Mfos VCO

[3456778674]

Ich habe ja eigentlich auch nur den Schaltplan auf Platinen gemacht...

Läuft der DRC ohne Fehler durch?

 

[GKMsound]

Dimension und Stop Mask sind die einzigen Fehlermeldungen und haben nur mit der Beschriftung zu tun.

 

[3456778674]

Ok, dann stimmt die Platine mit deinem Schaltplan überein. Kannst du den (zwecks Kontrolle) mal Posten (als Gif oder PDF ... )?

Das Signal an "RAW" = der Sägezahn, geht von 0V bis +10V. (Hat also keinen negativen Anteil, das gehört also so. )

0V weil: der FET Q1 schließt den Kondensator C6 kurz (Entladephase ), da Pin 3 (der Plus Eingang des OPs) auf Masse liegt, liegt dann auch der Ausgang auf Masse.
Wenige µs später (typ. 10...20) wird der FET wieder hochohmig und der exponierte Strom aus U3 Pin 1 (Kollektorstrom, aus dem rechten Transistor des Paars) lädt den Kondensator auf. Das ganze ist ja als Integrator geschaltet, die linke Seite des Kondensators bleibt auf Masse (das regelt der OP so aus), damit muss die rechte Seite (und der Ausgang) nach U=I/C linear Ansteigen=die schräge vom Sägezahn.
Steigt diese Spannung nun über den Wert, auf den der Komparator U2B vergleicht, dann schaltet der Komparator Q1 (kurz) wieder ein und der Vorgang beginnt von vorne.
Dieser Schwellwert wird per Spannungsteiler R46 und R47 eingestellt, das sind 10V an U2-Pin6. (die kleine Hysterese durch R42/R69 vernachlässigt. )
EDIT: siehe unten, das sind 2V, nicht 10V!

Diese 0 bis 10V Signal müssen extrem stabil sein, also bei allen Frequenzen völlig gleich, sonst stimmt schon da etwas nicht.

 

[3456778674]

Weiter geht das Signal dann in den Dreieck-Former.
Dessen Dimensionierung verstehe ich nicht.
Da kommt doch eigentlich ein 10V Signal, das man 1:1 Verstärkt und 5V runter setzen will. Daszu ist U4A da.

Dann müsste R20 aber einen Wert von 10kOhm haben.
Und an U4A-Pin3 (+Eingang vom OP) müsste man 2.5V einstellen (können). Dazu müsste R6 aber 33kOhm haben.
(Erst) dann kommt am Ramp Ausgang eine Rampe mit +/- 5V raus.

 

[elektrouwe]

Das Signal an "RAW" = der Sägezahn, geht von 0V bis +10V. (Hat also keinen negativen Anteil, das gehört also so. )

doch eher 0..2V, der 2k geht nach Masse. DIe 2V scheinen ja beim 70Hz Oszillogram zu stimmen, aber die 0V werden nie erreicht. Also stimmt was nicht mit dem Integrator reset. Der reset Puls könnte zu kurz sein: was passiert wenn du C17 entfernst ? Als nächstes mal C18 auf 33p vergrößern. Kommst du jetzt näher an 0V runter ?
Hast du den richtigen FET mit der richtigen pin-Reihenfolge drin ?

 

[3456778674]

Stimmt, ist mir auch gerade aufgefallen... dann stimmt der Rest auch:
Der Offset-Verstärker macht dann 9,4V draus und muss 4,7V davon abziehen, macht 0.82V am Plus-Eingang vom OP, das lässt sich mit dem Trimmer auch einstellen...

Hast du den richtigen FET mit der richtigen pin-Reihenfolge drin ?

Da würde ich auch suchen..

 

[Jenzz]

Nabend

Hast Du für C6 wie der Anleitung beschrieben einen Mica- oder Folienkondensator genommen? Das ist an diese Schaltungsstelle wichtig, wegen der Leckströme... Sonst bekommt der FET den Kondensator bei hohen Frequenzen nicht mehr richtig entladen...

Jenzz

 

[GKMsound]

Super, es gibt neue Anhaltspunkte für mich wo ich weiter machen kann.



Ich werde die Kernplatine nochmal komplett neu aufbauen und die vorgeschlagenen Änderungen beachten. Heute wird das aber nix mehr.

 

[GKMsound]

Ich muss noch erwähnen das ich ja nun RAW mit 0,47uF AC gekoppelt habe. Das macht den Offset über die Tonhöhe stabil, verbiegt aber auch die Ramp-form ein wenig.
Desweiteren ist mir aufgefallen das die max. Frequenz bei etwa 8000Hz liegt dann bricht das Signal ab.
Und der Pegel nimmt mit steigender Frequenz zu, was wohl auch nicht optimal ist.

 

[GKMsound]

 

[GKMsound]

Ich hab noch schnell ein Filmchen vom Oszi gemacht was den RMP Ausgang zeigt:

Ansehen: https://youtu.be/l9H_L-9bNg4

 

[elektrouwe]

Na, den Schaltplan & das Layout hättest du ja früher posten können; hätte allen Beteiligten einen Haufen Raterei und Zeit gespart : du hast einen anderen FET verwendet und so wie's auf den ersten Blick aussieht gate und source vertauscht ! Der 2N5486 hat einen viel höheren R_on als der im Original verwendete 2N4391.
Damit kriegst du den 5nF Integrator-C nicht sauber entladen, selbst wenn du den FET richtig rum einlötest. Drehe also erst mal den FET um180° und berichte dann.

 

[3456778674]

Der FET mag nicht besonders brauchbar sein, mit 8mA entlädt er den 4,7nF aber mit 8mA/4,7nF=1,7V/µs. Ganz grobe Abschätzung, aber der lahme TL07x Komparator erzeugt typischerweise einen um 20µs langen Impuls.
=> der Fehler wird allenfalls beim Feinabgleich auffallen.
(Ich habe mal mit den Teilen so eines VCO-Kerns herum-experimentiert: Womit man den Kondensator entlädt ist in guter Näherung scheißegal... FET, gar welcher, bipolar, MOSFET nimmt sich nix. )

Ebenso wird ein ungeschickt gewählter Kondensator nur wenig ausmachen, weniger jedenfalls, als wir hier als Fehler sehen.
(Es gibt überhaupt nur *zwei* Sorten ernsthaft schlechter Kondensatoren, also solche, die nur für spezielle Anwendungen taugen: Elkos und (günstige) hochkapazitive Keramikkondensatoren. C0G bzw. NP0-Keramik-Kondensatoren wären hier allerdings gut geeignet. In bedrahtet spricht allerdings nix gegen Styroflex. Das ist bewährt. )

Ab Sekunde 22 sieht man in dem Video Aliasing. Also ein Artefakt des Scopes. Da muss man die Zeitbasis schneller stellen, um das Signal korrekt zu erfassen.
(Generell sind die Spitzen vom Sägezahn mit so einem Einfach-Scope schwer zu erfassen. *WENN* du je Geld investieren willst: spare auf ein "richtiges" Scope von Rigol, die sind schon richtig brauchbar und auch nicht so viel teurer als die USB-Teile. USB-Scopes finde ich vom Preis/Leistungsverhältnis beschissen. Die mag ich echt nur empfehlen, wenn es hochgradig auf das Packmaß ankommt *und* man sehr genau weiß, was man misst. Und die (mir bekannten) Versuche diverse "Start-Ups" auf Arduino (o.ä) Basis billiger als Rigol zu werden, fand ich auch eher wenig überzeugend. Für das, was sie weniger bieten, sind sie dann doch nicht billig genug, zumal sie m.E. wirklich zu wenig bieten... )

 

[GKMsound]

Na, den Schaltplan & das Layout hättest du ja früher posten können; hätte allen Beteiligten einen Haufen Raterei und Zeit gespart : du hast einen anderen FET verwendet und so wie's auf den ersten Blick aussieht gate und source vertauscht ! Der 2N5486 hat einen viel höheren R_on als der im Original verwendete 2N4391.
Damit kriegst du den 5nF Integrator-C nicht sauber entladen, selbst wenn du den FET richtig rum einlötest. Drehe also erst mal den FET um180° und berichte dann.

Das ist doch nur der Plan... verbaut habe ich nat. den 2N4391.
Es ist das erste mal das ich mit Eagle gearbeitet habe und es gab unzählige Versuche bis ich das jetzige Layout hatte.
Die richtigen Bauteile zu finden fiel mir schwer und da habe ich improvisiert.... Bauteile selber zu erstellen wollte ich mir ersparen.
Also der 2N4391 sollte auch richtigrum verlötet sein.

 

[GKMsound]

ein "richtiges" Scope

Das im Video gesehene Oszi ist ein Teil für 14euro und wenn ich richtig Geld hätte zum investieren würde ich wahrscheinlich kein VCO selber bauen.
Das USB Oszi hatte ich geliehen.
Aber worauf es bis jetzt ankommt ist ja schon ersichtlich geworden: Die 1V/Okt kommen nicht hin und Raw ist nicht stabil bei GND ohne AC Kopplung.

 

[3456778674]

Für 14€ finde ich das schon wieder OK ... aber man muss halt sehr aufpassen keinen Mist zu messen.

Nachdem der FET vom Haken ist[1], kommt als nächstes das Transistor-Paar unter die Lupe.
Da hast du einen selber gebauten, selektierten "Doppel"-Transistor aus zwei einzelnen Transistoren? Oder ist das ein IC?

P.S.: U2A Pin3 liegt auf Masse?
(Das Bild ist ja ohne den Masse-Fill, durchaus sinnvoll, weil man sonst nix anderes mehr sieht, aber daher nicht zu sehen, was auf Masse liegt und was nicht. )

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[1] ich meine, Drain und Source sind verdreht, das ist aber kein Problem, da sie bei diesen FET völlig gleichwertig sind.

 

[GKMsound]

Da hast du einen selber gebauten, selektierten "Doppel"-Transistor aus zwei einzelnen Transistoren? Oder ist das ein IC?

Ich habe einige DIP SSM2210 IC aus China und beim ersten VCO auch mit gematschten 2N3904 getestet was keinen Unterschied ausmacht.

U2 Pin3 ist GND...

 

[3456778674]

Der HF Trim-Trimmer steht auf Mittelstellung?
(Oder auf maximalen Widerstand. )

 

[3456778674]

auch mit gematchten 2N3904 getestet was keinen Unterschied ausmacht.

Da war dann also auch keine Wärmleistpaste über die Pins geschmiert - die kann (muss aber nicht) leitend sein, dass würde die Funktion hier beeinträchtigen.

... und da beide VCOs ja auch noch das gleiche (falsch) machen, spricht das sehr für einen systematischen Fehler im Aufbau.

 

[GKMsound]

Der HF Trim-Trimmer steht auf Mittelstellung?
(Oder auf maximalen Widerstand. )

Ist egal wo er steht es macht nix aus was ich bemerkt hätte, im Moment ist alles fertig montiert im Eurorack. Ich werde aber morgen nochmal einen Kern auf Platine löten und dann auch an gewissen Stellen zum stecken um verschiedenen Werte der Bauteile besser testen zu können.
Gut wäre zu wissen welche Widerstände und Kondis Sinn machen zu ändern. ???

Da war dann also auch keine Wärmleistpaste über die Pins geschmiert - die kann (muss aber nicht) leitend sein, dass würde die Funktion hier beeinträchtigen.

... und da beide VCOs ja auch noch das gleiche (falsch) machen, spricht das sehr für einen systematischen Fehler im Aufbau.

Ich habe Metalloxydpulver https://www.reichelt.de/waermeleitpaste-metalloxydpulver-5ml-spritze-leitpaste-5gr-p10255.html? verwendet ob es leitend ist weiß ich gar nicht. Ich habe es aber nicht auf die Pins gebracht allerdings über beide Pole des Widerstandes.
Sollte es das Problem des Trackings sein wäre ich sehr erleichtert. ?

 

[elektrouwe]

Das ist doch nur der Plan... verbaut habe ich nat. den 2N4391.

ok, ich sehe auf dem Foto, dass du den FET bereits gedreht hattes, er sollte also tatsächlich vom Haken sein. Mit der Expo-Stromsenke hat das aber nichts zu tun, egal ob SSM oder ungematchte Transistoren, selbst nur mit einem R nach -12V muss der core richtig laufen und einen Sägezahn von 0..2V produzieren.
Schliesse mich Nordcores Frage an, ob pin3 vom TL072 wirklich an Masse liegt; das könnte den offset sehr gut erklären...

 

[3456778674]

selbst nur mit einem R nach -12V muss der core richtig laufen

Ein guter Plan, das sollten wir ausprobieren (lassen). Also den SSM2210 U3 raus, U1 (OP275) raus und dann 1MOhm von U3-Pin1 nach -12V "anbauen", das geht dann zwischen Sockel U3-Pin1 und Sockel U1-Pin4.

Der VCO müsste dann so um 1,3kHz (falls ich mich nicht schon wieder verdaddelt habe...) schwingen, wichtiger: genau von 0 bis 2V. Und mit perfekt geradem Anstieg.

(Kontrolle: an U2A-Pin 2 darf man mit dem Scope so gut wie kein Signal sehen können (=0V), nur kurze Peaks beim Sprung des Sägezahns. )

Ziel des ganzen: wir grenzen den Fehler ein:
Schwingt der VCO jetzt wie er soll, dann ist der Exponentiator faul.
Schwingt er immer noch so falsch wie vorher, dann stimmt etwas mit dem Integrator oder dem Reset-Fet nicht.

 

[GKMsound]

Pin3 von U2 hat GND.

Ein guter Plan, das sollten wir ausprobieren (lassen). Also den SSM2210 U3 raus, U1 (OP275) raus und dann 1MOhm von U3-Pin1 nach -12V "anbauen", das geht dann zwischen Sockel U3-Pin1 und Sockel U1-Pin4.

So gemacht und ohne AC Kopplung ist es ein gerader Anstieg:

(Kontrolle: an U2A-Pin 2 darf man mit dem Scope so gut wie kein Signal sehen können (=0V), nur kurze Peaks beim Sprung des Sägezahns. )

Genau so die Peaks sind erst bei Sens: 10mV zu sehen.

 

[3456778674]

Vmin ist aber falsch, die müsste bei 0 V liegen. Der Integrator arbeitet also pefekt, aber das entladen klappt nicht richtig.
Eine anderen FET hast du nicht da, oder?
Ziemlich egal was für einen, Hauptsache n-JFET.

Ansonsten probiere mal die Nadelimpulse am Ausgang des Komparators zu erfassen.

 

[GKMsound]

Na ich habe schon 2 verschiedene PN4391 probiert, hatte extra nochmal welche woanders gekauft und ich bin dabei noch eine Kernplatine zu löten da könnte ich einen 2N5457 nehmen.
Die Frage wo ich was zum stecken löte stellt sich mir noch....

 

[GKMsound]

R28 muß ja an +12V und auf meiner Platine gehe ich zum Pin1 von C8 könnte das kritisch sein?

 

[elektrouwe]

bist du der Frage nach Masse an pin3 vom integrator schon nachgegangen ?

 

[GKMsound]

bist du der Frage nach Masse an pin3 vom integrator schon nachgegangen ?

ja

Pin3 von U2 hat GND.

 

[elektrouwe]

ja

nur mit dem Oszi bzw. Voltmeter gemessen oder tatsächlich mit dem Ohmmeter direkt vom opa pin nach GND ? Mit Ersteren wirst du immer 0V messen.

 

[3456778674]

*Das*

Anhang anzeigen 38833

sieht aus wie das Signal was ich an U2A-Pin2 erwarten würde,

... ich wollte aber das Signal an U2B-Pin7 sehen. (Das muss anders aussehen...)
( ... sorry, hatte ich vorhin am Tablett geschrieben, da ist das alles etwas Mühsamer und daher wohl etwas (zu) knapp geworden...)