Przygotowanie do badania szumów rezystora

[Corvus5]

Jako że ostatnio zaopatruję się w rezystory wyższej klasy typu Vishay Dale, Vishay Bayschlag, Welwyn, pomyślałem, by dokładnie zbadać rezystory pod kątem szumu prądowego i napięciowego.

Jako podstawę służyłbym mostek Wheatstonea. Napięcie z mostka szłoby na wzmacniacz i było dostępne do pomiaru napięcia miernikiem lub do wpięcia pod ADC typu karta dźwiękowa. Zasilanie z generatora odpada, bo nie mam takowego pod ręką, więc źródłem byłaby karta dźwiękowa i ew. bufor.

Zastanawiam się czy w mostku użyć 4 badanych rezystorów, szczególnie że z najlepszych serii jest bardzo mały wybór rezystancji, czy może ma sens podmieniać tylko jeden przy zachowaniu podobnej wartości. Przy dobrych seriach można mieć tolerancję 0,05% lub 0,1%, ale pewnie i tak składowa stała napięcia za mostkiem byłaby znaczna względem składowej zmiennej.

Do tego dobre ADC by się przydało, mój Xonar ST po poprawie zasilania byłby bardzo dobry, ale EEPROM u mnie kuleje. Kupno drugiej karty do samych pomiarów, gdzie audio fabryczne jest słabe, nie ma żadnego sensu ekonomicznego. Może są dedykowane karty ADC, gdzie liczy się jakość nagrywania?

Co myślicie o tym pomyśle?

[Corvus5]

Może uprościć pomysł i zasilić mostek napięciem stałym, a wyjście puścić przez FFT?

[almagra]

A co wyniknąć może z tych pomiarów?

[majkel]

Każdy szanujący się producent rezystorów zamieszcza w danych technicznych wykresy szumów od prądu i częstotliwości, nie trzeba niczego mierzyć. Lepiej sobie Corvus5 kup i słuchaj rezystory różnych firm w tym samym gabarycie i rezystancji. To będzie dużo bardziej pouczające. :)

[Corvus5]

Właśnie zestawiam to, co mam uwzględniając rezystory przewlekane i SMD. Zestawiłbym to z istniejącymi już pomiarami kilkudziesięciu rezystorów. Tylko że producenci nie umieszczają charakterystyk, a jedynie podają np. współczynnik temperatury w ppm/K, który jednak jest bardzo luźny. Zacząłem zwracać baczną uwagę na ten współczynnik. W pomiarach wyszłyby szumy. Poszukałem danych o współczynniku temperaturowym rezystorów węglowych i w jednym pdf jest np. -250ppm/K i dla MHz i więcej rozchodzi się do prawie -2000 ppm/K.

Posłuchać można, oczywiście. Najpierw na ucho słyszałem, że jest dobrze, a potem zauważyłem, że niskoszumne, czyli mało zależne od temperatury rezystory są po prostu precyzyjniejsze i stabilniejsze. Nie wprowadzają tylu drgań, które rozmydlają i zapiaszczają.

Obecnie zobacze gdzie mam Vishay Dale RN ze 100 ppm, niektóre mam 50 ppm i choć są 25 ppm, to sprawdzę Welwyny RC 25ppm. Są dostępne też 15ppm, które w pomiarach jednej osoby były jednymi z najlepszych rezystorów, jeżeli chodzi o szumy prądowe.

Dopóki nie dojdę do wysokiej jakości rezystorów, to będę ich wszędzie unikał, bo zawsze psują i rozpłaszczają sygnał, jedne mniej, drugie bardziej.

[Corvus5]

>> almagra, 2014-01-13 22:53:51
>A co wyniknąć może z tych pomiarów?

Może wyniknąć które są lepsze, szczególnie do audio.

[majkel]

Z moich doświadczeń wynika, że 0,1% grają gorzej od 0,5% i niektórych 1%. Tłumaczę to tym, iż korekcja laserowa potrzebna do 0.1% tak zaburza strukturę rezystora, że robi się mniej liniowy - lokalne nadpalenia, niejednorodna geometria wypadkowa ścieżki przewodzącej, itp. Natomiast 0,5% to mogą być albo lepiej wysortowane 1% albo z lepszej jakości procesu napylania. Ogólnie z mniejszych mocy najlepiej mi grają metalizowane, a tak od 1W w górę metalowo-tlenkowe. Cermetowe to brzmieniowo taki gładki i jasny plastik-fantastic. Węglowe to jedna wielka loteria, zresztą lepszych niż 5% się nie namierzy. Mogą grać "lampowo" albo szaro. Metalizowane te wyżyłowane grają gorzej od standardowych, czyli np. w tym samym gabarycie jak masz 0.25W i 0.6W, to ten pierwszy ma szansę zagrać lepszym dźwiękiem - większa skala dynamiki, a bez przejaskrawiania.

[zibra]

Weglowe o tolerancji nie mniejszej niz 5%? A te?

http://www.hificollective.co.uk/components/amtrans_resistors.html

Mialem, ale drogie. Mialem czy tez mam gdzies Welwyny, te najbardziej wysrubowane czy tez "legendarne" holco, Takmany weglowe, Caddocki. Najlepsze wrazenie i tak zrobily na mnie metalizowane PRP. Nie dosc, ze brzmialo to normalnie to wycenione tez sa uczciwie.

[Corvus5]

Może chodzi o dopasowanie do innych zniekształceń w układzie? Jedni lubią węglowe, bo mówią, że brzmią naturalnie, a metalizowane za ostre, a inni piszą, że metalizowane są właśnie naturalne, a węglowe są mało precyzyjne.

Ja póki co w Vishay Dale RN, które nie są wybitne, znalazłem lepsze tempo i precyzję od zwykłej masowej węglówki za 1gr w hurcie. Po tym stwierdziłem, że budowania wzmacniacza (gain > 1) na tak słabo dobranych rezystorach, nie ma sensu, więc zrobiłem bufor, a rezystor tylko na filtrze GP, a i też był wpływ. No i trzeba trzeba czymś prąd ograniczyć na słuchawkach, takie np. 10 ohm dobrej by się przydało, a nie takie byle coś za grosz.

[Corvus5]

Odnośnie Dale RN, to mam RN55C i RN60D, czyli odpowiednio 50ppm/K i 100ppm/K. Wszystkie najgorszej tolerancji +/- 1%. Są dostępne też 25ppm/K i o mniejszej tolerancji. Z pomiarów szumu to takie 25 ppm/K w CMF (konsumencki odpowiednik wojskowych RN) wypada blado przy konkurencji o takim samym współczynniku temperaturowym

[Corvus5]

Mam welwyny RC55T 49k9 W, czyli 10 ppm/K i tolerancji 0,05%. Chyba dosyć wyżyłowane, bo mam pomiary szumu dla RC55Y (15 ppm/K) i tolerancji 0,1%, ale niższych wartości. Na wyższych wartościach rezystancji bardzo słychać różnicę. Przedział 10k-100k jest bardzo wrażliwy na szumy napięciowe. Wątpię, bym teraz usłyszał różnicę. Podejrzewam, że nic nie usłyszę, szczególnie, że już późna pora, ale może spróbuje, szczególnie, że mogę wrzucić to w jeden kanał i posłuchać czy jest dysproporcja w przestrzeni.

[Corvus5]

Różnica jest, na korzyść tego welwyna 10 ppm/K, 0,05% względem RN 100 ppm/K, 1%, który to znowu był o lepszy od zwykłego węglowego ;-)

Sprawdziłem na jednym kanale, na dwóch źródłach. Na gorszym fabrycznym, który nie jest precyzyjny na górze, to wyszedł węższy impuls, ale bez dodania ostrości. Na moim bardziej DIY pierwsze uczucie to dźwięk powietrza mniej wyczuwalny, co może się wiązać z lepszym (bardziej 3D niż 2D, naturalniejszym) lub też gorszym odwzorowaniem dźwięków (zanik słyszalności, fałszywe rozmycie, spowolnienie). Po kilkunastu sekundach zauważyłem dalsze oddalenie planu w kanale, gdzie jest nowy Welwyn. Tam, gdzie wokal miałem np. 40 cm przed sobą, tam lewe ucho mi mówi, że jest teraz 60cm. Proste, sprecyzowanie wysokich dalej wysunęło dźwięk do przodu. Norma, jest lepiej. Drugi kanał ma bliżej ścianę dźwięku. Jednak różnica nie jest ogromna. Jest bardzo mała. Sądzę, że na zapiaszczonych źródłach byłoby o wiele lepiej, bo zniekształcenia nie będą się ciągnęły po średnich tonach, a tutaj to po prostu poprawia jedne z ostatnich iskierek.

Oryginalnie miałem 100k zwykły węglowy, potem 22,1k RN i teraz 49,9k RC. Mniejsze rezystancje wykazują mniejsze szumy, więc nie jest źle, jeżeli przy wzroście rezystancji wyszło dobrze.

[Corvus5]

Po 10 minutach słuchania różnych kawałków w tym live różnica miejscami jest bardzo dużo. Na lepszym kanale słyszę jakby 2 razy więcej, na gorszym pojawia się kratownica na pierwszym planie kilkanaście-kilkadziesiąt cm przed. Nawet ściąga tupnięcia z mikrofonu, a zwykłe klaśnięcia niechcący ściągane z mikrofonów mają lepszą barwę i są na czyściejszym tle. Zniekształcenia (szumy) poszły w o wiele wyższe pasmo. O dziwo sprawia wrażenie, że średnica się poczyściła, bo wysokie poszły już w wystarczająco wysokie pasmo. Takie dźwięki pod pasmo 12k-15kHz mają tylko minimalne zniekształcenia. Takie zwykłe węglowe to i na sybilanty wchodzą. W układzie nie mam ani jednego potencjometra. Wszystko chodzi prawie zawsze na pełnym zakresie, więc i SNR utrzymuję wysoko.

[almagra]

Szumy,a liniowość w funkcji amplitudy i częstotliwości to są dwie różne sprawy.Szumy o poziomach które masz na myśli nie mają znaczenia w układach o których piszesz.

[Corvus5]

>> almagra, 2014-01-14 10:13:16
>Szumy,a liniowość w funkcji amplitudy i częstotliwości to są dwie różne sprawy.Szumy o poziomach które masz na myśli nie mają znaczenia w układach o których piszesz.

A czy jedno nie wynika z drugiego? ;-)