Leapfrog VCF MSK007 Nachbau

[GKMsound]

Unter "Listing - An was baut ihr denn so" fing es an.
Ich wollte einen möglichst steilen LP-Filter und der Originale ist mir zu teuer und groß.
Ich ging davon aus das es nicht einfach wird das nachzubauen und dennoch packte ich es an.
Die Fehlersuche eskaliert ein wenig, deswegen hier um das "Listing" nicht weiter zu stören....



Leider habe ich ein paar Fehler designet , hauptsächlich Dioden verdreht und fast alle Transistoren
Nachdem ich nun (fast) alle betroffenen Teile richtig verlötet hatte und zurechtgetrimmt ging der LP Filter schon mal sehr sauber.
Nur Feedback/VCA tat nix, also noch D1,D3 und Transistoren Q 12, Q13 richtig rum gelötet.
Nun habe ich aber leider kein Ordentliches Ausgangssignal mehr.
Filter voll auf geht aber der Ausgang ist 10 Vpp beim Eingang 5 Vpp , beim zudrehen der Frequenz bei etwa 1600 Hz bricht das Signal weg und es geht auf -10V am Out.
Bei aufgedrehtem Feedback das selbe auch ohne ein Signal am In.
VCA funktioniert wenn der Filter offen ist.
Ich habe mehrfach alles überprüft und gesäubert, nun weiß ich aber nicht weiter.
Jemand eine Idee was es sein könnte?

Ich habe die Trimmerplatine alleine mal an die Stromversorgung angeschlossen und messe da bei "Mix+/-" schon ein paar mV was eigentlich nicht sein darf. Also auch wieder jlcpcb Schrott?

Das war eine Frage die es zu relativieren gilt.
Natürlich funktionieren die meisten PCB ordentlich, es gab aber durchaus schon Einzelfälle in meinen Bestellungen wo 1 Stk. von 5 eine Macke hatte. Das kann unterschiedliche Auswirkungen haben. Ich hatte mal eine fehlende Verbindung zum Pad z.B. oder stellenweise unverzinnte Kupferpads.
Wo jetzt genau die 200mV bei P22 und 160mV bei P23 herkommen (PCB einzeln am Strom, P14 0,2mV) finde ich vielleicht noch raus:

 

[amesser]

Ich bestelle auch oft und viel bei JLCPB und hatte mit den Platinen an sich eigentlich nie Probleme. Auch Isolationsmessungen zwischen den Leitern waren unweit des GOhm Bereichs. Einzig bei zwei Platinen hatte ich Probleme mit der Lötbarkeit der Pads. Es scheint eine Anlage in deren Pool zu geben, bei der die Pads nach der Herstellung stark oxidiert sind. Wenn man die Alukern-Platinen als Frontplatte missbraucht - Naja also eine Leiterplatte muss jetzt keinen Schönheitswettbewerb gewinnen.

Wo jetzt genau die 200mV bei P22 und 160mV bei P23 herkommen (PCB einzeln am Strom, P14 0,2mV) finde ich vielleicht noch raus

Hmm, kann es sein, das da ein paar Vias fehlen?:

Was mir bei dieser, und übrigens auch vielen anderen Platinen auffällt, ist das die Leiterbahnen ohne Not sehr dünn sind. Auch wenn JLCPB 0.1mm Bahnen kann, so muss man das nicht unbedingt ausreizen. Da spucken einem dann auch Physik und Chemie in die Suppe. Besonders wenn eine Leiterplatte aus unterschiedlich feinen Strukturen besteht, kann es Probleme geben weil an der einen Stelle bereits unterätzt wird, aber an der anderen noch nicht ausreichend Material abgetragen wurde. Das lernt man sehr schnell, wenn man mal selber ne Platine ätzt. Bei so Grobzeugs wie hier gehe ich normalerweise nicht unter 0,3mm. Selbst den RP2040 Microcontroller habe ich mit 0,2mm gerouted (der hat 0,4mm Pitch...) Das gleiche gilt für den Abstand zwischen Kupfer. Weitere Dinge, die man beachten sollte sind z.B. die Größenverhältnisse von Durchkontaktierungen, deren Bohrungen und den angeschlossenen Leitern. Da kommt es gerne zu mechanischen Problemen die dann bei Thermischer Ausdehnung zum Abreißen der Hülse oder des Leiters führen können. Was ich auch oft sehe ist ne schlechte Masseführung. Auch hier ist die Platine wieder ein hervoragendes Beispiel. Es reicht halt nicht einfach am Ende den Fläche auf die Platine zu legen und die zu fluten. Ein Massefläche die von lauter Leiterbahen zerstückelt wird ist wirkungslos.
Man sollte sich vernünftige DRC Regeln im Layoutprogramm konfigurieren und am ende dann auch die DRC Prüfung laufen lassen.

Wer JLCPCB nicht mag dem kann ich Aisler empfehlen, aber nicht über den Preis wundern. Die sind Qualitativ ziemlich gut.

Die markierten sind welche nur ziemlich Kleine:

Ähmm darf man fragen warum? Da ist doch massig Platz. Solche winzigen VIA Bohrungen benutzt man eigentlich nur beim Fan-Out von BGA mit 0,5mm Pitch und weniger. Man muss sich immer klar machen das um so feiner die Strukturen werden, umso höher ist die Fehleranfälligkeit der Platinen und deren Herstellung. Hier merkt man dann den Unterschied: Bei JLCPCB wird sowas einfach durch die Anlage geschoben und gehofft das es passt, wenn du das so zu AISLER gibst, dann darfst du direkt nen Aufpreis für engere Fertigungstoleranzen zahlen.

Da ist alles wie das Programm ausgeliefert wurde.

KiCad weis aber nicht, welchen Fertiger du benutzt Normalerweise geht man so vor, das man sich auf der Webseite des Fertigers die Fähigkeiten anschaut und darauf basieren die DRC Regeln auf sinnvolle Werte einstellt. Wenn man z.B. mal auf die Seite von JLCPCB geht (https://jlcpcb.com/capabilities/pcb-capabilities) dann steht da bei 2-Lagenplatine: "Minimum Via Hole Size 0,3mm". Erstaunlich das die 0,1mm Bohrung bei denen durch die Fertigung ist. Könnte sein, das die die VIA in der Vorverarbeitung vergrößert haben?

Für Alltags 2-Layer-Platinen stelle ich Kicad normalerweise wie folgt ein:

Das reicht locker für 0603 SMD oder 0,65mm Pitch TSSOP. Mit diesen Werten bleibt noch viel Luft für die Fertigung, man muss nicht unnötig kleine Strukturen machen. Wenn man nicht bis an die Limits geht, kann man sein Platine auch mal problemlos bei anderen Fertigern machen lassen. Bei AISLER bekommt man eine gute Vorstellung davon, was "kompliziert" in der Fertigung ist:

PCB Design Rules

AISLER’s PCB Design Rules Last Updated: 13/05/2024 Design Rules The Design Rules for the individual PCB configurations can be found here: 2 Layer 1.6mm HASL Design Rules (2 Layer Blitz/ Budget) 2 Layer 1.6mm ENIG Design Rules (2 Layer HD) 4 Layer 1.6mm ENIG Design Rules (4 Layer HD) 4 Layer...

community.aisler.net

Die markierten sind welche nur ziemlich Kleine:

Ähmm darf man fragen warum? Da ist doch massig Platz. Solche winzigen VIA Bohrungen benutzt man eigentlich nur beim Fan-Out von BGA mit 0,5mm Pitch und weniger. Man muss sich immer klar machen das um so feiner die Strukturen werden, umso höher ist die Fehleranfälligkeit der Platinen und deren Herstellung. Hier merkt man dann den Unterschied: Bei JLCPCB wird sowas einfach durch die Anlage geschoben und gehofft das es passt, wenn du das so zu AISLER gibst, dann darfst du direkt nen Aufpreis für engere Fertigungstoleranzen zahlen.

Da ist alles wie das Programm ausgeliefert wurde.

KiCad weis aber nicht, welchen Fertiger du benutzt Normalerweise geht man so vor, das man sich auf der Webseite des Fertigers die Fähigkeiten anschaut und darauf basieren die DRC Regeln auf sinnvolle Werte einstellt. Wenn man z.B. mal auf die Seite von JLCPCB geht (https://jlcpcb.com/capabilities/pcb-capabilities) dann steht da bei 2-Lagenplatine: "Minimum Via Hole Size 0,3mm". Erstaunlich das die 0,1mm Bohrung bei denen durch die Fertigung ist. Könnte sein, das die die VIA in der Vorverarbeitung vergrößert haben?

Für Alltags 2-Layer-Platinen stelle ich Kicad normalerweise wie folgt ein:

Das reicht locker für 0603 SMD oder 0,65mm Pitch TSSOP. Mit diesen Werten bleibt noch viel Luft für die Fertigung, man muss nicht unnötig kleine Strukturen machen. Wenn man nicht bis an die Limits geht, kann man sein Platine auch mal problemlos bei anderen Fertigern machen lassen. Bei AISLER bekommt man eine gute Vorstellung davon, was "kompliziert" in der Fertigung ist:

PCB Design Rules

AISLER’s PCB Design Rules Last Updated: 13/05/2024 Design Rules The Design Rules for the individual PCB configurations can be found here: 2 Layer 1.6mm HASL Design Rules (2 Layer Blitz/ Budget) 2 Layer 1.6mm ENIG Design Rules (2 Layer HD) 4 Layer 1.6mm ENIG Design Rules (4 Layer HD) 4 Layer...

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[GKMsound]

Es nützt nix wenn der GND zwar irgendwie über die Fläche angebunden ist, der Strom aber nen riesen Umweg über die Platine machen muss, weil die Fläche an kritischen Stelle durch ne Leiterbahn geteilt wird.

Mit den ganzen GND / Masse Punkten lässt sich das messen? Wie? Mit Durchgangsprüfer passt es bei meinem Problemkind....

Habe gerade mal die Spannungen gemessen bei verschiedenen Einstellungen und ich werde nicht schlau daraus.
Es ist nix an den Eingängen angeschlossen.

Freq. max. und Feedback max. = am Out 3700Hz 20Vpp / Vout 14Vpp auf VCA geschaltet = Out -6V / Vout -10V
Freq. max. und Feedback min. = am Out -9V / Vout -10V auf VCA geschaltet = Out 0V
Freq. min. und Feedback max. = am Out -3,3V / Vout -3,3V / Vin -6,6V auf VCA geschaltet = Out 0V / Vout 2,1V
Freq. min. und Feedback min. = am Out -2V / Vout -2,2V auf VCA geschaltet = Out 0V

Vout und Vin ist 0V wenn nix anderes dasteht.
Laut Anleitung alles richtig getrimmt. Versorgungs- und Referenzspannung stimmen.

 

[GKMsound]

Was mir auffällt beim Durchchecken/messen auf der Mainplatine ist:
Vout (VOUTPUT) hat zu Vref (VREF6.5) 143k , zu GND 140k und zu 9V 150k Widerstand.
Das kommt mir verdächtig vor da Vout nirgends Verbindung zumindest zu 9V haben sollte, kann aber auch normal sein (über GND und die Versorgung).

Desweiteren habe ich R40 (4,3k) dummerweise auf einer anderen Ecke der Platine, weg von U3C. Gemessen aber i.O.

 

[GKMsound]

Ok, R40 direkt an den OP (U3C) gelötet Rest von Leiterbahn gekappt.
Grundeinstellung kalibriert, zusammengebaut und angeschlossen.
VCA Offset auf 0V am Out (OUTPUT) kalibriert.
Nun oszilliert es sauber (max. 15Vpp) zwischen max. 4,6kHz und 1,5kHz darunter bricht es einfach ab, Offset bleibt aber 0V am OUT.
Mit Noise (10Vpp) am Input - VCA voll aufgedreht Filtert es sauber bis 1,5kHz runter (12Vpp) weiter runter wird es deutlich leiser.
Noise am Input mit Feedback min. , Freq. Pot. max. macht nur etwa 3Vpp am Out, runterdrehen Freq. Pot. wird der Out noch leiser.
Beim Aufdrehen des Feedb. Pots beginnt wieder die Oszilation aber nur ab 1,5kHz aufwärts.
Ich werde immer noch nicht schlau daraus, bei Frequenzeinstellungen um die 1,5kHz im 2/3 des Reglerwegs abwärts bricht das Feedback (Resonanz) bzw. das Signal weg.

 

[GKMsound]

Die Groundplane ist hier stark durchschnitten

Meine Platine mit den Ein- und Ausgaben sieht wohl auch nicht so rosig aus ...
Werde ich morgen mal GND mit Fädeldraht nachbearbeiten, bin gespannt ob es was besser macht.

 

[amesser]

Meine Platine mit den Ein- und Ausgaben sieht wohl auch nicht so rosig aus ...
Werde ich morgen mal GND mit Fädeldraht nachbearbeiten, bin gespannt ob es was besser macht.

Naja soweit ich Deine Messungen gesehen habe sind das ja statische Fälle gewesen? So schlimm sieht Deine Groundverbindung gar nicht aus. Ich habe mal kurz Deinen Schaltplan überflogen, war mir jetzt aber irgendwie nicht so ganz sicher, was genau der Fehler ist. Vielleicht kannst Du ja nochmal für eine Messung examplarisch beschreiben, wo/wie du gemessen hast und was dabei eigentlich rauskommen sollte. Hast du die Platine nach dem Löten gut gereinigt? Da sind ja ein paar große Widerstände bei, da können Lötrückstände einen Einfluss drauf haben. Was benutzt Du als Flussmittel zum Löten?

 

[GKMsound]

Also ich habe wichtige kritische GND Verbindungen noch mit Fädeldraht verlötet, das ändert leider genau gar nix an den vorigen Messungen und Fehlverhalten des Filters.

Hast du die Platine nach dem Löten gut gereinigt?

Ja einige male mit Isopropanol und Zahnbürste.

Was benutzt Du als Flussmittel zum Löten?

Das im verbleiten standart Lötzinn und "Felder Lötwasser" .

Vielleicht kannst Du ja nochmal für eine Messung examplarisch beschreiben, wo/wie du gemessen hast und was dabei eigentlich rauskommen sollte.

Gemessen wurde an den Platinen am zusammengebauten angeschlossenen Modul.
Am OUT ist ein simples Oszilloskop und die Spannungen wurden mit einem Multimeter gemessen.
Bei den Messungen erwartete ich etwas zu finden was das Abbrechen der Filterleistung erklärt.
Wie die Spannungen optimal im funktionierenden Modul sein sollten weiß ich leider nicht.

Das Problem besteht darin das "VOUTPUT" (Feedback Selbstoszillation) ab 1500 Hz abwärts (mit Frequenzpoti geregelt) einfach abricht.
Im VCA Modus mit Noise-Signal am "INPUT" funktioniert der Filter wunderbar ab 1500 Hz aufwärts (mit Frequenzpoti geregelt, VCA Regler voll auf).
Es gibt also kritischen Punkt bei der Frequenzeinstellung = "VCLIN" gemessen +7,57V.
"VCLIN" bei max. Frequenz (Poti voll auf) = +4,16V ,
bei min. Frequenz (Poti ganz nach links gedreht) "VCLIN" = +8,9V gemessen auf der Platine mit IN/OUT und IC10 .

Im Feedbackmodus mit min. Feedback (VCA-Regler ganz zu) filtert der LP das eingehen Noise Signal (10Vpp) einwandfrei bis ganz runter, ist aber am "OUTPUT" viel leiser (4Vpp) auch bei voller Frequenz.

Das VCA (Feedback) Steuersignal "CC" ist bei Poti auf rechts = -9,85V und bei Poti ganz links (VCA zu) = -10,5V.
Das "CC" Signal ändert sich nicht wenn sich "VCLIN" (Frequenz) ändert.

Offset Trimmer sind optimal eingestellt und Offset am OUT ist etwa 0V.

Ich hoffe ich konnte das ganze verständlich beschreiben...

 

[GKMsound]

Weises Rauschen am IN, Schalter auf Feedback klingt dann so :

Anhang anzeigen NoiseIN-Filterauf-Feedauf-Filterzu.mp3
Frequenz zu ----------------------------------- auf, Feedback auf, Frequenz ---- zu


Anhang anzeigen NoiseIN-Feedauf-Freqaufzu.mp3
Feedback voll auf, Freqeunz zu ----------------------- auf ------------------------------- zu

 

[amesser]

Ich hoffe ich konnte das ganze verständlich beschreiben...

Deine Messungen schaue ich mir heute Abend dann nochmal im Detail an.

So, habe mir mal die Leapfrog-Beschreibung reingezogen. Ich vermute, das einer der Integratoren bei Dir nicht richtig funktioniert. Das könnte an den Konstanstromquellen aber auch an was anderem liegen. Als ersten Schritt würde ich den Filter in Selbstoszillation bringen. und dann mal mit dem Oszi alle Integratorausgänge anmessen. (VINTA bist VINTE) Da muss überall eine entsprechende Sinuswelle zu sehen sein.

 

[GKMsound]

Als ersten Schritt würde ich den Filter in Selbstoszillation bringen. und dann mal mit dem Oszi alle Integratorausgänge anmessen. (VINTA bist VINTE) Da muss überall eine entsprechende Sinuswelle zu sehen sein.

Ja so ist es, sieht überhall sauber aus wenn der Feedback-Poti nicht allzu weit auf ist,
gemessen VINTA = 8,2Vpp, B = 7,8Vpp, C = 10,2Vpp, D = 13,6Vpp, E = 11Vpp.

VINPUT (P7) hat auch den Sinus mit 10Vpp .

TC-A bis TC-E (P2 - P6) haben alle genau die gleiche Spannung (6,36V).

Eigentlich alles gut bis auf das der Sinus plötzlich wegbricht wenn ich die Frequenz zu drehe.
Für mich sieht es so aus als ob der VCA (IC6A) plötzlich ein ganzes Stück zu macht wenn der gewisse Punkt (bei 1500Hz) beim Frequenz Regler unterschritten wird.

 

[amesser]

Eigentlich alles gut bis auf das der Sinus plötzlich wegbricht wenn ich die Frequenz zu drehe.
Für mich sieht es so aus als ob der VCA (IC6A) plötzlich ein ganzes Stück zu macht wenn der gewisse Punkt (bei 1500Hz) beim Frequenz Regler unterschritten wird.

Der VCA sollte aber keinen Einfluss auf das Filterverhalten haben, wenn Du Rauschen durchschickst. Wenn ich Dich richtig verstanden habe, dann kommt aber auch vom Rauschen unterhalb von 1.5kHz nix an? Die nächste Schritte die man machen könnte bräuchten einen Spektrumanalyzer. Also ne Soundkarte + Irgendeine Software die Rauschen ausgeben und gleichzeitig Aufnehmen und Spektrum anzeigen/Rechnen kann. Unter Linux wäre da

JAAA [Linux-Sound]

wiki.linuxaudio.org

das Tool meiner Wahl, eventuell taugt aber

Friture

friture.org

auch was. Dann würde ich:

• Das Modul als reinen Filter konfigurieren, also den Schalter auf Feedback und das Feedback ganz auf null drehen. Damit sollte das Audiosignal nur durch den Filter gehen. Das von Soundkarte /Interface erzeugte Audiosignal durch das Modul schicken und am Ende wieder zurück in den PC (Bei Soundkarte auf den Pegel achten) . Mit der Filterfrequenz spielen. Im Tool sollte man dann die Filterkurve wiedererkennen. Wenn nicht, dann passiert der Fehler bereits vor dem VCA. Man kann das Audio Interface dann Schritt für Schritt an die verschiedenen Stellen dranklemmen und die Spektren vergleichen. D.h. VOUTPUT, VINTE-VINTA, VINPUT
• Was man auch machen könnte ist die Integrator Phasen während der Selbstoszillation zu prüfen. D.h. man legt am Oszi auf den einen Kanal VINPUT und auf den anderen VINTA. Da sollte dann Phasendifferenzen ähnlich zu den in Table 5 im Leapfrog PDF sein. Die Selbstoszillation sollte möglichst nahe am Kipppunkt sein, wo es nicht mehr geht.

 

[GKMsound]

Der VCA sollte aber keinen Einfluss auf das Filterverhalten haben, wenn Du Rauschen durchschickst. Wenn ich Dich richtig verstanden habe, dann kommt aber auch vom Rauschen unterhalb von 1.5kHz nix an?

Im VCA Modus wird es viel leiser unterhalb von 1,5kHz Freq.-Potistellung aber ganz weg ist das Signal dann nicht.
Es wird auch weiter runter gefiltert bis wirklich nix mehr durchkommt (Freq.-Poti ganz links).
Der VCA ist ja dann aber voll aufgedreht....

Mit Noise (10Vpp) am Input - VCA voll aufgedreht Filtert es sauber bis 1,5kHz runter (12Vpp) weiter runter wird es deutlich leiser.
Noise am Input mit Feedback min. , Freq. Pot. max. macht nur etwa 3Vpp am Out, runterdrehen Freq. Pot. wird der Out noch leiser.

Das Signal (INPUT) geht ja nur durch den VCA (IC U6A) wenn der es auch entsprechend der CC Steuerspannung durchlässt.
Im Feedback Modus Poti für den VCA ganz links = 0 Feedback, ist das Signal (INPUT) immer viel zu leise am OUTPUT - LP filtern an sich funktioniert aber gut.

 

[GKMsound]

Was mich verwirrt ist das im Original P22 mit "mix-" und P23 mit "mix+" bezeichnet sind obwohl P22 zu OMIX+ und P23 zu OMIX- gehört,
ich habe mir nix weiter dabei gedacht aber vielleicht hat das ja eine Bedeutung.

Angeschlossen ist es auf meiner Platine wie im Original an den Quadratisch markierten Punkten.

Bilder vom Original:

 

[amesser]

ch habe mir nix weiter dabei gedacht aber vielleicht hat das ja eine Bedeutung

Nee, das passt schon. Das mix+/- ist nur ein Text auf der Platine, da haben sdie sich vertan. Man sieht ja am Screenshot das es sich dabei um die Signale omix-/+ handelt.

 

[GKMsound]

Für mich sieht es so aus als ob der VCA (IC6A) plötzlich ein ganzes Stück zu macht wenn der gewisse Punkt (bei 1500Hz) beim Frequenz Regler unterschritten wird.

Weil ja wenn Schalter auf Feedback, Poti 0 Feedback eingestellt, nix durch den VCA geht und der Filter dann sauber klingt und auch LP filtert,
nur ist eben dann das Signal viel zu leise am OUTPUT (IN = 10Vpp - OUT = 3Vpp) .
An VINTA - VINTE zeigt sich dann das entsprechende Signal recht gut (um die 3Vpp) .
Also bei 0 Feedback ist das Signal eindeutig zu leise, auch bei voller Frequenz.
Wenn nun Feedback aufgedreht wird beginnt oberhalb von 1,5 kHz die Selbstoszillation mit mind. 8Vpp am OUTPUT.
Unterhalb dieser Frequenzeinstellung bleibt der OUTPUT bei 3Vpp ohne Resonanz.
Das Verhalten ist auch mit CV Steuerspannungen an den Eingängen gleich.

Im VCA Modus und offenen VCA ist das Signal unterhalb der 1,5kHz Grenzfrequenz noch leiser (1,5Vpp) aber hörbar gefiltert.
Über der 1,5kHz Grenzfrequenz ist das Signal am OUTPUT voll da (10Vpp) wie es sein sollte.

Das nochmalige Reinigen mit Wasser hat nix verbessert.

Das "Jaaa" Tool habe ich installiert aber noch nicht über die Soundkarte nutzen können (Alsa/Pulse) .

 

[amesser]

nur ist eben dann das Signal viel zu leise am OUTPUT (IN = 10Vpp - OUT = 3Vpp) .
An VINTA - VINTE zeigt sich dann das entsprechende Signal recht gut (um die 3Vpp) .

Wenn ich die Schaltung und Beschreibung richtig verstehe, dann sollten an VINTA bis VINTE ähnliche Pegel wie an VINPUT sein ( Eingangsfrequenz ~ 0.73*Filtercutoff) Deswegen wird ja vor jedem LM13700 das Signal 140:1 geteilt. Siehe auch msk-007.pdf Seite 69, rechte Spalte, die Spannungen sind mit einem Eingangssignal von 1V gerechnet.

Vielleicht sollten wir mal einen Extra-Thread für die Fehlersuche aufmachen und die Beiträge dahin verschieben lassen, statt diesen hier zu kapern

 

[GKMsound]

Mit der Filterfrequenz spielen. Im Tool sollte man dann die Filterkurve wiedererkennen. Wenn nicht, dann passiert der Fehler bereits vor dem VCA. Man kann das Audio Interface dann Schritt für Schritt an die verschiedenen Stellen dranklemmen und die Spektren vergleichen.

Man sieht schön den LP-Filter... ich kann da aber nix auffälliges entdecken.

Noise VINPUT VINTA VINTB


VINTC VINTD VINTE


Die Filterfrequenz höher:
VINTA VINTB VINTC


VINTD VINTE VOUTPUT


Morgen werde ich mal ein Sinus durchschicken und die Phasen mit dem Dual-Oszi vergleichen.

 

[GKMsound]

sollten an VINTA bis VINTE ähnliche Pegel wie an VINPUT sein

Ist leider nicht so, ich habe nach dem 1. Bild (Noise VINPUT) die Soundkarte aufgedreht um den Pegel anzupassen.
Bei den nachfolgenden Bildern habe ich nix mehr angepasst.

einen Extra-Thread für die Fehlersuche aufmachen und die Beiträge dahin verschieben

Gerne, wenn das hier noch weiter eskaliert wird es besser sein.

 

[amesser]

Ich schreib schon mal hier rein. Also lt. msk-007.pdf sollte VINTA sogar größer als VINPUT sein. Von daher würde ich mal vermuten, das es irgendwo in der ersten Integratorstufe ein Problem gibt.

• Du könntest mal die Spannung an Pin 1 U1A messen und dabei die Cutofffrequenz verstellen, also durch den 1.5kHz Punkt fahren. Die Spannung an Pin 1 muss ziemlich konstant sein, so etwa -11V. (etwa 1V über den -12V Versorgung). Wenn das nicht der Fall ist, dann ist da was nicht in Ordnung.
• Es kann aber auch der anderen Konstantstromquelle rund um Q1 und U4A liegen. Bei beiden Konstantromquellen gilt, das zwischen Emitter und Basis des Transistors immer ca 0.5-0.6V sein müssen, unabhängig von der CuttOfffrequenz. D.h. Ausgang OPAmp muss ca 0.5V kleiner als der negative Eingang des OpAmps sein.
• Falls die Messungen was ergeben würde ich testweise mal Q1 und/oder Q2 ersetzen. Wenn das nichts bringt könnte auch der TL074 hinüber sein.

 

[GKMsound]

die Spannung an Pin 1 U1A messen und dabei die Cutofffrequenz verstellen, also durch den 1.5kHz Punkt fahren. Die Spannung an Pin 1 muss ziemlich konstant sein, so etwa -11V. (etwa 1V über den -12V Versorgung). Wenn das nicht der Fall ist, dann ist da was nicht in Ordnung.

An U1 Pin 1 habe ich max. -9,82 V , bei min. Cutofffrequenz sind es -10,21V und bei 1,5 kHz etwa -9,9V .
Es sieht also gut aus wenn man bedenkt das zwar +/- 12V Versorgung angeschlossen ist aber durch die Schutzdioden nur +/- 11,2V an den IC's anliegt.

Konstantstromquelle rund um Q1 und U4A liegen. Bei beiden Konstantromquellen gilt, das zwischen Emitter und Basis des Transistors immer ca 0.5-0.6V sein müssen, unabhängig von der CuttOfffrequenz.

TC-A bis TC-E (P2 - P6) haben alle genau die gleiche Spannung (6,36V).

Das war auch beim verändern der Cutoffrequenz stabil. Gemessen an U4 Pin1 habe ich 5,81V was auch stabil blieb.

 

[GKMsound]

Ich habe eben festgestellt das sich an P19 (VCA-Offset = 0V) die Spannung plötzlich um 140mV erhöht wenn die 1,5kHz Cutoffrequenz unterschritten wird. Dabei ist egal wie weit offen der VCA ist. Die VCA-Offset Spannung an P19 ändert sich sonst nicht.
Das finde ich komisch, ist aber vielleicht nur ein Symptom und nicht die Ursache des Problems.
Hier ein Bildauschnitt der Haupt-Platine :

 

[GKMsound]

Was man auch machen könnte ist die Integrator Phasen während der Selbstoszillation zu prüfen. D.h. man legt am Oszi auf den einen Kanal VINPUT und auf den anderen VINTA. Da sollte dann Phasendifferenzen ähnlich zu den in Table 5 im Leapfrog PDF sein. Die Selbstoszillation sollte möglichst nahe am Kipppunkt sein, wo es nicht mehr geht.

Ok so habe ich es mal überprüft, leider weiß ich nicht recht wie ich da die Phasendifferenzen ausmesse :
Blau ist immer VINPUT an P7
VINTA Gelb


VINB gelb



VINTC gelb


VINTD gelb


VINTE gelb


Da es nahe am Kippunkt war schwankte die Amplitude etwas.
Man sieht aber schön das VINPUT (CH2 blau) immer etwas kleiner ist.

 

[GKMsound]

Hier sind noch Bilder von VINTA - VINTE mit einem 740Hz Sinus am In
Cutoff-Frequenz ist auf 1,5kHz und Feedback 0
VINPUT immer blau
VINTA


VINTB


VINTC


VINTD


VINTE

 

[GKMsound]

Und weil es so schön ist noch mehr Bilder, dieses mal mit 740Hz Sinus am IN (blau) und VINTA (gelb) beim zudrehen der Frequenz ohne Feedback.
Frequenz voll offen, nachfolgend immer mehr zu:

 

[GKMsound]

Leider zeigen die Bilder alle nur die Symptome aber nicht so gut WO der Fehler ist.
In den 2 letzten Bildreihen ( bei Feedback 0 ) ist gut zu sehen das schon bei VINTA der Pegel zu niedrig ist wenn ich davon aufgehe das er höher als VINPUT sein sollte.
Zusammen mit dem :

an P19 (VCA-Offset = 0V) die Spannung plötzlich um 140mV erhöht wenn die 1,5kHz Cutoffrequenz unterschritten wird.

ist der Fehler wohl gefunden. Wo ich jetzt ansetze um es zu korrigieren weiß ich nicht.
Ich werde wohl mal eine 2. Main-Platine fertig löten und sehen wie es dann funktioniert.

 

[amesser]

Vielen Dank für die Bilder. Ich schaue es Montag nochmal genauer an. Hab das Wochenende Familienbesuch.

 

[amesser]

Also die Selbstoszillation sieht in Ordnung aus. Man sieht auch schön die zunehmende Phasenverschiebung von Integrator zu Integrator. D.h. die Spitze des gelben Signals wandert immer weiter weg von der Spitze des blauen Signals bis sie direkt über dem Tal des blauen Signals liegt ( Das wären 180° Phasenverschiebung)

In den 2 letzten Bildreihen ( bei Feedback 0 ) ist gut zu sehen das schon bei VINTA der Pegel zu niedrig ist wenn ich davon aufgehe das er höher als VINPUT sein sollte.

Oder der Filter tut seine Arbeit Wenn der Cutoff unter das eingespeiste Signal geht, dann sollte die Amplitude ziemlich schnell abnehmen. Der Filter ist ja extrem steil. Die Frage wäre jetzt, bei welchem der vielen Bilder der cutoff bei den 1.5 kHz war.

Zusammen mit dem :
ist der Fehler wohl gefunden. Wo ich jetzt ansetze um es zu korrigieren weiß ich nicht.
Ich werde wohl mal eine 2. Main-Platine fertig löten und sehen wie es dann funktionier

die Spannung plötzlich um 140mV erhöht wenn die 1,5kHz Cutoffrequenz unterschritten wird.

Das ist schon etwas merkwürdig. Hast du mal am VCA (U6A) die Spannungen an den Pins 3 & 4 nachgemessen? Man könnte auch mal prüfen, ob sich CVLIN so verhält wie sie soll, also wenn man den Cut-Off durchfährt. Möglicherweise gibt es auch ein Problem mit den +-12V Versorgungen. Bleiben die stabil beim Durchfahren der Cutoff-Frequenz?

 

[GKMsound]

Die Frage wäre jetzt, bei welchem der vielen Bilder der cutoff bei den 1.5 kHz war.

Ohne es sicher sagen zu können denke ich das im Bild :

die Grenzfrequenz bei etwa 740Hz war.

Das 1.Bild in Beitrag #25 zeigt 740Hz Sinus am IN (blau) und VINTA (gelb) die Filter-Frequenz maximal offen:

Frequenz voll offen, nachfolgend immer mehr zu:

Das ist schon etwas merkwürdig. Hast du mal am VCA (U6A) die Spannungen an den Pins 3 & 4 nachgemessen? Man könnte auch mal prüfen, ob sich CVLIN so verhält wie sie soll, also wenn man den Cut-Off durchfährt. Möglicherweise gibt es auch ein Problem mit den +-12V Versorgungen. Bleiben die stabil beim Durchfahren der Cutoff-Frequenz?

Also die Versorgung bleibt stabil bei +/- 11,2V.


CVLIN ändert sich beim drehen von Freq.-Poti gleichmäßig.

kritischen Punkt bei der Frequenzeinstellung = "VCLIN" gemessen +7,57V.
"VCLIN" bei max. Frequenz (Poti voll auf) = +4,16V ,
bei min. Frequenz (Poti ganz nach links gedreht) "VCLIN" = +8,9V

Die Spannung an U6A Pin 3 bleibt stabil bei 0V und an Pin 4 kommt ein deutliches Offset (bis über 4V) unterhalb der 1,5kHz Grenzfrequenz.

 

[amesser]

Die Spannung an U6A Pin 3 bleibt stabil bei 0V und an Pin 4 kommt ein deutliches Offset (bis über 4V) unterhalb der 1,5kHz Grenzfrequenz.

Ok, das darf nicht sein. Möglicherweise ist der LM13700 kaputt oder es gibt irgendeine unerwartete Verbindung auf der Patine. Was passiert an Pin 1 & 2 am kritischen Punkt?