自制超低失真的1kHz正弦波信号发生器，用于间接标定失真测试仪

zergxia1 · 发表于 2021-8-2 17:39:40

本帖最后由 zergxia1 于 2021-8-2 19:39 编辑

这是去年的制作了，拖到今年才想起来发个贴，给后来者做做参考吧
起因：我在咸鱼淘了一台二手的VA2230音频分析仪，老机器虽然老化有一些小毛病了，但凑合凑合也还能用。在使用中，有一个问题一直困扰着我，这老机器的失真测量没有经过校准，测出来的数据可靠吗？有没有参考价值？

我琢磨了半天，是不是可以找一个相对标准一点的信号源作为间接标定物，把手里的老机器和别人相对准确的新机器进行一个横向对比？以此来了解老机器的误差到底有多大。
然后我在网上搜索了半天，发现了这位仁兄的作品：www.crystalradio.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=646445 大受启发，于是就有了以下制作~

电路取自日本人黑田彻所著的《晶体管电路设计与制作》一书，属于文氏电桥振荡电路的一种。书本的PDF电子档网上也能搜到，有兴趣的朋友可以看看。
此电路有两只可调电阻用于调整双T的网络的频率，一只可调电阻用于微调对消失真。在实际使用中建议在双T网络中使用高稳定性的聚苯乙烯电容和0.1% 25PPM的高精度金属膜电阻来减少误差和提高振荡电路的时间、温度稳定性。另外，使用高质量的可调电阻也非常重要，劣质可调电阻的稳定性实在太差，万不可使用。

这是使用Sprint-Layout 6.0绘制的PCB，按照我的个人理解在原作的基础上做了一些修改，做成了双面板

焊接、组装完毕，运放还是使用原作中的5532 ，在振荡频率调试好以后给可调电阻点上电路板专用胶，避免误碰。我这里仅用于间接标定音频分析仪，不是特别在意振荡频率的准确程度，所以仅使用了MKP薄膜电容，有条件还是建议使用聚苯乙烯电容。

电路板使用淘宝购买的铁盒子全包裹屏蔽，铁盒子卡口进行打磨，确保上盖接触良好，整体一点接地。
电源部分使用恒达的小型环牛+生铁屏蔽罩+LM317双路稳压，所有线缆都紧密绞合。

这是盖上盖子的样子，每块振荡板都独立屏蔽，通过中间的供电开关来切换启动A/B通道的振荡器（俩通道不能同时运行）
振荡板到输出端子通过屏蔽电缆连接

这是装箱后正面和背面的样子，左右两个通道+中间的切换开关+下方的电源指示灯，背面是总电源开关。

这是最终的样子~

当一切都完工之后，剩下的就是测量和调试。在此我要特别感谢 L7audiolab （https://www.l7audiolab.com/）站长的鼎力帮助，这台小玩具做好以后，是狼教授帮忙做的测试和调试，也只有在APX555B的超强性能下，才能完成失真消除电位器的最佳调试。

最终，经过狼教授的精心调试，此电路达到了0.00007% 的THD+N、123dB SINAD 的性能。

一个小问题，如何进行间接标定呢？
我想到的办法是：做两块振荡板，一块尽可能做到最低失真，而另一块仔细调节失真消除电位器，使失真达到一个特定的值。当APX555B对有特定失真值的振荡板进行测量和标定以后，我就可以把信号发生器拿回来对我手里的仪器进行测试，如果数据一致，则证明我手里的仪器误差在可用范围内，大致可信。所以，现在知道为什么会有两块振荡板了吗？:lol:

事后复盘：
事后经过长期思考，我发现有几点可以继续优化。
一是变压器存在缺陷，我应该使用初次级完全屏蔽的环牛或R牛。
二是电源输入未使用3线插座，没有地线，也没有EMI滤波器。
这两点可以极大压减从市电传过来的高频共模干扰和通过变压器初次级耦合形成的地环路工频噪音。

最后，附上我的PCB文件，有兴趣的朋友可以下载试试