Voltage Controlled Amplifier

Alles over zelfbouwprojecten.
Plaats reactie
Bericht
Auteur
Gebruikersavatar
PD0RTT
Berichten: 251
Lid geworden op: 10 dec 2011, 20:04
Roepletters: PDORTT

Voltage Controlled Amplifier

#1 Bericht door PD0RTT »

Ik heb deze schakeling ontworpen, maar nog niet getest.
Graag zou ik jullie mening willen weten.
Met vriendelijke groet van Martin.
VCA.PNG

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2493
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Q!Q

#2 Bericht door PA3DJS »

PD0RTT schreef:Ik heb deze schakeling ontworpen, maar nog niet getest.
Graag zou ik jullie mening willen weten.
Met vriendelijke groet van Martin.
VCA.PNG
Leuk om weer eens wat analoog ontwerp te zien zonder IC's.

Gezien de componentwaarden wil jij hem als LF VCA met "AVR" gebruiken (zeg maar LF automatische volumeregeling). Je trekt de basis van Q2 omlaag, en dan neemt de gain af. Ik heb zo'n circuit voor het laatst op 70 MHz gebruikt (VCA in de IF keten van een ontvanger), Met één groot verschil. Mijn signaal ging op de emitters van Q1 en Q2. Je hebt dan een logaritmisch gain verloop als functie van Vb2-Vb1, met lage vervorming. Jouw circuit geeft eigenlijk alleen lage vervorming als Ic(Q1) = Ic(Q2).

Het nadeel van dit circuit voor LF is dat als de gain moet veranderen, de DC instelling ook wijzigt. Op RF heb je daar geen last van omdat dit buiten de band ligt, maar zo'n DC verandering geeft wel een LF component. Je zult dus aardig met componentwaarden moeten stoeien om een goed gedrag te krijgen bij variatie van de ingangsamplitude. Ik gok dat je wel iets met SPICE aan het simuleren bent.

Voor LF heb ik zulk soort circuits ook gemaakt, maar dan gebruikte ik wel een dubbelzijdige gelijkrichter (helaas wel meer componenten). Als het zonder IC's ging, was Vb1 = Vb2 (eigenlijk gelijke collectorstromen), en door de emitterstroom te sturen van Q1 en Q2 varieerde ik de gain (feitelijk een anders gebruikte enkelgebalanceerde mixer). Dat geeft minder vervorming, maar nog steeds een DC verschuiving. Eigenlijk zou je het dan dubbelgebalanceerd moeten doen, maar dan pak je toch snel een IC (bijv MC 1496). De VCA functie kan natuurlijk ook met een FET.

Gebruikersavatar
PD0RTT
Berichten: 251
Lid geworden op: 10 dec 2011, 20:04
Roepletters: PDORTT

Re: Voltage Controlled Amplifier

#3 Bericht door PD0RTT »

PA3DJS bedankt voor uw antwoord.
Inderdaad trek ik met Q3 de basisspanning omlaag en daardoor neemt hopelijk de versterking af, in principe neemt de geleiding van Q2 af.
Maar wat ik ook zou kunnen doen om Q3 (de regeltransistor) in de emitterleiding van Q1 en Q2 op te nemen.
Volgens mij krijg ik dan een soort OTA (Operational Transductanse Amplifier).
Of te wel een stroom gestuurde versterker.
Zou dit beter zijn, met het uitgangspunt minder vervorming en een betere regelkarakterstiek.
De bekende OTA LM13700 werkt ook volgens dit principe.
Of anders hou ik het gewoon bij dit ontwerp.

*edit*Ik zie dat er een foutje in mijn ontwerp zit; de emitterspanning kan nooit 0,9V zijn als de basisspaning 6V is, daarom is de emitterweerstand 2 kilo ohm. De spanning op de emitter bedraagt 5,3V(t.o. de massa).

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2493
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Re: Voltage Controlled Amplifier

#4 Bericht door PA3DJS »

Je kunt inderdaad de regeltransistor onder de emitters van Q1 en Q2 plaatsen, en zorgen dat door Q1 en Q2 dezelfde collectorstroom loopt (dus mooi in balans is). De basis van Q2 leg je voor AC aan massa. De schakeling geeft dan de minste vervorming. De vervorming die je krijgt, is mooi symmetrisch.

De gain is recht evenredig met de collectorstroom van de regeltransistor.

Die opzet (dus met regeltransistor in emitters) gaat een makkelijker regelgedrag opleveren, maar je houdt de verschuiving van het DC-punt.

Voordat je bouwt, zou ik het uitgebreid simuleren.

Gebruikersavatar
PE9ZZ
Berichten: 1239
Lid geworden op: 06 nov 2010, 18:00
Roepletters: PE9ZZ
Locatie: Amsterdam (JO22KI)
Contacteer:

Re: Voltage Controlled Amplifier

#5 Bericht door PE9ZZ »

Leuk project! Maar dit zou ik inderdaad zeker stevig door LTSpice heenhalen. Bijvoorbeeld voor de werking van die diodes. Over D1 komt natuurlijk van z'n lange na geen 1.6 V te staan. Je kan natuurlijk ook een MC1496 discreet opbouwen (maar zou niet weten wat je daarmee gaat winnen).

Tjerk, 9ZZ

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2493
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Re: Voltage Controlled Amplifier

#6 Bericht door PA3DJS »

PE9ZZ schreef:Leuk project! Maar dit zou ik inderdaad zeker stevig door LTSpice heenhalen. Bijvoorbeeld voor de werking van die diodes. Over D1 komt natuurlijk van z'n lange na geen 1.6 V te staan. Je kan natuurlijk ook een MC1496 discreet opbouwen (maar zou niet weten wat je daarmee gaat winnen).

Tjerk, 9ZZ
Zo'n IC mixer is dubbel gebalanceerd, waardoor de uitgang geen componenten bevat van het regelsignaal.

Als je een automatische volumeregeling wil met een snelle respons (dus dat het regelsignaal snel kan varieren), komen er frequentiecomponenten van het regelsignaal in het audio terecht. Dit omdat bij een enkelgebalanceerde mixer de uitgangsspanning verschuift als je het regelsignaal verandert.

Ik zeg niet niet dat het niet kan, maar je moet wel even opletten. Voor onze situatie (audio 300...3 kHz) is het wat makkelijker als je het signaal eerst filtert voordat je het naar een regelsignaal converteert.

pe1cmo
Berichten: 2069
Lid geworden op: 21 mar 2015, 19:42
Roepletters: pe1cmo
Locatie: Ayamonte (spanje)
Contacteer:

Re: Voltage Controlled Amplifier

#7 Bericht door pe1cmo »

Als je een IC gaat gebruiken, denk eens aan een SA571.
Die gebruik ik zelf als audio limitter.
EA7/PE1CMO
Ayamonte España

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2493
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Re: Voltage Controlled Amplifier

#8 Bericht door PA3DJS »

Ja, dat is een leuk IC voor compressie/AVR. Gebalanceerde VCA met full wave rectifier! Dan vermoed ik dat jij ook de SSM serie IC's wel kent als je meer met audio hebt gedaan.

Er zijn nog steeds mensen die het leuk vinden om zulke dingen discreet te doen.

pe1cmo
Berichten: 2069
Lid geworden op: 21 mar 2015, 19:42
Roepletters: pe1cmo
Locatie: Ayamonte (spanje)
Contacteer:

Re: Voltage Controlled Amplifier

#9 Bericht door pe1cmo »

Klopt, SSM dingen zijn leuk.
Die SA571, ik schat dat ik er meer dan duizend van heb gebruikt.
Ene kant limiter en compander, andere kant expander zodat je boven de 80 a 90dB signaal ruis afstand zit.
Maar dat is de professionele kant hier
EA7/PE1CMO
Ayamonte España

Gebruikersavatar
PE9ZZ
Berichten: 1239
Lid geworden op: 06 nov 2010, 18:00
Roepletters: PE9ZZ
Locatie: Amsterdam (JO22KI)
Contacteer:

Re: Voltage Controlled Amplifier

#10 Bericht door PE9ZZ »

pe1cmo schreef:Klopt, SSM dingen zijn leuk
Helaas zijn er al veel obsolescent en niet meer te krijgen. Grrrrrr...

Tjerk, 9ZZ

Gebruikersavatar
PD0RTT
Berichten: 251
Lid geworden op: 10 dec 2011, 20:04
Roepletters: PDORTT

Re: Voltage Controlled Amplifier

#11 Bericht door PD0RTT »

De NE571 ken ik wel, leuk ic.
Ik heb zelf de LM13700, dat is een OTA ook een leuk ic.

Voorlopig ben ik er nog niet uit, ik zal eerst een nieuw schema moeten tekenen met de regeltransistor in de beide emitters van Q1 en Q2.

Maar ik heb even een vraag; wat is de spannings versterking van een GBS?
De onderste regeltransistor heeft een spanning versterking van 6,7 maal , maar nu vraag ik me af wat de spannings versterking van Q1 en Q2 is.

Gebruikersavatar
PE9ZZ
Berichten: 1239
Lid geworden op: 06 nov 2010, 18:00
Roepletters: PE9ZZ
Locatie: Amsterdam (JO22KI)
Contacteer:

Re: Voltage Controlled Amplifier

#12 Bericht door PE9ZZ »

PD0RTT schreef:maar nu vraag ik me af wat de spannings versterking van Q1 en Q2 is
Je hebt de emitters aan elkaar geknoopt dus de versterking is gelijk aan h(FE). Had je LTSpice al eens geprobeerd? Je ziet dan meteen waar het spaakloopt (en dat doet het...). Dorie, zet het zelluf net uit!

Tjerk

Gebruikersavatar
PE9ZZ
Berichten: 1239
Lid geworden op: 06 nov 2010, 18:00
Roepletters: PE9ZZ
Locatie: Amsterdam (JO22KI)
Contacteer:

Re: Voltage Controlled Amplifier

#13 Bericht door PE9ZZ »

Oh, de gain is maar 35x. Had gedacht dat-ie veel groter zou zijn:
rtt_vca.png
De output is N002 (collector Q2). De gezamelijke emitterweerstand (slechte stroombron) heb ik maar 3.9k gekozen zodat de collectorspanning van Q2 ongeveer 9 V wordt. Omdat de gain nogal groot is wordt die behoorlijk instabiel. In ieder geval de LTSpice file bijgevoegd-

Tjerk, 9ZZ
Bijlagen
rtt_vca.zip
LTSpice .asc file
(578 Bytes) 178 keer gedownload

Plaats reactie