Geniş ölçüm alanlı, ibreli, DIN PPM yapım ve notları

[Mr_YAMYAM]

redresör çıkışı 0db de 1V okunduğunda transistör devreye bağlı ibre uçları ölçümü 0.397V

İşte karmaşa burada.
Bu hususta benim de hatalarım olabilir. Çünkü anlatmaya çalışırken yanlış telaffuz edebiliyorum.
İbre uçları ölçümün 1V olmayacak. 1V olabilmesi için 1V/1mA= ibre iç direnci ve seri direnç önemli hale geliyor.
Ancak anlatmak istediğim şu idi.
Senin ibre 1mA ya. O ibreye paralel 1mA lik başka bir ibre bağlarsan da senin ibre ile aynı sapmayı gösterecektir. Hatta ibre değil de 1mA ölçen başka bir ölçü aleti bile bağlasan aynı değerde sapacaktır.
ŞÖYLE:
TP noktamız referans olmak üzere. ibreyi son çizgiye kadar sapacak şekilde (+8db) ayarladığımızı düşünürsek...
Bu şekilde diyebiliriz ki ibre tam sapıyorsa (son çizgi) TP de 1V vardır.
(Aynı şekilde bu ölçümü başka bir ölçü aleti ile de yapsak sonuç aynıdır)
Senin kafanı karıştıran nokta TP noktasında 0.1V olduğunda (veya ara değerler) ibrenin nereye kadar sapması gerektiğidir.
Senin ibreyi 1V tam skalada ölçüm yapan bir voltmetre olarak düşünürsen, 0.1V ölçtüğünde ibrenin 1/9 oranında aşağıya düşüşüdür.
(Elindeki AC 10V ölçen ibreli ölçü aletine bak. Max sapmada 10V ise 1/9 sapmada 1V olacaktır.)
Eğer bu avometren 10V değil de 1V u tam sapma ile ölçebilse idi bizim ibre ile aynı şekilde ölçüm yapacaktı.
Eğer ibremiz 1mA değil de 100uA olsaydı ne olacaktı.
Tam sapmada üst akımımız 100uA olacağı için 1/9 oranındaki sapma 10uA e denk gelecekti. İşte burada akım direnç logaritması devreye gireceği için, 100uA ibreyi tam sapmada 1V okuyacak şekilde ayarlarsak, 0.1V ölçümü ibrenin ortalarında ölçülecek ibrenin 1/9 seviyesinde 10mV u ölçebilmiş olacaktı. 10mV ise -40db ye tekabül edecekti.

NOT:
Senin PPM ibresinin lineeritesini henüz belirleyemedik. Eğer yapım hatalarından dolayı ibren lineer gerilim ölçemiyorsa (Bazı çin işi ibreler böyledir) bazı açıklanamayan durumlar olabilir.
Bunun için sana önerim şu olmuştu.
İbrenin son sapma çizgisi (-6 veya -8 kaç ise) burayı 0db olacak şekilde ayarla. Dolayısı ile TP de 1V olduğunda ibren tam sapacaktır.
Sonra TP noktasındaki voltajları ölçerek 0.1 er volt olarak giriş sinyalini düş.
Son derece kolaydır.
PC den 0db verdin. TP de 1V okudun. (Digital voltmetre ile)
Sonra sinyal seviyesini PC volüme ile acık düşerek TP de 0.9V oku. İbre nerde.
Sonra 0.8V, 0.7V, 0.6V 0.5V, 0.4V, 0.3V, 0.2V, 0.1V
Her 0.1V luk düşüşler ibrede yaklaşık eşit mesafede düşmelidir. Eşit düşmüyorsa ibrende anormallik var demektir.
0.1V ta ibrenin saptığı konum -20db olacağı için ibrenin en dibine kadar olan mesafeyi de aynı şekilde 10 a bölebilir ve kaç mili volt ölçebileceğini yaklaşık anlayabilirsin.

 

[sasen1]

Redresör TP gerilimi 1V ölçtüğümde ibreye 0dB gösteriyor amper ölçümü yaptığımda ibredeki değer 0.59mA oldu.

Bu amperi yükseltmek için -15 V trimpotunu çevirmeye başladım.ibre +5 dB e yaklaştığında ampermetre 0.80mA e çıktı.Ancak diyot alev gibi ısındı ibre ileri geri gidip gelmeye başladı.Ben de testi iptal ettim.Aslında bizim TP gerilimimiz yüksek olmuş olsa bu sıkıntılarımız olmayabilir diye düşünüyorum.

Rod elliod un bu tasarımında "Doğrultucunun tam ölçek için çıkış voltajı yaklaşık 5V olacak şekilde tasarlanmıştır ve ölçüm cihazının etrafındaki 4k7 ve 220 ohm dirençler ihtiyaç duyulan zayıflamayı sağlayarak mükemmel elektriksel sönümleme sağlar." diyor.

Acaba biz bu nedenle mi sorun yaşıyoruz.

 

[Mr_YAMYAM]

Redresör TP gerilimi 1V ölçtüğümde ibreye 0dB gösteriyor amper ölçümü yaptığımda ibredeki değer 0.59mA oldu.

Bu amperi yükseltmek için -15 V trimpotunu çevirmeye başladım.ibre +5 dB e yaklaştığında ampermetre 0.80mA e çıktı.Ancak diyot alev gibi ısındı ibre ileri geri gidip gelmeye başladı.Ben de testi iptal ettim.Aslında bizim TP gerilimimiz yüksek olmuş olsa bu sıkıntılarımız olmayabilir diye düşünüyorum.

Rod elliod un bu tasarımında "Doğrultucunun tam ölçek için çıkış voltajı yaklaşık 5V olacak şekilde tasarlanmıştır ve ölçüm cihazının etrafındaki 4k7 ve 220 ohm dirençler ihtiyaç duyulan zayıflamayı sağlayarak mükemmel elektriksel sönümleme sağlar." diyor.

Acaba biz bu nedenle mi sorun yaşıyoruz.

İbre tam son çizgiye geldiğinde 1mA olması lazım.
-15 trimpotu ile deel transistörün emiterindeki direnç ile ibreyi sona vurdurcaan
Bizim derdimiz 5V ya da 1V ile ilgili değil ki. 5V da olsa o ibreden daima ölçtüğün akım geçecektir.

 

[sasen1]

Dedim bu böyle olmayacak biraz hesap yapmalıyım

Aslında bizim 1mA elde etmek için Base voltajı 1V ,emiter voltajı 0.7V 1-0.7=0.3V ediyor.
0.3V/0.001A =300 ohm emitere bağlı trimpotun olması gereken ohm değeri

-15V girişine bağlı direnç değeri için de ohm değeri.

-15v -0.7V(diyot)=14.3V
14.3V/0.001A=14.3 kohm diğer tirmpotun olması gereken değer.

Bu değerleri ölçerek trimpotları ayarladım.ampermetreyi de bağladım.Birazcık farklılık ile 133ohm ve 14.7K olarak ayarlamak durumda kaldım.

Sonuçlar resimlerdeki gibi.Fakat bilgisayardan bir volt bir volt aşağıya düşüremediğim için gerekirse başka yol bulacağım.

Redresör çıkışı 1V, transistör devre çıkışı 1mA ve ibre sonda

 

[Mr_YAMYAM]

Hah şimdi mıncıklayalım.
İlk resimdeki 1mA 1V ölçümün referans olsun.
Bu durumda ibren kesin olarak 1mA lik ibre.
0.750mA ölçümünde giriş voltajın da 0.7 ise ibrenin +4db pozisyonun gerçekte 0db olmalıdır. Referans seviyeye göre yaklaşık -3db. İbrenin en üst noktası olan (şimdiki 1V ref +3db olacak.

Şimdi ibre kalibrasyonunu +4db 0db olacak şekilde yeniden kalibre edersen -20db seviyenin biraz daha yukarda kaldığını en altlara doğru -30db gibi seviyeleri de görebileceksin.

İLAVE NOT:
Tr beys voltajımız ne olursa olsun emiterden akan akım bizi ilgilendiriyor.

İbre akımımız 1mA olduğuna göre Tr'nin beysine 5V ta versek 1V dahi versek sonuçta ibre kendi akımı doğrultusunda hareket edecektir.
Bu akımın teorisi transistörün iletim anındaki CE direnci artı R7 direnci artı ibre iç direnci artı R9 direnci toplamı ile belirlenir.
Yani bu dirençlerin toplamı gerilime olan oranı ile I=V/R ile belirlenir.
İbre akımını değiştiremeyeceğimize göre (Ya 100uA ibre) referans seviye için sadece transistörün iletime geçme oranı belirlense de çıkış dirençleri max akımı belirleyeceği için sonuç değişmeyecektir.
Transistörün akım kazancını artırsak dahi çıkış dirençleri daima akımı limitleyecektir. Ancak transistörün akım kazancının fazla olması unsurunu düşük giriş gerilimlerindeki davranış olarak şu anda fazlaca hesaplayamıyorum. Daha yüksek kazançlı bir transistör ile deneme yapılabilir veya darlington transistör uygulaması yapılabilir.
https://tr.wikipedia.org/wiki/Transistörlerde_darlington_bağlantı

 

[sasen1]

Yamyam hocam ayarlamayı +4 0dB olacak şekilde kalibre ettiğimde 0.77mA oluyor.

Buna göre desibellerin olması gereken mA değerleri bizim ayarlarımız sonucu elde ettiğimiz mA değerleri şöyle:

0dB için 0.75mA bizim değer 0.77mA
-3 için 0.53mA bizim değer 0,53mA
-6 için 0.375mA bizim değer 0.36mA
-9 için 0.265mA bizim değer 0.24mA
-12 için 0.187mA bizim değer 0.16mA
-15 için 0.137mA bizim değer 0.10mA
-18 için 0.097mA bizim değer 0.06mA
-20 için 0.077mA bizim değer 0.05mA

Tr beys voltajımız ne olursa olsun emiterden akan akım bizi ilgilendiriyor.

Base voltajını biz redresör çıkışından TP den transistörün base ine giriyoruz.Benin anlamadığım eğer 0.7V un altına düştüğü zaman bu transistör nasıl tetikleme yapıyor?

 

[Mr_YAMYAM]

Yamyam hocam ayarlamayı +4 0dB olacak şekilde kalibre ettiğimde 0.77mA oluyor.

Buna göre desibellerin olması gereken mA değerleri bizim ayarlarımız sonucu elde ettiğimiz mA değerleri şöyle:

0dB için 0.75mA bizim değer 0.77mA
-3 0.53mA 0,53mA
-6 0.375mA 0.36mA
-9 0.265mA 0.24mA
-12 0.187mA 0.16mA
-15 0.137mA 0.10mA
-18 0.097mA 0.06mA
-20 0.077mA 0.05mA

Buraya kadar sorun yok. İbrenin max akımını bilimsel olarak test ettiğimize göre şunu deriz ki, bre dibe kadar saptığında üzerinden 1mA geçer.
Dolayısı ile referans için ayarlamamız gereken ibre seviyesi de değişken olacaktır.
ÖRNEK:
Max sapma bu ibrede +6 gibi yazılmış olsa da biz burayı +3 de yaparız 0db de yaparız. Takdir tasarımındır.
+ seviyeyi daha fazla görmek istersen örneğin max sapma durumunda +10db görmek istersen bile kimse birşey demez. Çünkü senin ölçüm kriterlerini sen belirlersin.
Bizim sorunumuz burada ibrede yazılmış olan taksimatların genel standartlara uymadığıdır. Evet VU metre standartlarına uyuyor ama sen -20db yi en aşağılarda gördüğün için ibreyi kemiriyorsun. Halbuki ibre çin işi çipindirik olduğu için bu taksimatları taa baştan yanlış yapılmıştır. Çünkü kullanıcıların %90 dan fazlası ibrenin ölçüm alanı ile ilgilenmezler. İbre gımıl gımıl gımıldasın hop hop zıplasın o kişiler için yeterlidir.
Halbuki sen DIN PPM ile sevgili gibi olunca aynı ölçüm alanını bu ibreden de bekliyorsun.
Ben de diyorum ki -20db seviyesinin biraz daha yukarılarda olması ibre akımı ile ilgilidir. Bu akım minimal akımlarda belli çözünürlük dahilinde belli seviyede ibrenin sapması (max akımı)ile ilgilidir. Bu konuda bazı logaritmalar vardı. Ancak 35 sene önceki bilgilerimi hafızamdan silmişim.
Hani dedim belki transistör kazancını aşırı yaparsak (darlingtan pair) bu logaritmayı sağlayabilirmiyiz. BİLEMİYORUM.

 

[sasen1]

Buraya kadar gelmek de benim için iyi bir deneyim oldu Yamyam hocam.Oku-öğren uygula bayağ bilgi ve deneyim kazandırdı bana.Teşekkür ederim.Tabi gönül istiyor ki yaptığımız çalışmalar sonunda ibre oynasın ama kafasına göre değil doğru değerler içerisinde oynasın.

Ben geçen gün BC 549 yerine BC550 nin daha hassas olduğunu öğrendim .Sipariş vermiştim.Gelince onlar ile de bir deneme yapmak istiyorum.Ne kadar etkisi olur bilemiyorum tabi.

Max sapma bu ibrede +6 gibi yazılmış olsa da biz burayı +3 de yaparız 0db de yaparız. Takdir tasarımındır.
+ seviyeyi daha fazla görmek istersen örneğin max sapma durumunda +10db görmek istersen bile kimse birşey demez. Çünkü senin ölçüm kriterlerini sen belirlersin

Biz bu ayarlamayı LM3915 led göstergesinde de yapmıştık.Sarı ledi 0dB olarak 9.led olarak ayarlamıştık.+3dB olarak da kırmızı led olmıştu.

Bu ibrelerin taksimatlarını yapıp yeniden içine yazılır mı acaba?Riskli midir?

Halbuki sen DIN PPM ile sevgili gibi olunca aynı ölçüm alanını bu ibreden de bekliyorsun

Aslında benim istediğim belki tam profesyonel olmasa da doğruya yakın bir ölçüm yapmasını sağlamak.Mümkün olduğunca değerleri doğru görmek.

Bir de OPA2333 op-amp dan bahsediliyor bu tarz buffer devreleri için.Sizin bu op-amp hakkında bilginiz var mı hocam?

 

[Mr_YAMYAM]

Biz bu ayarlamayı LM3915 led göstergesinde de yapmıştık.Sarı ledi 0dB olarak 9.led olarak ayarlamıştık.+3dB olarak da kırmızı led olmıştu.

Bu ibrelerin taksimatlarını yapıp yeniden içine yazılır mı acaba?Riskli midir?
Aslında benim istediğim belki tam profesyonel olmasa da doğruya yakın bir ölçüm yapmasını sağlamak.Mümkün olduğunca değerleri doğru görmek.

Bir de OPA2333 op-amp dan bahsediliyor bu tarz buffer devreleri için.Sizin bu op-amp hakkında bilginiz var mı hocam?

Tüm referansları belirlemek sana kalmıştır. İdeal olarak +3db ayarlayabilir yüksek seviyeleri de görmek isteyebilirsin. Tabi ki 0db esas seviyen biraz aşağıda kalacaktır.
İbrelerin taksimatlarını yapmak hem kolay hem de çok zor.
Öncelikle ibre içerisindeki plakayı çıkartmalısın. Sonra bu plakanın şablonunu çıkartıp Tüm ölçüleri ile doğru olarak PC de bir CAD programı ile aynen çizeceksin.
En sonra ibre ölçeklendirmesini yapacaksın. İşte burası ecik disiplin gerektirir.
Max sapmayı 3db olarak belirlersen.
+3db +2db +1db
0db
-1db
-3db
-5db
-10db
-20db
Ve hatasız ölçebildiğin en düşük ibre ölçüm değeri. Örneğin -30db.
ANCAAAAAAKKK:
Burada dananın kuyruğu kopacaktır. Çünkü ibreler kötü olsa da çözünürlük olarak yüksektir. Yani LM3915 te bir led 3db adımlarla giderken senin ibrede 0.1db gibi bir değeri -3 ila +3 arasındaki tüm değerlerde ölçebileceksin. Bu da demektir ki örneğin -1db yi yazarken verdiğin seviyeyi tam ölçemiyorsan mesela -1 yerine -0.8db sinyal veriyorsan o taksimat yanlış olacaktır. Burada desibel ölçen bir kalibratör gerekli.
(AC milivoltmetre)
Ancak hatasız yapabileceğin yerler de var.
+3db PC den direk verebilirsen çıkışı muhtemelen güvenlidir.
0db Zaten TP noktasında 1.00V ölçersek digital ölçü aleti ile mümkün, 0db seviyemiz tam yerinde olacaktır.
-10db gerilim karşılığı 0.3V ise bu da olur.
-20db seviyesi 0.1V ise bu da olur.
Bu durumda bu seviyeleri emin olarak redresöre girdiğinde TP noktasından tam gerilimi doğrulayabiliyorsan ibrenin bu pozisyonlarını CAD üzerinde tam olarak çizersin. Sonra bu çizelgeyi bir kartona ya da stickere bastırıp önceki DIN PPM deki gibi yapabilirsin.
NOT:
Op-ampların çıkış kapasitelerine karşı duyarlılığı bulunuyor. Dolayısı ile senin LM1875 te çıkış kondansatörünü yanlış takmandan dolayı bozulmasından dolayı op-amplarda da bu olay sözkonusudur. Yani her durumda transistör gereklidir.

 

[Mr_YAMYAM]

Bu arada biraz beynimi mıncıkladım.
Önce sana o ibreyi nasıl ölçeklendirmeyi yapabileceğini çizdim.

Sonra da çok eski bilgilerimi RAM'lerimden kurtarmaya çalıştım.

Bu resimde prensip olarak logaritma unsuru ele alınmıştır.
https://www.esgrupelektronik.com/100r-ptc-3mm-vishay-0019132
Eski profesyonel PPM lerde PTC uygulaması sıklıkla yapılırdı. Ancak ben hatırlamadığım için temel mantığını çizmeye çalıştım.