LTspice: Rauschanalyse...

[Holger Schieferdecker]

Am 06.03.2023 um 18:58 schrieb Gerhard Hoffmann:

Am 06.03.23 um 16:36 schrieb Holger Schieferdecker:

Dann habe ich die Platine wie geplant in ein 19\" Rack von Toptica
eingesetzt. Das war dann nicht mehr so schön, das Rauschen ist stärker,

Warum läuft mir neuerdings alle paar Tage Toptica über den Weg
und früher garniemals nie?

nämlich messe ich dann 4,2 µVrms. Wenn man ein bißchen reinzoomt, sind
regelmäßige Peaks zu sehen, die einer Frequenz von etwa 54 kHz
entsprechen. Immerhin sind die 50 Hz damit weg (oder überdeckt).

Das wird irgendein DC/DC-Converter sein. Wenn es hier wäre, dann
würde ich auf das Ringlicht vom Mikroskop tippen.

Inzwischen habe ich festgestellt, daß es am Oszilloskop liegt. Diese
Peaks mit 55 kHz treten auch auf, wenn meine Platine nur ins Rack
eingeschoben ist, dieses aber gar nicht eingeschaltet ist. Und sobald
ich am Rack den Netzstecker ziehe, sind sie weg. Das scheint über PE
einzukoppeln.

Verwende ich statt dem Oszi von GwInstek ein altes Tektronix TDS-2004B,
dann sind da keine Peaks zu sehen. Das hat halt \"nur\" 2500 Punkte
Speicher, aber ich bekomme ähnliche RMS-Werte. Ok, wenn meine Platine im
Rack ist und von dort versorgt wird, sind es 3,3 µVrms. Damit kann ich
vielleicht noch leben, das ist der nächste Schritt.

Ich werde jetzt mal versuchen, die +/- 15V-Versorgung zu filtern mit
je einem LC-Pi-Filter. Leider ist hier der Vorrat an Induktivitäten
überschaubar.

Ich würde da lieber einen C-Multiplier nehmen statt der
Induktivitäten, die können mit etwas Pech auch Störungen
aufnehmen. Und sie sind riesig, wenn sie was bewirken sollen.

Danke für die Anregung, das muß ich mir merken und noch genauer anschauen.

Holger

 

[Rolf Bombach]

Holger Schieferdecker schrieb:

Inzwischen habe ich festgestellt, daß es am Oszilloskop liegt. Diese Peaks mit 55 kHz treten auch auf, wenn meine Platine nur ins Rack eingeschoben ist, dieses aber gar nicht eingeschaltet ist. Und
sobald ich am Rack den Netzstecker ziehe, sind sie weg. Das scheint über PE einzukoppeln.

Verwende ich statt dem Oszi von GwInstek ein altes Tektronix TDS-2004B, dann sind da keine Peaks zu sehen. Das hat halt \"nur\" 2500 Punkte Speicher, aber ich bekomme ähnliche RMS-Werte.

Wundert mich. Gerade bei den Tek2000 sifft was aus dem Bildschirm
raus, IIRC aber eher 35 kHz vom Wandler für die CCFL.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Gerhard Hoffmann]

Am 07.03.23 um 15:48 schrieb Holger Schieferdecker:
lleicht noch leben, das ist der nächste Schritt.

Ich werde jetzt mal versuchen, die +/- 15V-Versorgung zu filtern mit
je einem LC-Pi-Filter. Leider ist hier der Vorrat an Induktivitäten
überschaubar.

Ich würde da lieber einen C-Multiplier nehmen statt der
Induktivitäten, die können mit etwas Pech auch Störungen
aufnehmen. Und sie sind riesig, wenn sie was bewirken sollen.

Danke für die Anregung, das muß ich mir merken und noch genauer anschauen.

In \"Art Of Electronics\" ed. 3 ist das genauer erklärt.
1000-Seiten-Schwarte, muss man aber gelesen haben, wenn
auch nur die Kapitel, wo\'s gerade brennt.


Gerhard

 

[Helmut Schellong]

On 03/07/2023 23:30, Gerhard Hoffmann wrote:

Am 07.03.23 um 15:48 schrieb Holger Schieferdecker:
lleicht noch leben, das ist der nächste Schritt.

Ich werde jetzt mal versuchen, die +/- 15V-Versorgung zu filtern mit je einem LC-Pi-Filter. Leider ist hier der Vorrat an Induktivitäten überschaubar.

Ich würde da lieber einen C-Multiplier nehmen statt der
Induktivitäten, die können mit etwas Pech auch Störungen
aufnehmen. Und sie sind riesig, wenn sie was bewirken sollen.

Danke für die Anregung, das muß ich mir merken und noch genauer anschauen.

In \"Art Of Electronics\" ed. 3 ist das genauer erklärt.
1000-Seiten-Schwarte, muss man aber gelesen haben, wenn
auch nur die Kapitel, wo\'s gerade brennt.

Das Thema gehört zu einer Themen-Familie.
Stichwörter: NIC, Gyrator, Filter mit OPV,R,C -> Verhalten wie LC.

Radio RIM hatte schon in den 1970ern entsprechende Elektronik-Module angeboten.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm http://www.schellong.de/c2x.htm http://www.schellong.de/c_padding_bits.htm
http://www.schellong.de/htm/bishmnk.htm http://www.schellong.de/htm/rpar.bish.html http://www.schellong.de/htm/sieger.bish.html
http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm http://www.schellong.de/htm/tuner.htm
http://www.schellong.de/htm/string.htm http://www.schellong.de/htm/string.c.html http://www.schellong.de/htm/deutsche_bahn.htm
http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm http://www.schellong.de/htm/math87.htm http://www.schellong.de/htm/dragon.c.html

 

[Rolf Bombach]

Helmut Schellong schrieb:

On 03/07/2023 23:30, Gerhard Hoffmann wrote:
Am 07.03.23 um 15:48 schrieb Holger Schieferdecker:
lleicht noch leben, das ist der nächste Schritt.

Ich werde jetzt mal versuchen, die +/- 15V-Versorgung zu filtern mit je einem LC-Pi-Filter. Leider ist hier der Vorrat an Induktivitäten überschaubar.

Ich würde da lieber einen C-Multiplier nehmen statt der
Induktivitäten, die können mit etwas Pech auch Störungen
aufnehmen. Und sie sind riesig, wenn sie was bewirken sollen.

Danke für die Anregung, das muß ich mir merken und noch genauer anschauen.

In \"Art Of Electronics\" ed. 3 ist das genauer erklärt.
1000-Seiten-Schwarte, muss man aber gelesen haben, wenn
auch nur die Kapitel, wo\'s gerade brennt.


Das Thema gehört zu einer Themen-Familie.
Stichwörter:  NIC, Gyrator, Filter mit OPV,R,C -> Verhalten wie LC.

Das sind alles lineare Filter. Der C-Multiplier reagiert aber ganz
anders auf Belastung. Er dient eigentlich nur zum \"Putzen\" der Eingangsspannung;
er ist ein mitschwimmender Emitterfolger. So die letzte Entwicklungsstufe vor
der Stabilisierung. Dient vorallem zur Rausch- und Brumminderung bei wechselnden
Spannungsverhältnissen. In den meisten Fällen ist eine Stabilisierung
sinnvoller. Das Beispiel im AoE3 verwendet übrigens immerhin 11\'000 uF
im C-Multiplier. 10\'000 am Ausgang alleine wird dann als \"brute force\" betitelt.

> Radio RIM hatte schon in den 1970ern entsprechende Elektronik-Module angeboten.

Durchaus auch mistige mit vorallem \'741.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Helmut Schellong]

On 03/08/2023 23:34, Rolf Bombach wrote:

Helmut Schellong schrieb:
On 03/07/2023 23:30, Gerhard Hoffmann wrote:
Am 07.03.23 um 15:48 schrieb Holger Schieferdecker:
lleicht noch leben, das ist der nächste Schritt.

Ich werde jetzt mal versuchen, die +/- 15V-Versorgung zu filtern mit je einem LC-Pi-Filter. Leider ist hier der Vorrat an Induktivitäten überschaubar.

Ich würde da lieber einen C-Multiplier nehmen statt der
Induktivitäten, die können mit etwas Pech auch Störungen
aufnehmen. Und sie sind riesig, wenn sie was bewirken sollen.

Danke für die Anregung, das muß ich mir merken und noch genauer anschauen.

In \"Art Of Electronics\" ed. 3 ist das genauer erklärt.
1000-Seiten-Schwarte, muss man aber gelesen haben, wenn
auch nur die Kapitel, wo\'s gerade brennt.


Das Thema gehört zu einer Themen-Familie.
Stichwörter:  NIC, Gyrator, Filter mit OPV,R,C -> Verhalten wie LC.

Das sind alles lineare Filter. Der C-Multiplier reagiert aber ganz
anders auf Belastung. Er dient eigentlich nur zum \"Putzen\" der Eingangsspannung;
er ist ein mitschwimmender Emitterfolger. So die letzte Entwicklungsstufe vor
der Stabilisierung. Dient vorallem zur Rausch- und Brumminderung bei wechselnden
Spannungsverhältnissen. In den meisten Fällen ist eine Stabilisierung
sinnvoller. Das Beispiel im AoE3 verwendet übrigens immerhin 11\'000 uF
im C-Multiplier. 10\'000 am Ausgang alleine wird dann als \"brute force\" betitelt.

Ich verstehe diese Themen-Familie ganz anders.
Und zwar wird Energie aus der Versorgung mit Hilfe von verstärkenden Halbleiter-Bauelementen
dergestalt verwendet, um beispielsweise nicht vorhandene Bauelemente zu simulieren
oder um hilfreiche Effekte zu erzeugen.
Beispielsweise der Präzisions-Gleichrichter durch OPV.

Radio RIM hatte schon in den 1970ern entsprechende Elektronik-Module angeboten.

Durchaus auch mistige mit vorallem \'741.

Ich hatte sicherlich 15 RIM-Kataloge gründlich durchgesehen.
Ich fand das interessant, weil RIM Entwicklung, Produktion und Handel gleichzeitig war.

Der 741 ist für Audio-Zwecke natürlich ungeeignet.
Man hatte damals grundsätzlich über OPV für Audio die Nase gerümpft.
Geeignet sind immer noch die typischen diskreten Transistoren.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
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[Gerhard Hoffmann]

Am 08.03.23 um 23:34 schrieb Rolf Bombach:

Das sind alles lineare Filter. Der C-Multiplier reagiert aber ganz
anders auf Belastung. Er dient eigentlich nur zum \"Putzen\" der
Eingangsspannung;
er ist ein mitschwimmender Emitterfolger. So die letzte
Entwicklungsstufe vor
der Stabilisierung. Dient vorallem zur Rausch- und Brumminderung bei
wechselnden
Spannungsverhältnissen. In den meisten Fällen ist eine Stabilisierung
sinnvoller. Das Beispiel im AoE3 verwendet übrigens immerhin 11\'000 uF
im C-Multiplier. 10\'000 am Ausgang alleine wird dann als \"brute force\"
betitelt.

Eher für die Rauschminderung NACH der Stabilisierung. An das
Ausgangsrauschen kommt kaum ein Regler ran, nicht mal der LT3042.

Gerhard

 

[Holger Schieferdecker]

Am 09.03.2023 um 00:58 schrieb Gerhard Hoffmann:

Am 08.03.23 um 23:34 schrieb Rolf Bombach:

Das sind alles lineare Filter. Der C-Multiplier reagiert aber ganz
anders auf Belastung. Er dient eigentlich nur zum \"Putzen\" der
Eingangsspannung;
er ist ein mitschwimmender Emitterfolger. So die letzte
Entwicklungsstufe vor
der Stabilisierung. Dient vorallem zur Rausch- und Brumminderung bei
wechselnden
Spannungsverhältnissen. In den meisten Fällen ist eine Stabilisierung
sinnvoller. Das Beispiel im AoE3 verwendet übrigens immerhin 11\'000 uF
im C-Multiplier. 10\'000 am Ausgang alleine wird dann als \"brute force\"
betitelt.

Eher für die Rauschminderung NACH der Stabilisierung. An das
Ausgangsrauschen kommt kaum ein Regler ran, nicht mal der LT3042.

Hm, in AoE3 empfehlen sie es in Netzteilen _vor_ dem Regler. Und wenn
ich nichts falsch gemacht habe (in der Simulation), dann hat das
durchaus seinen Sinn, weil ja die Spannung nach dem C-Multiplier
lastabhängig ist. Oder?

Holger

 

[Rolf Bombach]

Holger Schieferdecker schrieb:

Am 09.03.2023 um 00:58 schrieb Gerhard Hoffmann:
Am 08.03.23 um 23:34 schrieb Rolf Bombach:

Das sind alles lineare Filter. Der C-Multiplier reagiert aber ganz
anders auf Belastung. Er dient eigentlich nur zum \"Putzen\" der Eingangsspannung;
er ist ein mitschwimmender Emitterfolger. So die letzte Entwicklungsstufe vor
der Stabilisierung. Dient vorallem zur Rausch- und Brumminderung bei wechselnden
Spannungsverhältnissen. In den meisten Fällen ist eine Stabilisierung
sinnvoller. Das Beispiel im AoE3 verwendet übrigens immerhin 11\'000 uF
im C-Multiplier. 10\'000 am Ausgang alleine wird dann als \"brute force\" betitelt.

Eher für die Rauschminderung NACH der Stabilisierung. An das
Ausgangsrauschen kommt kaum ein Regler ran, nicht mal der LT3042.

Hm, in AoE3 empfehlen sie es in Netzteilen _vor_ dem Regler. Und wenn ich nichts falsch gemacht habe (in der Simulation), dann hat das durchaus seinen Sinn, weil ja die Spannung nach dem C-Multiplier
lastabhängig ist. Oder?

Ja, ist sie, aber das Rauschen am Emitter eines Kleinleistungstransistors
bei 10 mA oder so ist um 2-3 Grössenordungen kleiner. Erkauft halt
mit fettem C an der Basis, d.h. für sehr tiefe Frequenzen wird das
herausfordernd.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Rolf Bombach]

Gerhard Hoffmann schrieb:

Am 08.03.23 um 23:34 schrieb Rolf Bombach:

Das sind alles lineare Filter. Der C-Multiplier reagiert aber ganz
anders auf Belastung. Er dient eigentlich nur zum \"Putzen\" der Eingangsspannung;
er ist ein mitschwimmender Emitterfolger. So die letzte Entwicklungsstufe vor
der Stabilisierung. Dient vorallem zur Rausch- und Brumminderung bei wechselnden
Spannungsverhältnissen. In den meisten Fällen ist eine Stabilisierung
sinnvoller. Das Beispiel im AoE3 verwendet übrigens immerhin 11\'000 uF
im C-Multiplier. 10\'000 am Ausgang alleine wird dann als \"brute force\" betitelt.

Eher für die Rauschminderung NACH der Stabilisierung. An das
Ausgangsrauschen kommt kaum ein Regler ran, nicht mal der LT3042.

Richtig. Allerdings, und darauf wird auch hingewiesen, ist die
Stabilisierung erst mal wieder futsch. Die Last sollte dann
einigermassen konstant sein.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Holger Schieferdecker]

Am 06.03.2023 um 22:10 schrieb Michael Schwingen:

On 2023-03-06, Axel Berger <Spam@Berger-Odenthal.De> wrote:
anderes Labornetzteil verwendet, da zeigte sich noch eine stärkere 50
Hz-Schwingung.

Iirc muß die Störung 100 Hz sein oder sie stammt nicht aus der
Versorgung.

50Hz AC per kapazitiver Kopplung von der Primärseite?

Setzt voraus, daß das asymmetrisch auf VCC und GND koppelt.

Mag sein, daß es sowas ist, oder was anderes, ich kriege es jedenfalls
nicht weg. Allerdings hängt es definitiv mit der Netzfrequenz zusammen,
ich habe das Oszi auf Netztrigger gestellt, dann bleibt die Position stabil.

Der von Gerhard erwähnte C-Multiplier hat nichts geändert. Ich habe auch
mal das Netzteil auf +/- 18 V gestellt und eine Spannungsregelung mit
7815 und 7915 zwischengeschaltet, keine Änderung. Auch ein Trenntrafo
vor dem Netzteil oder dem Oszi bringt nichts, es scheint also nicht mit
PE zusammenzuhängen.

Es zeigt sich auch ohne meine selbstentwickelte Schaltung:

Labornetzteil -> DC-Block -> Eingang SR560 (Gain 1000) -> Oszi

Ich kann auch den Eingang des SR560 offen lassen. Dann sehe ich auf dem
Oszi auch eine (nicht ganz saubere) Schwingung mit 50 Hz. Gehe ich mit
dem Finger an den Eingang, kann ich die Amplitude ändern.

Es reicht auch, nur an den Eingang des Oszi ein BNC-Kabel mit 1 m Länge
anzustecken. Berühre ich das andere Ende geeignet, ist auch eine
Schwingung mit 50 Hz zu sehen.

Wir werden meinen Zwischenverstärker mal so wie er ist in den
Laboraufbau integrierern und schauen, wie gut es funktioniert.

Holger

 

[Rolf Bombach]

Holger Schieferdecker schrieb:

Es zeigt sich auch ohne meine selbstentwickelte Schaltung:

Labornetzteil -> DC-Block -> Eingang SR560 (Gain 1000) -> Oszi

Ich kann auch den Eingang des SR560 offen lassen. Dann sehe ich auf dem Oszi auch eine (nicht ganz saubere) Schwingung mit 50 Hz. Gehe ich mit dem Finger an den Eingang, kann ich die Amplitude ändern.

Es reicht auch, nur an den Eingang des Oszi ein BNC-Kabel mit 1 m Länge anzustecken. Berühre ich das andere Ende geeignet, ist auch eine Schwingung mit 50 Hz zu sehen.

Wir werden meinen Zwischenverstärker mal so wie er ist in den Laboraufbau integrierern und schauen, wie gut es funktioniert.

Bist du sicher, dass du kein generelles Erdungsproblem hast?
Ist irgendwo die ganze Sache geerdet? Liegen 230V-Kabel überall rum?
Blechgestell der hölzernen Tischplatte geerdet? Muss nicht, kann
aber Wunder wirken. Sieht alles nach kapazitiver Einstreuung aus.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Helmut Schellong]

On 03/18/2023 22:38, Rolf Bombach wrote:

Holger Schieferdecker schrieb:

Es zeigt sich auch ohne meine selbstentwickelte Schaltung:

Labornetzteil -> DC-Block -> Eingang SR560 (Gain 1000) -> Oszi

Ich kann auch den Eingang des SR560 offen lassen. Dann sehe ich auf dem Oszi auch eine (nicht ganz saubere) Schwingung mit 50 Hz. Gehe ich mit dem Finger an den Eingang, kann ich die Amplitude ändern.

Es reicht auch, nur an den Eingang des Oszi ein BNC-Kabel mit 1 m Länge anzustecken. Berühre ich das andere Ende geeignet, ist auch eine Schwingung mit 50 Hz zu sehen.

Wir werden meinen Zwischenverstärker mal so wie er ist in den Laboraufbau integrierern und schauen, wie gut es funktioniert.

Bist du sicher, dass du kein generelles Erdungsproblem hast?
Ist irgendwo die ganze Sache geerdet? Liegen 230V-Kabel überall rum?
Blechgestell der hölzernen Tischplatte geerdet? Muss nicht, kann
aber Wunder wirken. Sieht alles nach kapazitiver Einstreuung aus.

Wenn ich die Meßleitungen an meinem GMC29S offen lasse, werden im
passenden Meßbereich 50,00 Hz und 0,7V angezeigt - ohne Stromfluß in der Umgebung.
Das kenne ich seit den 1970ern.
Damals hat man damit berührungsempfindliche Sensoren betrieben.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
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http://www.schellong.de/htm/string.htm http://www.schellong.de/htm/string.c.html http://www.schellong.de/htm/deutsche_bahn.htm
http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm http://www.schellong.de/htm/math87.htm http://www.schellong.de/htm/dragon.c.html

 

[Holger Schieferdecker]

Am 18.03.2023 um 22:38 schrieb Rolf Bombach:

Holger Schieferdecker schrieb:

Es zeigt sich auch ohne meine selbstentwickelte Schaltung:

Labornetzteil -> DC-Block -> Eingang SR560 (Gain 1000) -> Oszi

Ich kann auch den Eingang des SR560 offen lassen. Dann sehe ich auf
dem Oszi auch eine (nicht ganz saubere) Schwingung mit 50 Hz. Gehe ich
mit dem Finger an den Eingang, kann ich die Amplitude ändern.

Es reicht auch, nur an den Eingang des Oszi ein BNC-Kabel mit 1 m
Länge anzustecken. Berühre ich das andere Ende geeignet, ist auch eine
Schwingung mit 50 Hz zu sehen.

Wir werden meinen Zwischenverstärker mal so wie er ist in den
Laboraufbau integrierern und schauen, wie gut es funktioniert.

Bist du sicher, dass du kein generelles Erdungsproblem hast?

Sicher bin ich mir hier bei gar nichts.

Ist irgendwo die ganze Sache geerdet? Liegen 230V-Kabel überall rum?
Blechgestell der hölzernen Tischplatte geerdet? Muss nicht, kann
aber Wunder wirken. Sieht alles nach kapazitiver Einstreuung aus.

Die verschiedenen Geräte (Netzteil, SR560, Oszi, nun auch HV-Verstärker)
sind alle in der gleichen Steckdosenleiste eingesteckt. Und die
Wandsteckdose ist hoffentlich geerdet. Die Netzspannungskabel liegen da
natürlich in der Nähe rum.

Der GND des Netzteils ist nicht mit PE verbunden. Es hat eine PE-Buchse,
aber wenn ich die mit GND verbinde, wird das Signal deutlich verrauschter.

Der GND des Verstärkers SR560 ist nicht mit PE verbunden. Zwischen den
Außenleitern der BNC-Anschlüsse von Eingang und Ausgang liegen 50 Ohm.
Das soll laut Schaltplan auch so sein. Theoretisch hat er interne
Bleiakkus, um ihn netzfrei zu betreiben, aber die sind leider tot.

Beim Oszi ist wie üblich GND und PE verbunden.

Beim fallweise zwischengeschalteten HV-Verstärker ist ebenfalls GND und
PE verbunden.

Das Gestell des Tischs ist nicht geerdet. Wenn ich das testhalber aber
mal mache, sehe ich keinen Unterschied.

Ein Kollege hat hier mal in einem ähnlichen Fall das Signal über einen
Analogisolator geschleift. Aber der hat ein etwas zu hohes Eigenrauschen.

Danke auf jeden Fall für die Hinweise. Das Teil ist jetzt mal im Labor,
bin gespannt, wie es sich da verhält.

Holger