Scovare il rumore con l'oscilloscopio

[gserpentino]

Si parlava in un'altro thread di rumore e di utilizzo dell'oscilloscopio per scovare il problema del rumore.

Avendo io un'oscilloscopio potreste descrivere la metodologia...?


Avendo anche il rumore...

ciao
gabriele

[mrttg]

Dai Piercarlo o qulcuno ben ferrato scriva una breve monografia .

Grazie Tiziano

[Giaime]

Che tipo di rumore?

Hummmmmm, bzzzzzzzzz, ssssssssssssss, sfhsfhsfhfsfhshfhsfhsf, tic tic toc tic, crctrcrtctrtc?




Saluti termoionici
Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[gserpentino]

Allora,dunque, nei due pre che ho costruito, con l'alimentazione dei filamenti in alternata ho sembre un hummmmmm che si sente se si avvicina l'orecchio alle casse.

La questione e' che da poco mi sono regalato un electrocompaniet eci 2 e devo dire che non ha un filo di rumore ma proprio zero.
Anche alzando il volume al massimo zero , uno silenzio spetrale.

Ovviamente paragonato alla mia catena autocostruita composta da pre (6sn7 in catodo comune e inseguitore catodico) e finale con 6922 come driver + kt88 come finale vince alla grande.

Io ho sempre quel hummmmmmm di sottofondo che non da fastidio, ma e' una questione di principio.

Poi devo anche dire che se utilizzo l'altro pre con le 1626 il tutto
risulta piu' silenzioso ma e' anche vero che con questo pre il tutto guadagna di meno.

Comunque ho il sospetto che il rumore nel pre con le 6sn7 sia indotto dal rifermineto dei filamenti ad una tensione piu' alta.
Il secondo stadio (inseguitore catodico) ha il riferimento dei filamenti ad un partitore fatto sul ramo di alimentazione della anodica.

Ho idea che questo crei disturbo, ma ovviamente e' solo una sensazione , voi cosa ne dite?

gabriele

[Giaime]

Ho idea che questo crei disturbo, ma ovviamente e' solo una sensazione , voi cosa ne dite?

gabriele



Originariamente inviato da gserpentino - 11/05/2007 : 09:41:08

Quello è proprio un modo per ridurli, i disturbi, caro Gabriele. Invece ti dirò di più: assicurati che la tensione alla quale sono riferiti i filamenti sia un po' più alta della tensione che il catodo del secondo stadio ha a riposo, rispetto a massa ovviamente.
Poi bypassa a massa quel riferimento ad alta tensione con un condensatore ceramico (100nF-470nF vanno bene).
Ovviamente è bene collegare entrambi i filamenti a questo riferimento in alta tensione, sennò l'hummmm dei filamenti viene iniettato nel catodo del primo stadio, introducendo rumore sovrapposto al segnale.

Tornando alla domanda sull'oscilloscopio, come si vede il rumore, e che forma ha?
Beh con questo presuppongo che qualche minima base su come si usa l'oscilloscopio ci sia, come settare la base dei tempi, il trigger, come si usa la sonda. In ogni caso puoi collegare la sonda all'uscita di un canale del pre, e il suo morsetto di massa al polo freddo dell'RCA d'uscita (meglio ancora collegarla al punto di star ground, per evitare di inserire loop di massa estranei). Settando opportunamente la base dei tempi (credo che per vedere bene la 50-100Hz dei vari humm ti dovrai mettere sui 5-10ms/div) e calibrando l'amplificazione verticale (il volts/div) per vedere bene il segnale, eccolo lì in tutto il suo orrore.
Lì potrai vedere, osservando quale sia il periodo dell'onda del rumore che vedi, se si tratta di 50Hz o 100Hz: le cause delle presenze dei due tipi sono molto diverse e sapere contro quale delle due combattiamo spesso è molto utile.

Anche la forma dell'onda ti può dire molto: se è molto pulita, priva di asperità e con una traccia sottile sottile, l'hummm è piuttosto benigno. Se è a 100Hz la causa può essere un cattivo filtraggio di qualche alimentazione, oppure loop di massa intorno alle alimentazioni (es. qualche altro ritorno condivide il ritorno del primo condensatore di filtraggio...). Se a 50Hz, è un disturbo alla frequenza di rete probabilmente captato dal trasformatore di alimentazione, o da qualche cavo che porta corrente alternata a 50Hz in giro per il telaio (es. filamenti in AC).

Se viceversa la forma d'onda del rumore è ricca di asperità, molto spigolosa, con magari una traccia spessa (e diminuendo molto la base dei tempi, passando a pochi microsecondi, vedi che ci sono altri segnali strani sovrapposti...), allora è il caso di preoccuparsi, perchè o l'alimentazione è pessimamente filtrata, o c'è un trasformatore di alimentazione che non sta lavorando come si deve, o l'alimentatore è progettato malissimo (esagerata capacità di filtro dopo il rettificatore?), o il loop di massa è molto grave.

Ovviamente misurando l'entità del rumore, aiutandosi coi quadratini sullo schermo dell'oscilloscopio, puoi avere un'indicazione sull'ordine di grandezza dello stesso, e sapere magari se è il caso o è d'obbligo intervenire


Saluti termoionici
Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[gserpentino]

Quello è proprio un modo per ridurli, i disturbi, caro Gabriele. Invece ti dirò di più: assicurati che la tensione alla quale sono riferiti i filamenti sia un po' più alta della tensione che il catodo del secondo stadio ha a riposo, rispetto a massa ovviamente.
Poi bypassa a massa quel riferimento ad alta tensione con un condensatore ceramico (100nF-470nF vanno bene).
Ovviamente è bene collegare entrambi i filamenti a questo riferimento in alta tensione, sennò l'hummmm dei filamenti viene iniettato nel catodo del primo stadio, introducendo rumore sovrapposto al segnale.

Grazie Giaime,
perche dici entrambi i filamenti?
Quelli del primo stadio (catodo comune) sono riferiti a massa e non all'alta tensione.

Ambedue le alimentazioni sono fatte su schema megahertz



Solo che il pre fatto con le 1626 non ha inseguitore catodico, quindi non ha la parte dei filamenti riferita all'alta tensione.

Aggiungo che ho sostituito il cond da 10 microF elettrolitico con uno da 0,47 microF poliestere perche' con quello da 10 mF il rumore era piu' acuto.

gabriele

[mrttg]

Gabriele ciao,
caccio lo schema del pre...

Conviene che con ingresso di bf in corto misuri con l' oscilloscopio con la massa sul centrostella alimentatore (e posti le foto):

Ripple sull' anodica.

Residuo sull' uscita del pre.

Se riesci il segnale presente sulla massa del pre sempre rispetto al centro stella alimentatore.

Tiziano

[Giaime]

Grazie Giaime,
perche dici entrambi i filamenti?
Quelli del primo stadio (catodo comune) sono riferiti a massa e non all'alta tensione.

Originariamente inviato da gserpentino - 11/05/2007 : 11:49:58

Infatti, ciò è male. Se riferisci anche il filamento della valvola "bassa" all'alta tensione (diciamo una decina di volt in più della tensione del catodo della valvola alta, più o meno), impedisci che gli elettroni emessi dal filamento (perchè anche lui ne emette un po', pochi ma ci sono) vengano "mischiati" agli elettroni emessi dal catodo e catturati dall'anodo. Siccome gli elettroni emessi dal filamento è come se avessero una "firma" a 50Hz (perchè la densità e disposizione della nube elettronica è legata alla direzione della corrente nel filamento), ti ritrovi il segnale di 50Hz amplificato dal tubo (ricorda che il catodo è il secondo "ingresso" della valvola, e amplifica pure di più della griglia).

Facci sapere eh! E fai le misure che ti suggerisce Tiziano


Saluti termoionici
Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[mrttg]

Allora,dunque, nei due pre che ho costruito, con l'alimentazione dei filamenti in alternata ho sembre un hummmmmm che si sente se si avvicina l'orecchio alle casse.

Questa è una tua generalizzazione occorre verificare il circuito nella sua globalità.

La questione e' che da poco mi sono regalato un electrocompaniet eci 2 e devo dire che non ha un filo di rumore ma proprio zero.
Anche alzando il volume al massimo zero , uno silenzio spetrale.

Con lo stato solido è più semplice ottenere alti rapporti S/N.

Ovviamente paragonato alla mia catena autocostruita composta da pre (6sn7 in catodo comune e inseguitore catodico) e finale con 6922 come driver + kt88 come finale vince alla grande.

Electrocompaniet costruisce e progetta per professione tu lo fai come passatempo.... ti usiamo come cavia per vedere se si riesce a silenziare il tuo sistema

Ciao Tiziano

[gserpentino]

ok ragazzi, mi devo mettere sotto seriamente ad indagare....
Appena possibile vi posto tutto.

Datemi un po' di tempo perche' oltre al ronzio dei vari ampli ho pure l'altro rumore di fondo di due figli da gestire...

Questo secondo pero' e piu' divertente...

gabriele

[Piercarlo]

Dai Piercarlo o qulcuno ben ferrato scriva una breve monografia .

Grazie Tiziano


Originariamente inviato da mrttg - 10/05/2007 :  18:28:55

Per quel che riguarda il rumore da rete Giaime è andato benissimo! . Sinceramente non so quanto un oscilloscopio possa essere utile per andare a caccia di rumore da eliminare; occorre comunque utilizzarlo a una sensibilità tale che impongono robuste precauzioni (ed esperienza) per evitare di prendere fischi per fiaschi o, peggio, di trasformare l'oscilloscopio stesso in una fonte di rumore.

Ritengo peraltro molto più utile, prima di portare sulla "linea di tiro" l'oscilloscopio o altra strumentazione, farsi qualche conto con carta e penna: molte volte infatti mi è capitato di dover accettare, dopo essere andato a caccia delle cause più esotiche, che il rumore di rete del circuito era dovuto banalmente al fatto che il circuito stesso aveva poca o nessuna capacità di reiezione ai disturbi.

Non so quanto sia anche vizio degli altro ma mio lo è sicuramente, cioè il cercare le cause "esotiche" di un problema prima di essersi tolto dai piedi le più banali e prosaiche, soprattutto quando i problemi appaiono essi stessi dei "mostri esotici", i "draghi" che ispirano la nostra voglia più o meno confessa di diventare i sui "uccisori" alla maniera di San Giorgio... Purtroppo lo scotto di queste caccie inutili è che per la fretta si finisce per provocare problemi veri e perdite di tempo.

Ciao
Piercarlo

[mrttg]

Gabriele,
quando posti gli oscillogrammi dicci anche che base dei tempi e amplificazione verticale usi per ogni singola misura.

Tiziano

[plovati]

Infatti, ciò è male. Se riferisci anche il filamento della valvola "bassa" all'alta tensione (diciamo una decina di volt in più della tensione del catodo della valvola alta, più o meno), impedisci che gli elettroni emessi dal filamento (perchè anche lui ne emette un po', pochi ma ci sono) vengano "mischiati" agli elettroni emessi dal catodo e catturati dall'anodo.

Non ho capito: la valvola bassa la metteresti a diciamo circa Vb+/2, cioè 150V tipici? Ma allora i datasheet che danno una tensione massima riscaldatore-catodo ?

(ricorda che il catodo è il secondo "ingresso" della valvola, e amplifica pure di più della griglia).
Originally posted by Giaime - 11/05/2007 :  13:01:54

Sì? Se vario il valore di Vgk, il guadagno è Gm*Rl. Posso variare Vgs sia alzando il gate che abbassando il catodo. Impedenze di ingresso a parte, la variazione di Vgs è la stessa ed il guadagno pure.


_________
Piergiorgio

[Giaime]

Non ho capito: la valvola bassa la metteresti a diciamo circa Vb+/2, cioè 150V tipici? Ma allora i datasheet che danno una tensione massima riscaldatore-catodo ?

Dunque, no, io pensavo più o meno come si fa per l'Aikido, ossia si individua una tensione di circa Vb+ / 3, dovrebbe andare bene per ambo le valvole. Anche perchè (correggimi se sbaglio) il pre di cui parla Gabriele è un SRPP, per cui è molto più importante evitare l'introduzione del ronzio nella valvola bassa, che in quella alta.

EDIT: leggo adesso che lo schema di Gabriele non è un SRPP, ma il classico catodo comune - anodo comune. Beh, un tentativo di diminuzione del rumore può essere quello di riferire l'avvolgimento filamenti della valvola "bassa" (il triodo a catodo comune) ad una tensione comunque positiva ma non così alta: 30-50V vanno bene.

Sì? Se vario il valore di Vgk, il guadagno è Gm*Rl. Posso variare Vgs sia alzando il gate che abbassando il catodo. Impedenze di ingresso a parte, la variazione di Vgs è la stessa ed il guadagno pure.

Originariamente inviato da plovati - 12/05/2007 : 23:14:07

A meno che non stiamo parlando di pentodi, e a meno che non stiamo parlando di configurazioni particolari, un triodo caricato a resistenza guadagna:

Av = (mu * Ra) / (Ra + rp) (resistenza di catodo bypassata)

Invece, se io mi inserissi dal catodo (tipo configurazione "griglia comune") il guadagno sarebbe:

Av = [(mu + 1)Ra] / (Ra + rp).

Ma immagino tu lo sapessi già: forse ho frainteso io la questione?


Saluti termoionici
Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[gserpentino]

Lo schema è a catodo comune + inseguitore catodico.
Non posso postare lo schema perche non l'ho ancora disegnato ....
Il filamento della valvola del catodo comune non credo si possa riferire al partitore che è a 150 V circa.
Appena fatte le misure con l'oscilloscopio posto il tutto.

gabriele

[plovati]

Sì? Se vario il valore di Vgk, il guadagno è Gm*Rl. Posso variare Vgs sia alzando il gate che abbassando il catodo. Impedenze di ingresso a parte, la variazione di Vgs è la stessa ed il guadagno pure.

Originariamente inviato da plovati - 12/05/2007 : 23:14:07

A meno che non stiamo parlando di pentodi, e a meno che non stiamo parlando di configurazioni particolari, un triodo caricato a resistenza guadagna:

Av = (mu * Ra) / (Ra + rp) (resistenza di catodo bypassata)

Invece, se io mi inserissi dal catodo (tipo configurazione "griglia comune") il guadagno sarebbe:

Av = [(mu + 1)Ra] / (Ra + rp).

Ma immagino tu lo sapessi già: forse ho frainteso io la questione?

Originally posted by Giaime - 13/05/2007 :  10:06:24

No, ho semplificato io. Per mu tipici di 20-30 la differenza di guadagno è praticamente nulla. Devi considerare infatti la resistenza di sorgente, che non è nulla come implicito nelle formule che hai postato.
Un utile esercizio sarebbe calcolare il guadagno di un singolo stadio a catodo comune e di un griglia comune, inserendo in serie alla Vin una Rs di valore tipico 1kohm e vedere che succede.
In un caso la presenza di Rs è ininfluente, nell'altro porta ad una diminuzione del guadagno...

_________
Piergiorgio

[Giaime]

Certo, giusto. C'è un fattore di attenuazione all'ingresso del base (ops... griglia, volevo dire) comune, dovuto alla bassa impedenza d'ingresso.

Giustamente, NON dando nulla per scontato, il guadagno lo si può scrivere così:



dove seguo le tipiche convenzioni in fatto di circuiti a valvole, ovvero Rs resistenza serie della sorgente, Rk' resistenza equivalente vista tra catodo e massa (uguale al parallelo tra la "vera" Rk, quella fisica, e l'impedenza del tubo vista dal catodo, che è (rp+Ra')/(mu+1)), Ra' resistenza di carico (parallelo della resistenza sull'anodo e resistenza d'ingresso dello stadio successivo)...

Ritornando però alla questione del rumore: sono stato un po' "sviato" da alcuni risultati pratici, su una considerazione fondamentale, che si può applicare ai nostri preamplificatori, visto che di questo si tratta. Dicevo sviato perchè il pre a valvole che ho costruito non ha avuto problemi di ground loops "esterni", ma solo problemi interni di masse ora risolti. Ciò che sto sperimentando invece sul prototipo di questo pre a stato solido che ho in cantiere, è il problema del loop di massa "esterno", ovverosia tramite il collegamento alla messa a terra.
Scollegarla è una pratica sicuramente sconsigliabile ai fini della sicurezza, seppur molto diffusa tra gli "audiofili" o supposti tali. Ciò che si può fare invece (prova caro Gabriele, magari è il caso tuo) è di fare come si fa in ambito "pro", ovvero dare la possibilità di separare la massa audio dalla messa a terra (che è ben diverso dal separare TUTTO dalla messa a terra, la quale COMUNQUE deve essere collegata a tutte le parti metalliche comunemente accessibili durante l'uso normale, es. chassis, manopole...).

Questo può essere fatto in più modi: per ora sto usando una soluzione sicuramente vecchissima, ma che ho trovato di recente su un pre Threshold, e che mi ha fornito spunto in tal senso. Ovvero collegare la massa audio alla messa a terra, ovviamente in un unico punto, attraverso due diodi messi in antiparallelo, bypassati da un condensatore (elettrolitico? boh! per ora si, visto che è quello che mi garantisce il minor ronzio, non vorrei però fosse inefficace nello scaricare disturbi tipicamente RF, dei quali per ora non ho nè evidenza nè modo di misurare).

Giusto qualche appunto sparuto, magari il tuo problema è simile. C'è una bella trattazione su eepanorama di queste questioni, per chi fosse interessato merita molto.

Ah, poi c'è il libro di H. Ott, ovviamente, una vera bibbia


Saluti termoionici
Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[gserpentino]

Ecco le foto del rumore con gli ingressi del pre cortocircuitati a massa.
preso dalla uscita del pre.







Il primo con il volume al minimo
Il secondo con il volume al massimo

Con il pre collegato al finale (sempre autocostruito) se spengo il pre il ronzio prosegue fintantoche' non si scaricano i condensatori.

Per cui deduco che :

1) non possono essere i filamenti in alternata
2) non credo che sia l'alta tensione
3) credo sia qualche loop di massa o captazione dei 50 Hz.

Dai calcoli fatti sulle foto postate mi sembra di capire che la frequenza e' 50 Hz con 200 mV di tensione in uscita.

[marziom]

Con il pre collegato al finale (sempre autocostruito) se spengo il pre il ronzio prosegue fintantoche' non si scaricano i condensatori.

invece di speglierlo, sfila la spina.
succede la stessa cosa?
si: allora non è un fatto di 50Hz di rete...almeno non dovuto alla circuiteria interna...non ti rimane che un giro di massa....
no: allora capti la 50hz

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Se con 10 milioni di transistor non riesci a fare tutto sei un p**la!

[gserpentino]

Ho collegato la massa alimentazione assieme alla massa segnale ed entrambe scollegate dalla terra che a sua volta e' collegata solo al cabinet.

E mi sembra di poter dire che ronza molto ma molto meno.

I prossimi giorni lo ricolleghero all'impianto principale e faccio una verifica ad orecchio.

gabriele