ich arbeite an einem Synthesizerprojekt, in dem ein Standalone Arduino als CV-Interface agiert.
Da ich mit einer sensiblen und geregelten Referenzspannung (exakt 5V) arbeite, möchte ich nicht, dass der 328er über die FTDI Breakoutschnittstelle mit der USB-Spannung versorgt wird (abgesehen von den Störfrequenzen!).
Meine Überlegung wäre, die Pins TX und RX über Optokoppler (PS2501 oder 4N25, usw..) zu trennen.
Meine Frage ist, ob ich auch den DTR-Pin, der ja über 100nf schon quasi entkoppelt ist auch noch mit einem Optokoppler unterstützen sollte?
Ein Kondensator entkoppelt Gleichströme aber keine Wechselströme. Wenn Du Dich gegenüber hochfrequente Stöhrungen schützen mußt brauchst es einen Optokoppler auch am DTR Pin.
Danke für die Antwort!
Wäre ja eh sparen am falschen Platz, da ich ja die zwei Spannungsquellen komplett voneinander trennen möchte/muss.
Falls es jemanden interessiert, habe ich den Schaltplan angefügt (es fehlen Arduino + DAC).
Idee dahinter: der MCP49xx DAC liefert Spannungen von 0-5V
Bei CV Spannung und analogen Synths ist es jedoch notwendig zumindest 0-10V zu verwenden. Da ich sowieso dazu eine Schaltung aufbauen muss, habe ich folgende Features hinzugefügt:
Spannung ist übrigens +-15V! (+-12V sollte auch kein Problem sein, wenn man 10V+- braucht)
Der DAC Ausgang wird mit "DAC Input" im Schaltplan verbunden (rechts)
Über das erste 100k Poti und U1a kann man das DC-Offset einstellen (z.B. wenn man -5bis +5 benötigt oder um minimale Differenzen auszugleichen)
das 10K Poti und der U1b bestimmt die Range, d.h. in welchem Verhältnis die DAC Spannung umgesetzt wird (0-10V, 0-8V, usw..) nützlich für Feinjustierung und nicht ganz oktavenreine VCO´s
Der letzte Poti R11 mit dem C2 stellt den "Glide Effekt" ein.
R6/R10/C1 glätten den "Treppeneffekt" des DAC´s
Der TL074 agiert v.a. als Buffer, d.h. ich hab mehrere Ausgänge der gleichen Spannung zur Verfügung.
Wenn man nur eine Ausgangsspannung benötigt, kann man auch alles mit nur einem TL084 (oder sonstigen Quad OPamp wie LF444) realisieren.
Ergänzung: zumindest eine Schutzdiode wäre nach dem DAC-Ausgang sicherlich nicht fehl am Platz (vor R2).
also ich habe CV-Schaltungen gesehen, die bekommen lediglich +15V. Mit einem 7805 wird eine +5V für den Controller erzeugt und ein 7812 erzeugt die +12V für den DAC. Der Controller steuert den DAC, der regelt die Ausgangsspannung von 0 bis +12V, das geht auf einen OPV als Buffer und fertig. Bei mehreren Ausgängen waren das dann aber auch je ein DAC pro Ausgang.
Ein evtl. Midi-Eingang war übrigens in den Schaltungen, die ich gesehen habe, auch immer durch einen Opto-Koppler galvanisch getrennt.
Im Gegensatz zu Deiner Schaltung gab es also keine symmetrische Spannungsversorung für die OPVs, sondern Rail-to-Rail-OPVs, und auch keine besondere Maßnahmen um den Controller-Stromkreis vom DAC-Stromkreis zu trennen.
Ich kann aber tatsächlich nicht beurteilen, ob das CV-Interface so sensitiv ist, dass sich der Aufwand lohnt, den Du da treibst und die Schaltungen die ich gesehen habe einfach "schrottig" sind, oder ob Du die Sensibilität der Spannungsänderungen am CV-Interface überschätzt. Du kannst ja dann mal berichten, ob es funktioniert hat wie Du willst.
Vielleicht fehlt als Info, dass ich sowieso ein +15/-15/+5V Schaltnetzteil für das ganze Projekt besitze/benötige (z.B. der billige Funktionsgenerator ICL8038 wird durch eine trickreiche +-15V Beschaltung zu einem hochwertigen VCO´s Google: "Thomas Henry VCO"), dadurch "spare" ich mir die teureren R2R-OPs, weil ich die 15V nie zur Gänze ausschöpfe -geht aber klarerweise auch so!
Midi Input ist -historisch- eigentlich immer galvanisch getrennt, stammt aber wohl noch aus den Tagen, wo man 16 Geräte in Serie angeschlossen hatte und wenn z.b. ein Tantal durchging, das ganze Equipment beim Teufel war
Ob sich der Aufwand lohnt, weiß ich nicht (gut sind halt eh nur 3 Optos + Widerstände), habe aber auch ein mulmiges Gefühl, wenn ich zwei Spannungsquellen "mische" v.a. beim rumbasteln.
Ich werde aber sowieso laufend über das Projekt berichten, wenn ich ausreichend Dokumentationsmaterial und Schaltpläne gezeichnet habe, wo sich auch andere Personen auskennen Bin aber jetzt noch in der Breadbordphase, immerhin VCO/VCF/VCA und CV-Interface funktionieren (ohne Feinabstimmung). Stehe noch ein bisschen vor dem Problem, die Audioquellenmatrix mit dem Arduino zu schalten. (Hab mir 4054er bestellt, um die 4066er zu steuern. Weil Arduino: GND bis 5V, 4066er: -5 bis +5V, d.h. das Schaltsignal liegt genau in der Mitte....) aber das ist ein anderes Thema...
eine Schaltung besonders rauscharm auszulegen ist schon eine Wissenschaft für sich (und für mache sogar eine "Glaubensfrage")
keine Kohlewiderstände, nimm Metallschicht, die rauschen weniger
im Signalweg haben Elkos und Keramikkondensatoren nichts verloren! nimm statt dessen Folienkondensatoren. Wobei es auch da noch Unterschiede gibt. Bei gewickelten Kondensatoren hat eine seite meist einen Strich. Diese Seite wirkt wie eine Schirmung auf den restlichen Wickel. Darauf sollte man beim Einbau dann achten.
Auch bei den Operationsverstärkern ist noch Luft nach oben. Kenner schwören auf rauscharme Typen von Burr-Brown. wobei die 07 und 08'er von TI mit dem BiFET Eingang schon recht gut sind.
Für die Versorgungsspannungen für den Analogteil sind Schaltregler schon mal ein NoGo. Linarregler sind das Mittel der Wahl. Die Masse muß sternförmig sich am Elko treffen. Mehrere kleine Elkos bringen mehr, als ein Großer. Kleine Keramik-C's parallel zu den Elkos blocken HF-Einkopplungen auf die Betriebsspannung ab. Ich persönlich könnte mir vorstellen, das ein per Spannugsteiler einstellbarer Linearregler, wenn man den Adj. Anschluß nochmal separat mit einer Kombination aus einem kleinen Elko und einem Kerko gegen Masse blockt, rauschärmer ist, als ein Festspannungsregler, den du so nicht "entrauschen" kannst.
madias:
dadurch "spare" ich mir die teureren R2R-OPs,
LM358 26ct im DIP8-Gehäuse bei Reichelt.
@nix_mehr_frei: Deine Tipps sind alle gut und sollten beherzigt werden, wenn es auf Rauscharmut ankommt. Aber wenn ich das richtig sehe, ist das an dieser Stelle der Schaltung garnicht nötig, hier wird ja nur eine Steuerspannung für z.B. einen VCO erzeugt.
danke für deine Tipps, die ich auch berücksichtigt habe/werde (ich bin durch die "harte Schule" des Musikdings Forums gegangen und mehrfach schroff, aber zurecht zurechtgewiesen worden ; aber manche Tipps kannte ich noch nicht)
Habe mir testhalber vor längerer Zeit eine Stück Burr Brown OP´s geleistet (ja, DIE muss man sich leisten!), war auch recht begeistert von denen, nur wenn man dann für ein Projekt gut 20 OP´s im Signalweg(!) hat, ist dann Schluss mit lustig (v.a. für die Geldtasche)
Mein Schaltnetzteil (PSAIG 62W +5V +15V -15V) arbeitet für meine Zwecke hervorragend, habe den Tipp dafür auch aus div. Foren bekommen, die die Döpfer-Modularteile damit betreiben, konnte noch keine negativen Eigenschaften auf den Signalweg entdecken.
Kerkos und Elkos habe ich im Schaltplan auch noch nicht eingezeichnet gehabt, auch wenn es, wie Schachmann richtig erwähnt hatte, nicht das direkte Signal, sondern die Steuerspannung ist.
@Schachmann: der LM358 ist aber nicht von Haus aus R2R, ist eher der LMV358 und der ist halt leider nicht in der Krabbelkiste Reichelt zu finden, da gibt´s wenn man SMD vermeiden will ab Euro 1.21 den OPA 347 PA (einfach!!! 2347 gibts nicht als PDIP)
Wobei ich auch noch bei einem Thema bin: Ich versuche, soweit wie möglich, ausschließlich kostengünstige Standardbauteile zu verwenden. Ausnahmen: ICL8038, SSM2164 (bzw. Coolaudio V2164, bei smallbear günstig zu haben). V.a. der v2164 nimmt schon enorm "Arbeit" ab (insb. beim VCF und VCO, da erspart man sich die LM13x00) Beispiel für einen 2164 4-Pole Filter: ウェブリブログ：サービスは終了しました。
Entschuldige aber Schaltnetzteile haben einfach nicht die Qualität von Linearnetzteilen. Schau Dir mal einen Ausgang in Osziloskop an. Da sind ca alle 50µS Zacken.
Uwe: darüber hab ich mir einfach keine Gedanken gemacht, da mir (besser gesagt meinen Ohren) nichts, also so richtig nichts negatives aufgefallen wäre. Kann es sein, dass das eingebaute Entstörfilter - zumindest im NF Bereich - so gut arbeitet, dass es nicht "stört"?
Datasheet: http://www.elpro.org/shop/_pdf_products_new/4985.pdf
Oszilloscope hab ich leider nicht, werde aber am PC die Wellenformen unter die Lupe nehmen (zumindest im hörbaren Bereich bis 22khz ist dies per Software möglich)
madias:
Kann es sein, dass das eingebaute Entstörfilter - zumindest im NF Bereich - so gut arbeitet, dass es nicht "stört"?
Lt. Datenblatt 100mVpp-Ripple - das ist schon heftig und wäre, mit entsprechendem Aufwand - sicherlich besser hinzubekommen.
Ich muss Uwe Recht geben, Schaltregler machen i.d.R. mehr "Krach" (also Noise) als Linearregler. Aber entscheidend ist doch was hinten rauskommt. Ich glaube nicht, dass man einen periodisch auftretenden Spike von sagen wir 80mV/1ms überhaupt hören kann. Sehen auf dem Oszilloskop? Ja! Klar und deutlich. Aber hören? Kann ich mir nicht vorstellen.
Deshalb habe ich ja einige Posts weiter oben schon mal angezweifelt, ob der ganze Aufwand mit Optokoppler und Spannung sauberhalten überhaupt nötig ist. Ich habe noch ein paar 4046 PLLs hier, mal sehen, wenn mich der Bastelwahn packt, vielleicht stöpsele ich mir mal einen VCO damit zusammen, einmal mit Batterie betrieben (saubere Spannung) und einmal mit Schaltregler zur Spannungsversorgung. Und dann mal hören, ob ein Unterschied feststellbar ist. Ich kann es mir nicht vorstellen.
Ich muss sagen, dass mich das jetzt schon ein wenig verunsichert, d.h. die Auswirkung wäre wenn, ein höherer Noisepegel?
Ansonsten könnte ich mal 4 Stück 9-Volt Batterien mit jeweils einem LM7815 und einem LM7915 testweise an die Schaltung anschließen und einen A/B Vergleich machen.
Wie würde ein besseres Entstörfilter in etwas aussehen?
Bzgl. Bastelwahn mit 4046, könnte ich ja diese Schaltung empfehlen: X-4046 VCO
@madias: Besten Dank für den Link! Ich habe mir die Schaltung angesehen, die ist ja garnicht so komplex. In einem anderen Thread hatte ich ja schonmal erwähnt, dass ich hier noch ein Synthi-Keyboard habe, und das irgendwie zum Leben erwecken will. Vielleicht wäre das was.
Aber zu Deiner Verunsicherung: Ich würde Dir empfehlen, mach' Dir erstmal keinen Kopf. Wenn es sich für Dich gut anhört ist es ok und wenn Du willst, kannst Du es ja mit den Batterien als Spannungsquelle vergleichen. Ich glaube nicht, dass man einen Unterschied hört. Falls doch, kann man dann immer noch über die Entstörung des Netzteils nachdenken.
gerne: Wegen der Schaltung (falls du es soweit durchgelesen hast) ist nur zu bedenken, dass es mehrere 4046er gibt, die nicht oder nur schlecht funktionieren, betrifft natürlich(!) all die Typen, die man im normalen Handel (und um wenige Cent auf Ebay) erhält:
TI CD4046BE
SGS Microelectronics HCF4046
Zitat:
"These particular ICs were the Texas instrument CD4046BE; they would not even make the first octave from 80 to 160 Hz. "
und
"There was one other type of 4046 that did not quite make the grade (in comparison to others that seemed much easier to tune) and that was the SGS Microelectronics HCF4046."
D.h. übrig bleibt:
National CD4046
Fairchild CD4046
Motorola MC14046 (angeblich der Beste)
D.h. wenn du nicht die drei letztgenannten Chips besitzt, klingt es eher nach Frustbasteln. Da würde ich eher 6 Euro für 10 Stück ICL8038 investieren (Versandkostenfrei über Ebay: http://tinyurl.com/oxftg22). Schaltung kann ich dir gerne per PM schicken (auch von Thomas Henry, ist ähnlich zum 4046er aufgebaut)!
Du wirst immer wieder über diese 2k Tempcos stolpern: sind SEHR schwer erhältlich (hab mir über smallbear welche geordert, aber auch nur SMD), wenns nur für ein Hobbyprojekt (bzw. einen Synth mit "Charakter" ist), dann nimm einfach 2k Widerstände und kleb die (selbstgematchten) Transitoren zusammen.
jetzt hab' ich tatsächlich draufgeschaut: Meine sind natürlich von TI
Egal! Schick mir die Schaltung gern zu, sowas interessiert mich immer!
Und, falls Du es noch nicht kennst, habe ich hier noch was entdeckt: http://hem.bredband.net/bersyn/VCO/vco_ministyle.html Da ist weiter unten auch eine Schaltung für einen spannungsgesteuerten Selektor - ich glaube sowas hattest Du noch gesucht, oder?
Yup, ist mir auch schon untergekommen, dass der 4051er besser geeignet ist, da er VDD,VEE und VSS beherrscht.
Mir ist nur die Schaltung http://hem.bredband.net/bersyn/4p%20VC%20switch.pdf nicht ganz klar:
Die VEE und VSS wird an -1 Volt angeschlossen? Klingt ein bisschen mager für mich, v.a. wenn man mit VPP 5 Volt arbeitet, da sollte VEE mindestens -3V sein oder?
Ich bin ja gespannt, ob meine Lösung mit den 4054 (bekomme ich erst) und 4066 funktioniert, zumindest hab ich schon geschafft, den 4066 mit +-5V über einen Optokoppler mit dem Arduino zu steuern (Übersprechen hab ich halt noch nicht getestet).
