LM13700 Erfahrung?

[olaf]

Hat hier schonmal jemand mit dem LM13700 rumgeschraubt?

Im Datenblatt gibt es ja ein VCF butterworth Tiefpass. Ich hab das
gerade mal schnell simuliert und komme auf einen einstellbaren
Frequenzbereich von 1:10. Ich haette lieber 1:100. Muss ich meine
Erwartungshaltung aendern oder geht da noch was?

Und gibt es zufaelliger weise sowas auch in modern? Also sagen mir mal
R2R und 3.3V? :-D

Digitalisierung und dann alles im Controller wuerde ich gerne
vermeiden weil ich hinterher wieder Analog werden muss.

Olaf (man wird ja noch hoffen duerfen)

 

[Rafael Deliano]

> Hat hier schonmal jemand mit dem LM13700 rumgeschraubt?

CA3080 vor Jahrzehnten.
Der NS/TI wird zwar noch hergestellt und ist billig.
Aber +/-5V Versorgung hat man nicht mehr so oft. Die
Streubreite von gm und der Tempco hat OTAs wohl nie
populär werden lassen.

butterworth Tiefpass
Digitalisierung wuerde ich gerne vermeiden

Digipots oder MDACs sind schon zu digital ?

SC-Filter rauschen zuviel ?

MfG JRD

 

[olaf]

Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> wrote:

>> Hat hier schonmal jemand mit dem LM13700 rumgeschraubt?

Ich hab es jetzt zumindest in der Simulation hin bekommen. Elrad 2/1984
sei dank. Da ist ein VCF mit 60Hz bis 60khz drin das ziemlich genau das
macht was ich mir vorgestellt habe.


>Digipots oder MDACs sind schon zu digital ?

Ich haette halt gerne ein Poti mit dem ich es stufenlos einstellen kann.

Olaf

 

[Rafael Deliano]

> Ich haette halt gerne ein Poti mit dem ich es stufenlos einstellen kann.

Da wird Tempco & Bauteilstreuung nicht das entscheidende Problem sein
sondern eher Klirrfaktor.

Kein Tiefpaß mit steuerbarer Grenzfrequenz sondern ein DC-gesteuerter
Analogwiderstand der Nf-Pegel steuern soll ?

Alles was jemals eine ALC gemacht hat kann man dann abklappern:

* JFets
* JFets in Optokoppler, d.h. H11F1
* Optokoppler mit Fotowiderständen
Eigenbau oder Jagd nach goldpreisigen Clairex CLM50 CLM51 CLM60 CLM61
Seitdem Jim Williams sowas in Retro-Sinusgenerator verbaut hat
sind sie eher noch teuerer geworden.
* Gruselschaltungen mit diskreten bipolaren Transistoren.
Irgendwann landet man aber bei OTAs und Gilbert-cell Mischern bis
die gut sind.
* Mosfet statt JFet. Z.B. CD4007 weil man dann billig
gemachtes Päarchen hat und damit linearisieren kann.

Vermutlich kann man die Liste noch verlängern.

MfG JRD

 

[Rainer Knaepper]

olaf@criseis.ruhr.de (olaf) am 21.03.19 um 16:36:

Und gibt es zufaelliger weise sowas auch in modern? Also sagen mir
mal R2R und 3.3V? :-D

+- 2.5V liefert Google. Und den OPA860.

Rainer

--
.... da der Lernerfolg vom Spass abhängt, ists allemal besser bei
Grün zu fotografieren, als die Kamera auf M im Schrank zu lassen.
(Peter Fronteddu in de.alt.rec.digitalfotografie)

 

[Markus Faust]

Am 21.03.2019 um 19:18 schrieb olaf:

Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> wrote:

Hat hier schonmal jemand mit dem LM13700 rumgeschraubt?

Ich hab es jetzt zumindest in der Simulation hin bekommen. Elrad 2/1984
sei dank. Da ist ein VCF mit 60Hz bis 60khz drin das ziemlich genau das
macht was ich mir vorgestellt habe.

Das sollte auch in der Praxis problemlos drin sein.

> Ich haette halt gerne ein Poti mit dem ich es stufenlos einstellen kann.

Schau Dir mal die Innenschaltung an, so komplex ist sie ja nicht. ;-)
Der Bias-Anschluss liegt nahe V- (zwei Diodenstrecken). Du musst dort
einen Strom einspeisen, der proportional zur gewĂźnschten Frequenz ist.

Ach ja, die Buffer-Darlingtons sind nicht so der BrĂźller. Am besten Du
ersetzt sie durch einen geeigneten OPV, dann kann man mit dem Teil schon
arbeiten.

HTH
Markus

 

[Rafael Deliano]

> Elrad

OTAs wurden in Zeitschriften ehedem häufig behandelt:
http://www.embeddedFORTH.de/temp/OTA.pdf

Relevant ist Wittlingers
AN6668 "Applications of the CA3080 High-Performance Operational
Transconductance Amplifier"
das auch im www zu finden ist.

Dürfte einer der Erfinder gewesen sein, vgl.
Wheatley, Wittlinger "OTA obsolete op-amp" 1969

MfG JRD

 

[olaf]

Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> wrote:

http://www.embeddedFORTH.de/temp/OTA.pdf
AN6668 "Applications of the CA3080 High-Performance Operational

Beides ganz interessant.

Ich muss jetzt erstmal meine simulation aufbauen und testen...

Olaf

 

[Ewald Pfau]

Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de>:

Relevant ist Wittlingers
AN6668 "Applications of the CA3080 High-Performance Operational
Transconductance Amplifier"

RCA-Handbuch, war bei mir schon leidlich abgegriffen (und steht immer noch
herum), eben solcher Artikel wegen. Dito eines von National Semiconductor,
die hatten gut erklärte Audio-Schaltungen.

Reizvoll war es, bei dem OTA mit der Abstrahierung einer etwas solideren
Vorwärtssteilheit rechnen zu kÜnnen als beim einzelnen Dreibeiner. Alleine,
der Glaube fehlte mir, dass diese Einladung zur Abstraktion des Prinzips
letztlich auch wirklich dergestalt belastbar wäre, äh, wÜrtlich, weil ja
dann lapidar ein Verstärkungsfaktor draus wird, sobald man den
Lastwiderstand festlegt. Aber die Geduld, deshalb echte Teile zu verbraten,
hatte ich doch nicht wirklich. Irgendwie kommt einem dann immer wieder die
Filtercharakteristik des Teils ins Gehege, und die scheint mit beim normalen
Op-Amp letztlich Ăźbersichtlicher.

 

[Rolf Bombach]

olaf schrieb:

Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> wrote:

http://www.embeddedFORTH.de/temp/OTA.pdf
AN6668 "Applications of the CA3080 High-Performance Operational

Beides ganz interessant.

Ich muss jetzt erstmal meine simulation aufbauen und testen...

Ja, das ist zu empfehlen. Mir missfällt der kleine Dynamikbereich
bei VCA-Anwendungen. Viel mehr als ein paar mV am Eingang sind
kaum mĂśglich, ohne das Klirr aufkommt. Der LM13700 hat diese
"Linearisierungsdioden", mir ist in der Simulation aber nicht
klar geworden, wie man diesen Hilfsstrom optimal einstellt.
Scheint ebenfalls amplitudenabhängig zu sein.
Die alte .four Anweisung kam jedenfalls gelegen.

--
mfg Rolf Bombach

 

[olaf]

Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> wrote:

kaum möglich, ohne das Klirr aufkommt. Der LM13700 hat diese
"Linearisierungsdioden", mir ist in der Simulation aber nicht
klar geworden, wie man diesen Hilfsstrom optimal einstellt.
Scheint ebenfalls amplitudenabhängig zu sein.

Hier hat sich schonmal jemand daran abgearbeitet:

http://www.openmusiclabs.com/files/otadist.pdf

Mit ein bisschen Verzerrung hier und da kann ich aber leben. Was mir
eher sorgen macht ist Offset. Ich wuerde es bei einem Tiefpass
begruessen wenn auch 0V rauskommt wenn ich da 0V reinschicke. Vor
allem sollte sich das nicht je nach Filtereinstellung aendern.

Olaf

 

[olaf]

Das ist auch ganz interessant. (so ab Seite10)

http://www.openmusiclabs.com/files/expotemp.pdf

Der LM13700 scheint ja doch einen kleinen Kreis von Liebhabern zu
haben. Immerhin gibt es ihn ja auch in SMD.

Olaf

 

[Bernd Mayer]

Am 23.03.19 um 13:08 schrieb Ewald Pfau:

Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de>:

Relevant ist Wittlingers
AN6668 "Applications of the CA3080 High-Performance Operational
Transconductance Amplifier"

RCA-Handbuch, war bei mir schon leidlich abgegriffen (und steht immer noch
herum), eben solcher Artikel wegen. Dito eines von National Semiconductor,
die hatten gut erklärte Audio-Schaltungen.

Hallo,

viele der alten DatenbĂźcher Und Applikationen gibt es mittlerweile in
Web als PDF, teilweise mit OCR und durchsuchbar etwa bei archive.org.
Gib die Titel mal in die Suchmaschine Deiner Wahl ein.


Bernd Mayer

 

[Rolf Bombach]

olaf schrieb:

Das ist auch ganz interessant. (so ab Seite10)

http://www.openmusiclabs.com/files/expotemp.pdf

Der LM13700 scheint ja doch einen kleinen Kreis von Liebhabern zu
haben. Immerhin gibt es ihn ja auch in SMD.

Besten Dank fĂźr die Texte! Sehr interessant. Man sieht u.a.
- fĂźr genaue Analyse wie auch fĂźr eine vernĂźnftig arbeitende
Schaltung mit dem Biest ist eine mittelprächtige Diplomarbeit
nĂśtig.
- Das Wechselspiel zwischen Eingangswiderständen und Strom
durch die Linearisierungsdioden ist komplex, die Auswirkungen
auf k2 und k3 unterschiedlich. Differentielle Ansteuerung
bringt viel.
- Es gibt Situationen, in denen die Linearisierungsdioden
die Werte verschlimmern.
- Obiges zusammengefasst: Die Beispielschaltung im Datenblatt
ist in vielerlei Hinsicht MĂźll.
- In der Praxis reagiert die Schaltung offenbar (nicht wirklich
vĂśllig unerwartet) anders als in der Simulation. In der
Simulation ist der minimale Klirr mit Vorwiderstand als
"Konstantstromquelle" erreicht, in der Praxis offenbar nur
mit "echter" Konstantstromquelle.
- Maximale Aussteuerung und Rauschen begrenzen den Bereich
der VGA-Anwendungen auf 1:100 oder so. Die logarithmische
Konformität zur Ansteuerspannung ist nicht so dolle.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Horst-Dieter Winzler]

Am 25.03.19 um 23:22 schrieb Rolf Bombach:

olaf schrieb:
Das ist auch ganz interessant. (so ab Seite10)

http://www.openmusiclabs.com/files/expotemp.pdf

Der LM13700 scheint ja doch einen kleinen Kreis von Liebhabern zu
haben. Immerhin gibt es ihn ja auch in SMD.

------- In der
Simulation ist der minimale Klirr mit Vorwiderstand als
"Konstantstromquelle" erreicht, in der Praxis offenbar nur
mit "echter" Konstantstromquelle.

Und eben desterwegen werden bei Differenzverstärker gern
Konstantstromquellen genommen. So man wirklich max. Klirrarmut erreichen
will.

- Maximale Aussteuerung und Rauschen begrenzen den Bereich
der VGA-Anwendungen auf 1:100 oder so. Die logarithmische
Konformität zur Ansteuerspannung ist nicht so dolle.

Dazu: elektronik-information 9/2017
"So entwickeln Sie stabile Transimpedanzverstärker"
www.elektronik-informationen.de/55055
Leider hinter Schranke.
--
---hdw---

 

[olaf]

Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> wrote:

- Maximale Aussteuerung und Rauschen begrenzen den Bereich
der VGA-Anwendungen auf 1:100 oder so. Die logarithmische
Konformität zur Ansteuerspannung ist nicht so dolle.

Ich hab gerade meine Testschaltung fuer 2-3min in Betrieb genommen.
So auf die schnelle bin ich mit Rauschen, Aussteuerung und Verzerrung
zufrieden. Was mir nicht so gefaellt ist das sich der Offset mit der
Änderung der Grenzfrequenz zu verschieben scheint.

Aber ich muss da noch in Ruhe mit rumspielen....

Ist aber schon lustig wenn man durch drehen am Poti aus dem Rechteck
der aus meinem Funktionsgenerator kommt etwas machen kann das einem
Sinus sehr aehnlich sieht.

Olaf

 

[olaf]

Ich bin ziemlich begeistert.

So sieht ein Sinus-Sweep von 100Hz bis 100khz bei unterschiedlicher
Einstellung des Filters aus:

http://www.criseis.ruhr.de/bilder/LM13700/Swee01.gif
http://www.criseis.ruhr.de/bilder/LM13700/Swee02.gif
http://www.criseis.ruhr.de/bilder/LM13700/Swee03.gif

Und so sieht Ein und Ausgang des Filters mit einem Testsignal aus dem
Signalgenerator bei unterschiedlichen Filtereinstellungen aus.
Blau ist der Eingang und Gelb ist das was aus dem Filter rauskommt:

http://www.criseis.ruhr.de/bilder/LM13700/Ripple01.gif
http://www.criseis.ruhr.de/bilder/LM13700/Ripple02.gif
http://www.criseis.ruhr.de/bilder/LM13700/Ripple03.gif
http://www.criseis.ruhr.de/bilder/LM13700/Ripple04.gif

Ich will das im uebrigen verwenden um die unterschiedliche
Stromaufnahme von komlexen Schaltungen zu bestimmten Zeitpunkten zu
messen und kann mir so je nach aktuellen Blickpunkt den Ripple weg
oder reindrehen.

Das einzige was mir noch nicht gefaellt, je nach Filtereinstellung
verschiebt sich der Offset von 0.3V auf 0.05V bis 0.2V. Also
Badewannenmaessig.

Olaf

 

[Rolf Bombach]

olaf schrieb:

Aber ich muss da noch in Ruhe mit rumspielen....

Ist aber schon lustig wenn man durch drehen am Poti aus dem Rechteck
der aus meinem Funktionsgenerator kommt etwas machen kann das einem
Sinus sehr aehnlich sieht.

Wenn du zwischenzeitlich ein Dreieck hast...
In den Datenblättern des C3080, ev. 3140 ist als Beispiel ein
"super sweep generator" angegeben. Dort wird ein Sinusformer
gezeigt, welcher Begrenzerdioden in der Gegenkopplung hat.
Damit kĂśnnen die Spitzen der Dreiecke differenzierbar platt
gedrĂźckt werden, was mit normaler Begrenzung nicht mĂśglich ist.
BTDT.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Rolf Bombach]

Horst-Dieter Winzler schrieb:

Am 25.03.19 um 23:22 schrieb Rolf Bombach:
olaf schrieb:
Das ist auch ganz interessant. (so ab Seite10)

http://www.openmusiclabs.com/files/expotemp.pdf

Der LM13700 scheint ja doch einen kleinen Kreis von Liebhabern zu
haben. Immerhin gibt es ihn ja auch in SMD.

------- In der
Simulation ist der minimale Klirr mit Vorwiderstand als
"Konstantstromquelle" erreicht, in der Praxis offenbar nur
mit "echter" Konstantstromquelle.

Und eben desterwegen werden bei Differenzverstärker gern Konstantstromquellen genommen. So man wirklich max. Klirrarmut erreichen will.

Was immer du da auch meinen magst. Bei normalen Differenzverstärkern wird
Ăźberhaupt kein Strom Ăźber Linearisierungsdioden mangels solcher eingespeist.
Vielleicht willst du auf die Konstantstromquelle im Emitterzweig raus?
Die ist aus verschiedenen GrĂźnden drin: IC-technisch reproduzierbarer als
ein schnĂśder Widerstand, einfachere Ankopplung der folgenden Stufen, einfachere
Situation bei grosser Gleichtaktaussteuerung usw. Klirr ist nicht darunter.
Letztere kommt bei OpAmps vor, da man da Ăźber-alles-Gegenkopplung vornimmt.
Der Klirrfaktor des Differenzverstärkers am Eingang wird da nicht
nur weggerechnet, sondern es kommt gar nicht erst zum Klirr, da nur einstellige
Millivolt Differenzsignal aufkommen.
Der Klirr kommt nun mal von der tanh-Übertragungsfunktion, die so ab 20mVpp
nervt. Da nĂźtzt die Konstantstromquelle gar nichts. Da hilft allenfalls
Steilheitsverringerung durch a) FET oder b) Emitterwiderstände. Im letzten
Fall kann es von Vorteil sein, zwei unabhängige Konstantstromquellen und
nur einen Emitterwiderstand zu verwenden, siehe In-Amp.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Horst-D. Winzler]

Am 19.04.19 um 15:13 schrieb Rolf Bombach:

Horst-Dieter Winzler schrieb:
Am 25.03.19 um 23:22 schrieb Rolf Bombach:
olaf schrieb:
Das ist auch ganz interessant. (so ab Seite10)

http://www.openmusiclabs.com/files/expotemp.pdf

Der LM13700 scheint ja doch einen kleinen Kreis von Liebhabern zu
haben. Immerhin gibt es ihn ja auch in SMD.

------- In der
Simulation ist der minimale Klirr mit Vorwiderstand als
"Konstantstromquelle" erreicht, in der Praxis offenbar nur
mit "echter" Konstantstromquelle.

Und eben desterwegen werden bei Differenzverstärker gern
Konstantstromquellen genommen. So man wirklich max. Klirrarmut
erreichen will.

Was immer du da auch meinen magst. Bei normalen Differenzverstärkern wird
Ăźberhaupt kein Strom Ăźber Linearisierungsdioden mangels solcher
eingespeist.
Vielleicht willst du auf die Konstantstromquelle im Emitterzweig raus?
Die ist aus verschiedenen GrĂźnden drin: IC-technisch reproduzierbarer als
ein schnĂśder Widerstand, einfachere Ankopplung der folgenden Stufen,
einfachere
Situation bei grosser Gleichtaktaussteuerung usw. Klirr ist nicht darunter.
Letztere kommt bei OpAmps vor, da man da Ăźber-alles-Gegenkopplung vornimmt.
Der Klirrfaktor des Differenzverstärkers am Eingang  wird da nicht
nur weggerechnet, sondern es kommt gar nicht erst zum Klirr, da nur
einstellige
Millivolt Differenzsignal aufkommen.
Der Klirr kommt nun mal von der tanh-Übertragungsfunktion, die so ab 20mVpp
nervt. Da nĂźtzt die Konstantstromquelle gar nichts. Da hilft allenfalls
Steilheitsverringerung durch a) FET oder b) Emitterwiderstände. Im letzten
Fall kann es von Vorteil sein, zwei unabhängige Konstantstromquellen und
nur einen Emitterwiderstand zu verwenden, siehe In-Amp.

Prinzipbedingt halbiert sich der Klirrfaktor einer Differenzstufe
gegenĂźber einer Einzelstufe. Die Konstantstromquelle kann oft ohne
Nachteile durch einen Widerstand ersetzt werden.
--
---hdw---