwijs ze daarheen.

 

ctrl knoppen etc. heb ik niet, want ik werk met mac :D wat bij jullie ctrl is, is bij mij appeltje :D

 

Ik ga wat proberen. Ik ben eigenlijk heel stout want ik zit in werktijd, maar ik heb geen ruft zin vandaag :(:D

 

Groeten,

Bas

Link to comment
Share on other sites

Beste,

 

En dan nu een tweede plaatje met een formule erbij.

 

p.jpeg

 

R1=1Meg

R3=2,2Kohm

R4= Moeten we berekenen

R5= NC.

R6=2Kohm

R7=1meg

R8=1meg

 

C1=0,22uF

C2=0,22uF

 

Om R4 te berekenen moeten we eerst weten wat het maximale voltage van de Servo moet zijn

 

Vout=(R4/(R3xR6))*(R6+R3)*(Vs+Va)

 

Vs is de offset voltage van de input van de amp. Va is de gemeten DC offset aan de uitgang van de hele schakeling.

 

R4= Vout*R3*R6

----------------------

(R3+R6)(Vs+Va)

 

Omdat elke dac en opamp vaak verschillende DC offset's hebben is het denk ik wijs om R4 te vervangen voor een 200K stelpot. Zo moet het denk ik mogelijk zijn de uitgang tot 0 terug te regelen.

 

Ik vraag me alleen af als je deze schakeling aan de ingang van een voortrap gebruikt, hoe het dan te berekenen. Je weet immers nooit welke DC offset je aan de ingang kan verwachten.

 

Groeten,

Bas

Link to comment
Share on other sites

Nu toch de experts in dit topic zijn verzameld heb ik een vraag. Ik heb ooit de uitgangs-elco's uit mijn cd-speler (Marantz 72se) gehaald en vervangen door een draadbrug. De cd-speler is aangesloten op een Sphinx Project II mk-II.

 

Nu merk ik dat jullie toch kiezen voor een elco (of dc-servo). Heb ik er wel verstandig aan gedaan ze er uit te halen en kan ik beter kiezen voor een goede elco?

 

Kan de Sphinx de eventuele rest aan dc wel goed verwerken?

 

Twijfel :unsure:

Link to comment
Share on other sites

Nu toch de experts in dit topic zijn verzameld heb ik een vraag. Ik heb ooit de uitgangs-elco's uit mijn cd-speler (Marantz 72se) gehaald en vervangen door een draadbrug. De cd-speler is aangesloten op een Sphinx Project II mk-II.

 

Nu merk ik dat jullie toch kiezen voor een elco (of dc-servo). Heb ik er wel verstandig aan gedaan ze er uit te halen en kan ik beter kiezen voor een goede elco?

 

Kan de Sphinx de eventuele rest aan dc wel goed verwerken?

 

Twijfel :unsure:

Beste Pauleappie,

 

Waarschijnelijk heeft jou Sphinx weer een ingangselco's aan de ingangen die gelijkspanning blokt. Zeker weten doe ik dat niet dus dat zul je even na moeten zoeken in je Sphinx. Het kan ook zijn (zoals vele pre's) dat ie geen elco's in de ingang heeft, maar alleen in de uitgang. Het nadeel is dus dat je je gelijkspanning aan de ingang mee gaat versterken, maar aan de uitgang wordt die wel tegen gehouden.

 

Meet in iedergeval eens aan de uitgang van je pre.

 

Ik zeg er eerlijk bij, bij dit topic, dat ik plannen heb om een DC servoprintje te ontwerpen dat algemeen toepasbaar wordt in cd spelers. Echter ga ik dit alleen doen als ik overtuigd ben van de klankmatige kwaliteiten.

 

Groeten,

Bas

Link to comment
Share on other sites

Pjotr: lage samplerate? Niet echt. Lage updaterate van de servo-uitgang wel

== lage sample rate van de uitgang. Of op zijn minst een variabele.

 

Verder ga ik wel met je mee dat een MCU wel handig kan zijn. Je kunt dan bij inschakelen snel de offset wegregelen en later langzaam adaptief gaan regelen wanneer nodig. Offset zaken zijn tenslotte hele langzame thermische drift processen. Blijf er wel bij dat het een beetje schieten met kanon op een mug is en je met een hoop digitale ruis naast gevoelige analoge zaken zit.

 

Aan de andere kant zijn er voor een paar euro mooie MCU'tjes te krijgen (PIC of Atmel AVR) met ingebouwde 10 bits ADC's. Op een lage clockfrequentie maken die weinig herrie.

 

@Bas,

 

Het schema wat je postte heeft weinig versterking. Vraag me dan wel af of offset dan wel zo'n issue is als je opamps gebruikt met lage offset of waarcvan de offset te trimmen is.

 

;)

Link to comment
Share on other sites

Pjotr: lage samplerate? Niet echt. Lage updaterate van de servo-uitgang wel

== lage sample rate van de uitgang. Of op zijn minst een variabele.

 

Verder ga ik wel met je mee dat een MCU wel handig kan zijn. Je kunt dan bij inschakelen snel de offset wegregelen en later langzaam adaptief gaan regelen wanneer nodig. Offset zaken zijn tenslotte hele langzame thermische drift processen. Blijf er wel bij dat het een beetje schieten met kanon op een mug is en je met een hoop digitele ruis naast gevoelige analoge zaken zit.

 

Aan de andere kant zijn er voor een paar euro mooie MCU'tjes te krijgen (PIC of Atmel AVR) met ingebouwde 10 bits ADC's. Op een lage clockfrequentie maken die weinig herrie.

 

@Bas,

 

Het schema wat je postte heeft weinig versterking. Vraag me dan wel af of offset dan wel zo'n issue is als je opamps gebruikt met lage offset of waarcvan de offset te trimmen is.

 

;)

Beste Pjotr,

 

Het schema is maar een voorbeeld. Veel dac's en cd spelers hebben een hogere gain. Ook bijv. de AD1852 en BBPCM1704 hebben relatief veel offset op de uitgang. De uitgangstrap versterkt dat nog eens. i.i.g. teveel vrij op de uitgang te laten. De Benchmarc Dac-1 bijv. heeft zonder blok elco's meer dan 90mV. op de uitgang staan!

 

Daar heb je dus echt een elco of DC servo nodig.

 

Ik ben intussen al hard bezig enkele DC servo's met mute relais schakelingen te maken. Ik hoop dit weekend al iets ter evaluatie mee naar huis te kunnen nemen.

 

Groeten,

Bas

Link to comment
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
 Share

×
×
  • Create New...