Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP 8038 nachbilden


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Zoran (Gast)


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Gibt es eine Möglichkeit den legendären 8038 (auch als MAX 8038) 
nachzubilden?

Wäre es möglich, das so zu machen, dass das pinout gleich bliebe?

Könnte man erwarten, dass mit der heutigen Technologie die Qualität 
besser ist, als die von damals?

von Larry (Gast)


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Die Schaltung ist im Datenblatt. Viel Spass beim Nachbauen!

von Harald W. (wilhelms)


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Zoran schrieb:

> Gibt es eine Möglichkeit den legendären 8038 (auch als MAX 8038)
> nachzubilden?
> Könnte man erwarten, dass mit der heutigen Technologie die Qualität
> besser ist, als die von damals?

Ja, heutzutage benutzt man DDS-Generatoren. Bei denen ist die Qualität
des Signals deutlich besser als beim 8038.

: Bearbeitet durch User
von Egon D. (egon_d)


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Larry schrieb:

> Die Schaltung ist im Datenblatt. Viel Spass
> beim Nachbauen!

Nur ein Sadist oder ein völlig Ahnungsloser kann
eine solche Empfehlung geben.

Welche Möglichkeit trifft zu?

von Egon D. (egon_d)


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Zoran schrieb:

> Gibt es eine Möglichkeit den legendären 8038
> (auch als MAX 8038) nachzubilden?

Naja, legendär ist eigentlich nur die Schlichtheit
der Außenbeschaltung.

Die technischen Daten sind nicht extrem
außergewöhnlich.


> Wäre es möglich, das so zu machen, dass das pinout
> gleich bliebe?

Dir gehört eine Chipfabrik?


> Könnte man erwarten, dass mit der heutigen Technologie
> die Qualität besser ist, als die von damals?

Definiere "Qualität".

Jeder Kennwert für sich genommen kann ohne weiteres
überboten werden, aber der IC in seiner Gesamtheit ist
in seiner Vielseitigkeit schwer zu übertreffen.

von Christoph M. (mchris)


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Gibt's eigentlich Musiksynthesizer mit dem Chip?

von Sven D. (sven_la)


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Es gibt jedenfalls VCOs für Eurorack die den 8038/Max038 verwenden.

von Kinderkacke Entsorger (Gast)


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google "MAX 8038 second source"


-> 
https://forum.allaboutcircuits.com/threads/alternative-for-max038.1349/

-> ICL8038 by amazon -> 
https://www.amazon.de/ICL8038/s?ie=UTF8&page=1&rh=i%3Aaps%2Ck%3AICL8038

kauf dir einen, miss ihn aus, dann kannst die Qualität beurteilen.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Es gab nie einen MAX8038, nur den MAX038
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX038.pdf
wird aber nicht mehr hergestellt. "obsolete", EOL (end-of-life)
man bekommt noch Restbestände ("In Stock 2,113") von Rochester, dem 
offiziellen Resteverwerter von Maxim:
https://www.rocelec.com/search?q=MAX038

er ist nicht kompatibel zum älteren "8038", den nur Intersil/Harris und 
Exar hatten:

http://www.bmo.physik.uni-muenchen.de/~riedle/Elektronik_I/KW102/ICL8038.pdf
http://www.electronic-engineering.ch/radiocontrol/datasheets/xr8038.pdf

bei Harris (Seite 4) sieht man den Dreieck-zu-Sinus Wandler rechts im 
Schaltplan. Eine Menge Transistoren, die das Dreieck oben und unten 
verrunden.

Zwischen den beiden Typen geb es noch den XR2206.
https://www.sparkfun.com/datasheets/Kits/XR2206_104_020808.pdf
auch nicht kompatibel zu den anderen

: Bearbeitet durch User
von Larry (Gast)


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> ein völlig Ahnungsloser

Meinem per annum folgend, kann ich nicht ganz ahnungslos sein.

Vermutlich kennt der TO nicht mal das Datenblatt.
Und wenn er es kennt, versteht er es nicht.

von Harald W. (wilhelms)


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Christoph db1uq K. schrieb:

> Es gab nie einen MAX8038, nur den MAX038
> er ist nicht kompatibel zum älteren "8038",
> Zwischen den beiden Typen geb es noch den XR2206.
> auch nicht kompatibel zu den anderen

...und welcher dieser drei hatte den niedrigsten Klirrfaktor?
M.W. kommt da keiner unter 1%.

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Christoph M. schrieb:
> Gibt's eigentlich Musiksynthesizer mit dem Chip?
Ich hatte mal was damit gebaut, ja. Eine Art analoge monophone Flöte, 
basierend auf dem Dreiecksausgang und Selbstbau RibbonController.

Es gab auch immer mal Bauvorschläge aus dem Elektor.

Harald W. schrieb:
> ...und welcher dieser drei hatte den niedrigsten Klirrfaktor?
> M.W. kommt da keiner unter 1%.
Der 2206 ist nach meiner Erinnerung besser. Wobei:

Wenn man die Funktionen klirrfrei nachbaut, was heute ja einfach möglich 
ist, verliert man den Charakter des Chips. Vor allem der Sinus hat es ja 
in sich. Die Bildung mit Dioden führt zu abschnittsweisen Knicken und 
entsprechendem Spektralverhalten. Das nachzubilden ist nicht so einfach, 
will man es nicht mathematisch exakt tun, was zu hart klingt.

Im Zuge der Entwicklung der Moog-Emulation, hatte ich damit mal 
begonnen:
http://www.96khz.org/htm/ladderfiltermodul.htm

Statt der Transistoren kann man Dioden (selbe Gleichung) verwenden und 
das Abrunden vollziehen. Braucht aber eigentlich keiner.

Um den Chip als solchen nachzubilden, braucht man aber auch ein Gehäuse 
oder wenigstens ein Gehäuseadapter.

Sowas z.B.:
Beitrag "BitConnector: freies VHDL Entwicklungsboard (CPLD) für Steckbrett"

von Hp M. (nachtmix)


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Jürgen S. schrieb:
> Statt der Transistoren kann man Dioden (selbe Gleichung) verwenden und
> das Abrunden vollziehen. Braucht aber eigentlich keiner.

Vielleicht doch.
Als Diode beschaltete Transistoren haben die "idealere" Diodenkennlinie.



Wenn der TE unbedingt den ICL8038 mit diskreten Teilen nachbauen will, 
könnte er als Vorbild mal das Manual vom HP3310 heranziehen. Sollte es 
bei BAMA geben.
 Bei diesem Teil von 1969 findet man,-nur mit besseren Daten-, schon das 
Meiste, was über 10 Jahre später in den o.g. genannten ICs 
wiederzufinden war.

An die Platine noch den passenden Stecker dran, der in die Fassung des 
8038 passt und fertig ist die Laube:)

von Harald W. (wilhelms)


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Hp M. schrieb:

> Wenn der TE unbedingt den ICL8038 mit diskreten Teilen nachbauen will,
> könnte er als Vorbild mal das Manual vom HP3310 heranziehen.
>  Bei diesem Teil von 1969 findet man,-nur mit besseren Daten-, schon das
> Meiste, was über 10 Jahre später in den o.g. genannten ICs
> wiederzufinden war.

Die Theorie des Sinusformers findet man auch bei Tietze/Schenk.

von Route_66 H. (route_66)


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Harald W. schrieb:
>> Es gab nie einen MAX8038, nur den MAX038
>> er ist nicht kompatibel zum älteren "8038",
>> Zwischen den beiden Typen geb es noch den XR2206.
>> auch nicht kompatibel zu den anderen
>
> ...und welcher dieser drei hatte den niedrigsten Klirrfaktor?
> M.W. kommt da keiner unter 1%.

Wo reiht sich eigentlich der DDR-Nachbau IA338D ein?
Nach meiner Meinung eine schlechtere Version des XR2206.

von Larry (Gast)


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> der DDR-Nachbau IA338D

Wer den bestellte, bekam dann den ICL8038 von Intersil.
Wer einen C501 bestellte, bekam TL501 von TI.

Usw. usf...

von Route_66 H. (route_66)


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Larry schrieb:
>> der DDR-Nachbau IA338D
>
> Wer den bestellte, bekam dann den ICL8038 von Intersil.
> Wer einen C501 bestellte, bekam TL501 von TI.

Ich habe sowohl IA338 als auch alle C50x im Keller...

von Larry (Gast)


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> Ich habe sowohl IA338 als auch alle C50x im Keller...

Da hab ich wohl einfach zu zeitig bestellt.
Der "Ersatz" war ja fuer mich auch gut genug.

von Christoph M. (mchris)


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Scheinbar baut man gerne LFOs für Synthesizer mit dem ICL8038:
https://www.muffwiggler.com/forum/viewtopic.php?t=19837

von Harald W. (wilhelms)


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Route_66 H. schrieb:

>>> der DDR-Nachbau IA338D
>>
>> Wer den bestellte, bekam dann den ICL8038 von Intersil.
>> Wer einen C501 bestellte, bekam TL501 von TI.
>
> Ich habe sowohl IA338 als auch alle C50x im Keller...

Ist dort das Ostalgie-Museum untergebracht?

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Christoph M. schrieb:
> Scheinbar baut man gerne LFOs für Synthesizer mit dem ICL8038:
> https://www.muffwiggler.com/forum/viewtopic.php?t=19837
Dafür, dass der bis 20MHz geht, etwas overdressed, finde ich. Klar, er 
bietet die Grundfunktionen für LFOs, aber das war es auch. 
Wahrscheinlich wird er eingesetzt, weil billig.

Sven D. schrieb:
> Es gibt jedenfalls VCOs für Eurorack die den 8038/Max038 verwenden.
Interessant. Wenn ich mir das Datenblatt ansehe, wie der Sinus und vor 
allem das Dreieck im Detail aussehen, kann man das auch einfacher und 
besser aufbauen.

Harald W. schrieb:
> Die Theorie des Sinusformers findet man auch bei Tietze/Schenk.
Habe gerade mal kurz gesucht: Hättest du eine konkrete Seite? Ich habe 
die 12. Auflage hier.

Hp M. schrieb:
> Vielleicht doch.
> Als Diode beschaltete Transistoren haben die "idealere" Diodenkennlinie.
Ich war jetzt gedanklich schon beim Modellieren und hatte ein ideale 
Diode (mit log-Verlauf) angesetzt.

Hp M. schrieb:
> Wenn der TE unbedingt den ICL8038 mit diskreten Teilen nachbauen will.

Den Chip mit diskreten Bauteilen nachzubauen, fände ich jetzt nicht so 
sinnig. Dann lieber die 3,50 aus dem Ausverkauf investieren.

Will man wirklich den Chip nachbilden, müsste man schon die analogen 
Eigenschaften emulieren und da wäre einiges zu tun.

Will man nur die Funktion SRD nachbilden, tut es ein einfacher DDS 
Schaltkreis mit Zwischenfilterung als zweistufige DDS, wobei die hintere 
Wellenerzeugung aus dem Sinus am einfachsten gelingt. 
Schwingung-Schaltkreis per rückgekoppeltem Filter, dann das LSB als 
Rechteck und ein Integrator auf dieses Signal multipliziert mit der 
Frequenzeinstellung.

In beiden Fällen müsste man sich Gedanken machen, wie man den Einfluss 
der frequenzbestimmenden Bauteile bei externer Beschaltung ins Spiel 
bringt.
Eine Möglichkeit wäre, die RC-Glieder mit einer PWM zu besaften, 
auszumessen und dann den Wert in die Frequenzsynthese einfließen zu 
lassen.

von m.n. (Gast)


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Jürgen S. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Die Theorie des Sinusformers findet man auch bei Tietze/Schenk.
> Habe gerade mal kurz gesucht: Hättest du eine konkrete Seite? Ich habe
> die 12. Auflage hier.

In der 9. Auflage ist das "Sinusnetzwerk" schon verschwunden. In der 4. 
steht es auf Seite 213.
Für die analogen Schaltungen sind die älteren Auflagen die besseren.

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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m.n. schrieb:
> In der 9. Auflage ist das "Sinusnetzwerk" schon verschwunden. In der 4.
> steht es auf Seite 213.
Danke für die Info! Da kann ich natürlich lange suchen.

> Für die analogen Schaltungen sind die älteren Auflagen die besseren.
Mir gar nicht bewusst, dass das Standardwerk der Elektroniker so massiv 
auf Digital setzt und alte (durchaus nützliche) Sachen, kippt. Ich nehme 
mal an. dass die Sektion digitale Filter, die ich gerade aufgeschlagen 
habe, in den alten Werken fehlt.

von Helmut L. (helmi1)


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m.n. schrieb:
> In der 9. Auflage ist das "Sinusnetzwerk" schon verschwunden.

In der 11. Auflage steht es ab Seite 790...

von m.n. (Gast)


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Helmut L. schrieb:
> In der 11. Auflage steht es ab Seite 790...

Interessant. Und auch richtig mit Dioden und Widerständen oder mit 
Widerstandsnetzwerk und Multiplexer?

von Helmut L. (helmi1)


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Mit Dioden und Widerstaende.
Und die Berechnung dazu ueber die Knickstellen und die zu erwartende 
Verzerrung.

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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In der 12. Ausgabe habe ich es mit dem Hinweis auch gefunden. Danke.

Die Abbildung 12.7 auf der folgenden Seite 772 zeigt die 
"Fehlerspannung". Das finde ich für einen allgemeinen Sinus 
inakzeptabel. Die Schaltung im 8038 ist genauer, hat mehr Knickstellen.

Wir hatten übrigens hier schon einmal so ein Thema, bei dem ich meinen 
vereinfachten "Knicksinus" gepostet hatte:
Beitrag "Re: Probleme mit Signalgenerator/Dreieck"

Im Gegensatz zu dem, was 8038 oder ML tun, produziert meiner die Knicke 
genau so, dass ganzzahlige Oberwellen entstehen, die musikalisch passen.

Interessanterweise sieht die "Fehlerspannung" grundsätzlich ähnlich 
aus:-)

Wenn man das algorithmisch macht, ist es aber ein einfaches, einen 
runderen Sinus hinzubekommen.

von Larry (Gast)


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> Die Schaltung im 8038 ist genauer, hat mehr Knickstellen.

Das waere auch mein Gefuehl. Mit der "Spezialbeschaltung" im
Datenblatt sollen 0.5 % erreichbar sein.
Fuer den XR2206 werden abgeglichen 0.4 % angegeben.

Klanglich relevante Auswirkungen haben weder 0.4 % noch 0.5 %.
Es sei denn man subtrahiert einen idealen Sinus und nutzt
die Fehlerspannung.

Insoweit halte ich auch eine Softwareemulation um den "realen"
Klang eines 8038/2206 nachzubilden, fuer ziemlichen Humbug.

von Audiomann (Gast)


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Larry schrieb:
> Das waere auch mein Gefuehl. Mit der "Spezialbeschaltung" im
> Datenblatt sollen 0.5 % erreichbar sein.

Woher kommen dein 0,5%? Ist das der Fehler der Amplitude oder THD?

von Larry (Gast)


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> THD

[x]

von Audiomann (Gast)


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Jürgen S. schrieb:
> bei dem ich meinen
> vereinfachten "Knicksinus" gepostet hatte:
Wie sieht denn dieser ominöse "Amplitude Decoder" aus?

Larry schrieb:
>> THD
> [x]
Gemessen? Kaum vorstellbar. Der Satz klingt eher nach geraten:

Larry schrieb:
> Das waere auch mein Gefuehl. Mit der "Spezialbeschaltung" im
> Datenblatt sollen 0.5 % erreichbar sein.
Du weißt, dass schon 1% Klirr nicht einfach zu erreichen ist und der 
Grenzwert für die HIFI-Norm darstellt?

Helmut L. schrieb:
> Mit Dioden und Widerstaende.
> Und die Berechnung dazu ueber die Knickstellen und die zu erwartende
> Verzerrung.
Bitte mal posten.

Christoph M. schrieb:
> Scheinbar baut man gerne LFOs für Synthesizer mit dem ICL8038:
> https://www.muffwiggler.com/forum/viewtopic.php?t=19837
Ja, der dort genannte Herr Henry findet den Chip so toll, dass er ihn 
als Grundlage für "*den* Synthesizer des 21.Jhdt" propagiert.
http://www.birthofasynth.com/Thomas_Henry/Pages/8038.html

Ich für meinen Teil finde es bemerkenswert, dass jemand 7 Jahre nach der 
Jahrtausendwende noch mit einem Chip baut, der seit dem Mauerfall nicht 
mehr produziert wird.

von Harald W. (wilhelms)


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Audiomann schrieb:

>> Das waere auch mein Gefuehl. Mit der "Spezialbeschaltung" im
>> Datenblatt sollen 0.5 % erreichbar sein.
> Du weißt, dass schon 1% Klirr nicht einfach zu erreichen ist und der
> Grenzwert für die HIFI-Norm darstellt?

Nun, mit einem Wienbrückengenerator lässt sich ohne grössere Problemr
auch 0,1% erreichen. Man sollte vielleicht je nach Anwendung mal über
den Tellerrand schauen und eine andere wesentlich bessere Schaltung
verwenden.

von Larry (Gast)


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> Ich für meinen Teil finde es bemerkenswert

das hier jemand, scheinbar ohne mal einen Blick in die Datenblaetter
vom ICL8038 und XR2206 geworfen zu haben, entweder sinnloses oder
sowieso allgemein Bekanntes von sich gibt.
Dort haette er naemlich sowohl die THD-Angaben, als auch die
dafuer noetige Aussenbeschaltung gefunden.

Tipp: Datenblaetter findet man nicht auf utube!

> Bitte mal posten.
Such doch selber!

Ich habe sowohl schon einen Funktionsgenerator mit dem ICL8038
als auch dem XR2206 gebaut. Die wuerde ich fuer Klirrfaktormessungen
auch nicht einsetzen. Dafuer habe ich durchaus besseres.

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Larry schrieb:
> Klanglich relevante Auswirkungen haben weder 0.4 % noch 0.5 %.
> Es sei denn man subtrahiert einen idealen Sinus und nutzt
> die Fehlerspannung.
Klarer Widerspruch. Die abschnittsweise Annäherung mit den n Knicken 
hatte ich ja oben bereits benannt: Ich kann genau das mit meinem Synth 
nachstellen (auch wenn die Intention damals nicht das Diodennetzwerk 
war). Der Unterschied ist eklatant. Der wesentliche Unterschied zwischen 
der eher kontinuierlichen Verzerrung durch Halbleiterkennlinien und 
Geraden, bewegt sich im hohen Frequenzbereich, den man wegfiltern kann 
und wird, weil er ohnehin nicht im Spektrum des Chips liegt. Auch das 
kann ich mit meinem Ladder-Filter das ich gelinkt hatte, nachstellen:

Mit und ohne Filterung bzw. mit Transistoren (oder Dioden) oder 
Geradenabschnitten sind die Fehler in jedem Fall erheblich größer, als 
diese Annahme:

Audiomann schrieb:
> Woher kommen dein 0,5%?
Nur 0,5% dynamische Verzerrung wären in der Tat nicht viel. Wobei:

Audiomann schrieb:
> Du weißt, dass schon 1% Klirr nicht einfach zu erreichen ist und der
> Grenzwert für die HIFI-Norm darstellt?
Der 1%-Wert auch gerne dazu herangezogen, wenn es darum geht, 
festzulegen, bei welcher Lautstärke (spl) Mikrofone noch "unverzerrend" 
aufnehmen. Danach bemisst sich der Referenzpegel. Bei Studiomikrofonen 
wird sogar 0,5% angesetzt. Dieser liegt regelmäßig 6dB darunter.

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Larry schrieb:
> Dort haette er naemlich sowohl die THD-Angaben,
Ich habe hier ein altes gedrucktes dB eines ICL 8038 sowie ein PDF des 
MAX38.

Das des 038 sagt "Total Harmonic Distortion THD CF = 1000pF, FO = 100kHz 
2.0 %". Interessant sind dabei die 100kHz. Ich unterstelle mal, dass es 
bei 1kHz wegen des größeren headrooms im Messbereich mehr sind.

Das Datenblatt des (älteren!) ICL benennt 1% auf dem Deckblatt und innen 
0.5% unter den besten Konditionen. Die realen Konditionen sind aber in 
"unserem" Fall des Audio eher auch 20Hz und da sind die Verzerrungen 
definitiv größer, denke ich.

Audiomann schrieb:
> Jürgen S. schrieb:
>> bei dem ich meinen
>> vereinfachten "Knicksinus" gepostet hatte:
> Wie sieht denn dieser ominöse "Amplitude Decoder" aus?
Im Prinzip so, wie hier beschrieben: Digitale Sinusfunktion

Damit hatte man in der ersten Version eine Parabel. Mit entsprechender 
Erweiterung kriegt man auch die Oberwelle weg - siehe die Formel weiter 
unten im Artikel.


Harald W. schrieb:
> Nun, mit einem Wienbrückengenerator lässt sich ohne grössere Problem
> auch 0,1% erreichen. Man sollte vielleicht je nach Anwendung mal über
> den Tellerrand schauen und eine andere wesentlich bessere Schaltung
> verwenden.
q.e.d

Den WBG kriegt man nur nicht als Folger einer (numerisch erzeugten) 
Dreiecksspannung hinten dran geschaltet und zudem Aufwand bei der 
Filterung und damit Anpassung an die Zielfrequenz. Der Chip basiert ja 
darauf, ein einfaches Dreieck zu erzeugen und daraus per Knickfunktion 
eine Krümmung hinzutrimmen.

Die Alternative wäre gewesen, einen universellen Sinusgenerator in einen 
Chip zu gießen und per Komparator / Integrator die beiden anderen 
Signale zu generieren. So wird das bei vielen analogen Synthesizern auch 
gemacht. Mir ist nicht bekannt, ob es damals entsprechende Chips gab, 
ich weiß nur dass es inzwischen (wieder) Chips für Analogsynthese gibt, 
die in remakes von vintage synths verbaut sind.

von Christoph M. (mchris)


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Larry:
>Ja, der dort genannte Herr Henry findet den Chip so toll, dass er ihn
>als Grundlage für "*den* Synthesizer des 21.Jhdt" propagiert.
>http://www.birthofasynth.com/Thomas_Henry/Pages/8038.html

>Ich für meinen Teil finde es bemerkenswert, dass jemand 7 Jahre nach der
>Jahrtausendwende noch mit einem Chip baut, der seit dem Mauerfall nicht
>mehr produziert wird.

Das finde ich erstaunlich, weil es in der Bucht haufenweise die obigen 
Signalgeneratoren zu kaufen gibt.

von Christoph M. (mchris)


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Dateiendung hat gefehlt.

von m.n. (Gast)


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Das sind wahrscheinlich Bestände aus einem abgebrannten Lager, sonst 
wären sie ja nagelneu.
Auf der Platine kann ich keinen 8038 entdecken!

von Helmut L. (helmi1)


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Hier kann man es sehen das ein ICL drauf ist.

https://de.aliexpress.com/item/33050528671.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.6aad237clj70sn&algo_pvid=14ea23de-a0eb-48d1-8b0b-2b9f6ffd243a&algo_expid=14ea23de-a0eb-48d1-8b0b-2b9f6ffd243a-28&btsid=f6dbbede-7f02-4743-b1c3-dbb06c5186a5&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_6,searchweb201603_55

Fuer sagenhafte 0.97 Euro.
Ich glaube ich mach mir mal den Spass und bestell das Teil einfach mal.
Dann kann man das Teil mal mit einen HP8903 Klirrfaktormessbruecke 
ausmessen.

von Helmut L. (helmi1)


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von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Helmut L. schrieb:
> Fuer sagenhafte 0.97 Euro.

Für einen einzelnen Tongenerator mag das günstig sein, aber um Musik zu 
machen, bräuchte es deren mehrere und das lohnt wohl eher nicht.

In einem kleinen Spartan 3A, der im Jahre 2008 in Stückzahlen zu 3,25 zu 
kaufen war (keine Ahnung was der heute kostet / kosten würde) hatte ich 
seinerzeit für eine Wellensyntheseanwendung für Ultraschall 16 solcher 
Generatoren mit je 8 Kanälen realisiert. Gepipelinete Sinusschwinger in 
Form von Gleichungen, synch-, steuer- und parametrierbar wie ein 
analoger Sinusgenerator und das Ganze mit einer Grenzfrequenz von 3MHz. 
Dreieck, Rechteck und Sägezahn direkt ableitbar. Ausgabe per PDM. 
Taktfrequenz der FPGAs und der PDM knapp 25 MHz. Umgerechnet auf das 
halbe FPGA, welche diese Architektur belegte, sind das noch 
"sagenhaftere" 3 Cent pro Generator. Für weitere 3 Cent kriegt man das 
Vogelfutter, um die Kanäle zu filtern. Braucht noch einen Buffer 
(konkret einen 4 Kanal-OP zu etwas wie 0,70 oder so). Ich komme da auf 
etwas wie 0,25 pro Kanal und der bringt an die 16Bit Audio-Qualität im 
hörbaren Bereich.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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kaum zu entziffern, SHEZ = Intersil in Shenzhen?

Ich muss mal die alte Funkschau suchen, irgendwann 70er Jahre, da war 
ein 8038 mit einer Kapazitätsdiode für Mittelwelle beschaltet, damit 
konnte der als VCO den gesamten Hörbereich in einem Wobbelhub 
überstreichen.

: Bearbeitet durch User
von Marten Morten (Gast)


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Christoph M. schrieb:
> Das finde ich erstaunlich, weil es in der Bucht haufenweise die obigen
> Signalgeneratoren zu kaufen gibt.

Naheliegend wäre, dass es sich bei den ICs für kleines Geld aus China um 
Nachbauten handelt.

Damit wäre auch die Frage des Threadstarters beantwortet:

Zoran schrieb:
> Gibt es eine Möglichkeit den legendären 8038 (auch als MAX 8038)
> nachzubilden?

von Zoran (Gast)


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Marten Morten schrieb:
> Christoph M. schrieb:
>> Das finde ich erstaunlich, weil es in der Bucht haufenweise die obigen
>> Signalgeneratoren zu kaufen gibt.

"haufenweise" finde ich übertrieben. Es gibt einige, ok.

> Naheliegend wäre, dass es sich bei den ICs für kleines Geld aus China um
> Nachbauten handelt.
Sicher? Und die Qualität?

> Damit wäre auch die Frage des Threadstarters beantwortet:
Nicht so ganz. Mir ginge es aber nicht um das erwerben sondern den 
Ersatz des Chips in besserer Form. Die Anwendung dafür besteht ja 
bereits.

von asd (Gast)


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> Gibt es eine Möglichkeit den legendären 8038
> (auch als MAX 8038) nachzubilden?

Wenn ein Chip legendär und rar genug ist wird das tatsächlich gemacht:
https://www.c64-wiki.com/wiki/SwinSID

von Harald W. (wilhelms)


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asd schrieb:
>> Gibt es eine Möglichkeit den legendären 8038
>> (auch als MAX 8038) nachzubilden?
>
> Wenn ein Chip legendär und rar genug ist wird das tatsächlich gemacht:
> https://www.c64-wiki.com/wiki/SwinSID

Für den LM3909 gabs auch Ersatzschaltungen z.B. von Elektor.

von M. W. (elektrowagi78) Benutzerseite


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Harald W. schrieb:
> Für den LM3909 gabs auch Ersatzschaltungen z.B. von Elektor.
Braucht man soetwas heute noch?

von Hp M. (nachtmix)


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Helmut L. schrieb:
> Fuer sagenhafte 0.97 Euro.
> Ich glaube ich mach mir mal den Spass und bestell das Teil einfach mal.
> Dann kann man das Teil mal mit einen HP8903 Klirrfaktormessbruecke
> ausmessen.

Dann solltest du aber nicht die mitgelieferten Klasse-2 
Keramikkondensatoren verwenden, denn die dürften alle guten 
Eigenschaften des IC verderben.

von Harald W. (wilhelms)


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Markus W. schrieb:

>> Für den LM3909 gabs auch Ersatzschaltungen z.B. von Elektor.
> Braucht man soetwas heute noch?

Nun, zumindest war dieses IC ganz praktisch, wenn man eine Blinkled
an einer 1,5V-Zelle ohne zusätzliches Schaltnetzteil betreiben will.

von M. W. (elektrowagi78) Benutzerseite


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ok, das wäre eine Anwendung und ein Vorteil, stimmt.

Eine Anmerkung noch zum 8038:

Gibt es aktuelle replacements dafür?
Ich denke nicht.
Ich glaube auch nicht, dass die jemand wirklich noch braucht.
Wenn schon, dann wäre ein Signalgenerator-IC hilfreich, dass sehr genau 
und bis in den hohen MHz-Bereich arbeiten kann.

von Harald W. (wilhelms)


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Markus W. schrieb:

> Wenn schon, dann wäre ein Signalgenerator-IC hilfreich, dass sehr genau
> und bis in den hohen MHz-Bereich arbeiten kann.

Das geht mit DDS.

von M. W. (elektrowagi78) Benutzerseite


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Harald W. schrieb:
> Das geht mit DDS.

Die Chips haben aber keine analog steuerbare Frequenz und auch kein 
Dreiecksausgang. Da kommt oft nur ungefilterter Sinus heraus.

von Lötauge (Gast)


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Markus W. schrieb:
> keine analog steuerbare Frequenz und auch kein
> Dreiecksausgang.
Das mit der analogen Steuerung stimmt.
Ansonsten: AD9833 - Sinusoidal, triangular, and square wave outputs

von Egon D. (egon_d)


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Markus W. schrieb:

> Gibt es aktuelle replacements dafür?
> Ich denke nicht.

Ich verstehe den Sinn der Diskussion nicht; bitte klärt
mich auf: Wozu sollte ein "Ersatz" des 8038 nützlich sein?

Die einzige echte Stärke dieses IC ist seine Vielseitigkeit.
In einem konkreten Projekt benötigt man aber i.d.R. nur
BESTIMMTE WENIGE Leistungsmerkmale, die auch eine speziell
entwickelte Schaltung aus Standardkomponenten bieten kann.


> Ich glaube auch nicht, dass die jemand wirklich noch
> braucht.

Vollintegrierte Lösungen wie der 8038 haben immer ein und
denselben Vorteil: den Preis. Sie sind billig.


> Wenn schon, dann wäre ein Signalgenerator-IC hilfreich,
> dass sehr genau und bis in den hohen MHz-Bereich arbeiten
> kann.

Das gibt es. Für mittlere Frequenzen heißt das "DDS" und für
richtig hohe "PLL".

von Harald W. (wilhelms)


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Egon D. schrieb:

> Ich verstehe den Sinn der Diskussion nicht; bitte klärt
> mich auf: Wozu sollte ein "Ersatz" des 8038 nützlich sein?
>
> Die einzige echte Stärke dieses IC ist seine Vielseitigkeit.

...und ein echte Schwäche ist der grosse Klirrfaktor. Diese
Schwäche lässt sich m.E. auch mit moderneren Konzepten nicht
verbessern. Überhaupt hat sich gezeigt, das "eierlegende Woll-
milchschweine" schon in der Natur nicht funktioniert haben.
Will man einen guten Sinusgenerator bauen, nimmt man einen
Wiengenerator. Will man einen guten Rechteckgenerator, nimmt
man ein digitales Konzept. Will man einen guten Dreieckgene-
rator nimmt man eine Stromquellen-Kondensator-Komparator-
Schaltung. Inzwischen gibt es ja auch Kombinationen dieser
drei Schwingungsformen als DDS-Generator. Der wird aber ganz
anders angesteuert. Grundsätzlich sollte man sich daran ge-
wöhnen, das der Satz "früher war alles besser" zwar manchmal,
aber immer seltener stimmt.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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von Harald W. (wilhelms)


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Christoph db1uq K. schrieb:

> Wien-Brücke - dazu gibt es die Appnote 43 von Jim Williams
>
> 
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an43f.pdf
> Seite 29-32

Erstaunlich, mit welch geringem Aufwand man dort einen sehr kleinen
Klirrfaktor erreicht.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Es gibt ein Buch von Jim Williams, in dem er noch ausführlicher auf das 
Thema Wienbrücke eingeht:
ISBN 9780750616355
Hier ein Diagramm aus dem Buch zur Auswahl der Glühlampe, das scheint 
ein Schlüsselbauteil zu sein, man kann nicht einfach igendeine nehmen.

: Bearbeitet durch User
von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Das erinnert mich schwer an ein Projekt in meinem ersten Job, wo es um 
Linearisierung von Temperaturkurven mit einem HC08 ging. In dem 
gelinkten Dokument von Linear ist etwas Ähnliches beschrieben und bei 
der Bewerbung hatte ich auf meine damalige Webseite verwiesen, wo ich 
eben diesen Wienbrückengenerator mit meinem Sinusgenerator auf DSP-Basis 
verglichen hatte. Der war damals nur nicht mit HC08-Assembler sondern 
auf einem TMDS320-System, wo ich meine Audioexperimente mit gemacht 
hatte.

Später hatte ich das auf einen Motorola-DSP und dann letzlich in die 
FPGAs gebracht.
http://www.96khz.org/oldpages/analogoscillatordigital.htm

Ich habe auch schon Wien-Brücken mit OP-VHDL nachgebildet und angedacht, 
den nachzubauen, es aber dann wegen dieser sonderbaren Lampen sein 
gelassen. Keine Ahnung, was die genau machen.

Die Lampen-Strom-Stabilisierung (oben mit genau 4en davon) ist absolut 
kurios aber eben auch vollkommen unpraktisch. Auch das Umschalten der 
Frequenzen ist nicht wirklich nutzbar. Zudem bräuchte man bei der 
Umsetzung sehr genaue Potentiometer.

So etwas wäre aber genau das Richtige für einen echten 
vintage-Analogsynthesizer, die Lampen am Besten auf der Oberfläche 
montiert, mit IR-Sensoren temperaturüberwacht und -stabilisiert, sowie 
die Ausgangsstufe mit Röhren aufgebaut. Verkäuft sich in gewissen 
Kreisen sicher bestens:-)

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Harald W. schrieb:
> ...und ein echte Schwäche ist der grosse Klirrfaktor.

Wie ich hier beschrieben hatte, sind das offiziell 1-2%.
Beitrag "Re: 8038 nachbilden"

Ist jetzt die Frage, für welche Anwendung das zuviel ist. Mir wäre für 
Musik 1% in der Tat zuviel, denn ich generiere aus den Sinüssen durch 
Faltung und Multiplikation einiges an Oberwellen für additive Synthese 
und dann wirken sich 1% schon sehr stark aus. Fürs einfache Musikmachen 
ist es aber locker ok. Siehe "HIFI-Norm"- Argument.

> Diese Schwäche lässt sich m.E. auch mit moderneren Konzepten nicht
> verbessern.
Nun ja, wenn man den Sinus analytisch erzeugt und mit einem 
Studio-Wandler ausgibt, sind Klirrfaktoren im Bereich von einigen ppm 
machbar, da ist dann  eher der Frequenzgang entscheidend (typisch 
+/-0,5dB). D.h. bei der Messung wird der Spektralfehler durch den 
uneinheitlichen Frequenzgang regelrecht kaschiert.

Zeitdiskret kommt natürlich ein Rasterproblem hinein, aber bei heute 
üblichen 16Bit sind auch mit mittleren Tabellen sehr leicht 
Klirrfaktoren von deutlich unter 1 Promille zu machen. Da kommt es dann 
sehr auf die Abtastrate und die Phasenfehler an. Für kontinuierliche, 
nicht ganzzahlige Sinusgeneration braucht es dann aber schon Abtastraten 
im Bereich von wenigstens 10:1, besser 50:1, je nach Filterung. Einen 
5kHz-Sinus kriegt man mit 48kHz-Abstatung und den üblichen Audiofiltern 
sehr gut hin. Wegen der Transienten der Reko-Filter ist das bei 
Rechteck-Signalen schwieriger. Da braucht es Abtastraten von mindestens 
100:1 bei passender Grenzfrequenz, also z.B. - wie an anderer Stelle 
ausgeführt - 768kHz mit ca. 100kHz GF. Das taugt für ein 1kHz-Rechteck 
und seine Oberwellen im hörbaren Bereich.

Der Klirrfaktor für eine Sinuswelle von 1kHz - 2kHz liegt bei dem System 
selbst für die jeweils ungünstigste Konstellation von Abtast- und 
Zielfrequenz (Phasensprünge im Bereich von ca. 20Hz und damit alle 
Oberwellen derselben im Hörbaren) auch klar im Promillebereich. Ich 
liege also auch damit technisch besser, als das, was ich am Wandler 
ausgeben kann.

Bei digitalen Chip wie den DDS-Generatoren von AD liegt man bei den dort 
verwendeten Tabellengrößen im Bereich von besser 90dB SFDR. Mit etwas 
Trickserei und optimierter Ansteuerung ist es mir bei einer 
industriellen Anwendung gelungen, samt Reko-Filter am Ausgang ein Signal 
mit >105dB THD(N) zu erzeugen für den vollen Variationsbereich um 
mehrere Prozente um die Zielfrequenz herum. Mit der händisch optimierten 
Tabelle im FPGA ging es bis 115dB.

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Jürgen S. schrieb:
> es aber dann wegen dieser sonderbaren Lampen sein
> gelassen. Keine Ahnung, was die genau machen.

Den Brückenabgleich machen die!

Und weil sie sich für geringen Klirrfaktor ohmsch verhalten sollen, 
andererseits zwecks Regelung der Amplitude auch wieder nicht, muss die 
Zeitkonstante für Temperaturänderungen des Glühdrahtes sehr viel größer 
sein, als die Schwingungsdauer des Oszillators. Eine Lampe mit dickerem 
Draht ist also einer mit dünnerem Draht (geringerer Betriebsstrom) 
vorzuziehen.

Da im Regelbereich Abkühlung und Erwärmung des Glühwendels etwa gleich 
schnell erfolgen sollten, lässt sich auch die richtige Temperatur 
ermitteln:
Die zugeführte Wärmemenge ist ja proportional U² während die 
abgestrahlte Wärmemenge proportional T hoch 4 ist.
Idealerweise sollten im Betriebspunkt beide Funktionen  die gleiche 
Steigung haben.


Jürgen S. schrieb:
> Die Lampen-Strom-Stabilisierung (oben mit genau 4en davon) ist absolut
> kurios aber eben auch vollkommen unpraktisch.

Von den 4 Lampen werden immer nur eine oder drei in Reihe verwendet.
Die Reihenschaltung wird für Frequenzen unterhalb 50 Hz verwendet, um 
durch kühlere Glühfäden die erwähnten thermischen Zeitkonstanten zu 
vergrößern, damit bei niedrigen Frequenzen keine zusätzlichen 
Nichtlinearitäten durch die Regelung auftreten.

von diepoetteringdie (Gast)


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Ordentliche Wienbrückengeneratoren baut man mit Zweifachdrehkos.
Die kann man so eng tolerieren, dass eine "Regelung" fast nichts
zu tun hat.
Die besten Resultate haben dabei bei mir Glühlampen erreicht,
wie sie früher in beleuchtbaren Tastern zum Einsatz kamen.
Also z.B. 12V/50mA oder 24V/25mA.
Das Zitat vom Herrn Williams mit 6 W Glühlampen, ist allenfalls
historisch relevant für Generatoren die röhrenbasiert sind.
Mein Generator braucht solche Innenbeleuchtung nicht!
Und FPGA natürlich auch nicht.

Im übrigen hat AD die Schwäche ihrer DDS schon richtig
mit dem Begriff "sinusoidal" umschrieben.
Das Abspielen einer LUT ist mit dem Jitter und dem
durch die LUT begrenzten Wertevorrat eben auch nicht
das Gelbe vom Ei.

Ein Exar XR-038A lässt sich nach dem Datenblatt auf einen
Klirrfaktor von typisch 0.3% trimmen.
Das dürfte wohl für die 038 Familie den Bestwert markieren.

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Hp M. schrieb:
> Den Brückenabgleich machen die!
Danke für die Erklärung. Das mit den thermischen Zeitkonstanten hat mich 
auf eine Idee gebracht. Vlt setze ich da nochmal etwas um.

Ich gehe im Übrigen davon aus, dass die "langsame Regelung" durch die 
Lampen dann zu einem schwimmenden Verhalten führt, wenn es um die 
Nachführung bei sich ändernder Sollfrequenz geht, mit kurzzeitig 
erhöhtem Klirr (?)

diepoetteringdie schrieb:
> Im übrigen hat AD die Schwäche ihrer DDS schon richtig
> mit dem Begriff "sinusoidal" umschrieben.
> Das Abspielen einer LUT ist mit dem Jitter und dem
> durch die LUT begrenzten Wertevorrat eben auch nicht
> das Gelbe vom Ei.
Man muss es eben verrauschen und Filtern. Bei den DDS-Chips geht das 
(teilweise) durch abgestimmtes Umprogrammieren der Sollfrequenz. Man 
kann es schaltungstechnich sogar automatisieren, wenn man den binären 
Ausgang (das entsprechende Bit) auf den Eingangsvektor zurückführt. 
Natürlich verliert man sehr viel von der Bandbreite. Einen Sinus mit 
Klirr im Bereich von Promille ist nur bis vielleicht 1/1000 der 
Abtastfrequenz hinzubekommen, also z.B. bis 100kHz. Der Rest ist 
headroom für das Rauschspektrum. Im FPGA mit einem optimierten 
Rauschgenerator geht das erheblich zielführender.

von Helmut L. (helmi1)


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So heute morgen kam der Bausatz mit dem ICl hier an.
Mal kurz zusammengeloetet und ein paar Messungen gemacht.

Wenn man den Bausatz mit der Klirrfaktormessbruecke abgleich kommt man 
auf einen Klirrfaktor von rund 0.87.. 0.89%. Diese Einstellung ist 
allerdings schon sehr kritisch einzustellen. Ein bisschen am Trimmer 
gedreht und der Klirrfaktor geht wieder hoch. Also ohne Messbruecke rein 
am Oszi eingestellt kommt man so um rund 2..3 %.
Das ganze bei rund 1000Hz durchgefuehrt.
Man sieht auch das da im Spektrum schon einiges an Oberwellen vorhanden 
ist.
Auf dem Oszi sieht man auf der Kuppe des Sinus eine kleine Spitze, 
schaetze mal das dass vom Dreieck -> Sinuskonverter kommt und das fuer 
die meistem der Oberwellen verantwortlich ist.

von M. K. (mkn)


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Egon D. schrieb:
> Nur ein Sadist oder ein völlig Ahnungsloser kann
> eine solche Empfehlung geben.

Nur jemand mit defekten Ironiedetektor kann so eine Antwort darauf 
verfassen.

So, jetzt hab ich es Dir aber gegeben ;-)
(Vorsicht: Ironie!!)

Zoran schrieb:
> Wäre es möglich, das so zu machen, dass das pinout gleich bliebe?

Alles ist möglich.
Bau Dir doch eine PCB mit aktueller Technik in SMD, die auf das alte 
Pinout passt und die Funktion nachbildet.
Ob das Sinn macht, musst Du entscheiden.

von Harald W. (wilhelms)


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Helmut L. schrieb:

> Wenn man den Bausatz mit der Klirrfaktormessbruecke abgleich kommt man
> auf einen Klirrfaktor von rund 0.87.. 0.89%. Diese Einstellung ist
> allerdings schon sehr kritisch einzustellen. Ein bisschen am Trimmer
> gedreht und der Klirrfaktor geht wieder hoch. Also ohne Messbruecke rein
> am Oszi eingestellt kommt man so um rund 2..3 %.

Ja, das kann jeder Wienbrückengenerator deutlich besser.

von Helmut L. (helmi1)


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Harald W. schrieb:
> Ja, das kann jeder Wienbrückengenerator deutlich besser.

Yepp, bei dem Sinusgenerator den ich vor ein paar Jahren gebaut habe ich 
so rund 0.006% geschafft. Also fast an der Messgrenze der 
Klirrfaktormessbruecke. Amplitudenstabilisierung allerding nicht mit 
Laempchen sonder mit einen AD633 Analogmultiplizierer in der 
Rueckkopplung.
Aber auch den nur so das er nur minimalen Eingriff in die 
Verstaerkungseinstellung hat.

von Hp M. (nachtmix)


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Helmut L. schrieb:
> Auf dem Oszi sieht man auf der Kuppe des Sinus eine kleine Spitze,
> schaetze mal das dass vom Dreieck -> Sinuskonverter kommt und das fuer
> die meistem der Oberwellen verantwortlich ist.

Ja, das ist der Rest vom Dreieck und nicht wegzubekommen.
Vermutlich ist der Pickel aber nur teilweise für die Verzerungen 
verantwortlich, denn du hast, entgegen meiner weiter oben gegebenen 
Empfehlung, immer noch die keramischen Scheibenkondensatoren drin.
Zumindest die  Exemplare für 10nF und 100nF verwenden Klasse 2 
Dielektrika mit kriminellem Spannungs- und Temperaturverhalten sowie 
hohen Verlusten.

Versuch dort mal Folienkondensatoren KT oder MKP anzulöten.

: Bearbeitet durch User
von Helmut L. (helmi1)


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Hp M. schrieb:
> denn du hast, entgegen meiner weiter oben gegebenen
> Empfehlung, immer noch die keramischen Scheibenkondensatoren drin.
> Zumindest die  Exemplare für 10nF und 100nF verwenden Klasse 2
> Dielektrika mit kriminellem Spannungs- und Temperaturverhalten sowie
> hohen Verlusten.

OK, dein Beitrag ist mir etwas entgangen. Ich hatte mich selber schon 
gefragt was das mit den Keramik Cs soll. Zuerst mal das Ding in 
Originalbestueckung testen. Werde da mal Folien Cs einbauen.

So gerade mal das Teil mit Folienkondensatoren bestueckt.
Ergebnis: Kein Unterschied zu den Keramikkondensatoren der 
Originalbestueckung. Die Klirrfaktormessbruecke zeigt nach wie vor 0.8xx 
% Klirr an.

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Helmut L. schrieb:
> Die Klirrfaktormessbruecke zeigt nach wie vor 0.8xx
> % Klirr an.

Trotz Neuabgleich?
Schade.

Aber jetzt ist das wenigstens kein Thermometer mehr.

von Helmut L. (helmi1)


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Hp M. schrieb:
> Trotz Neuabgleich?

Yepp, trotz Neuabgleich keine weitere Verbesserung.

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Helmut L. schrieb:
> Yepp, bei dem Sinusgenerator den ich vor ein paar Jahren gebaut habe ich
> so rund 0.006% geschafft. Also fast an der Messgrenze der
> Klirrfaktormessbruecke.
Nachvollziehbar, allerdings sollte man bei den Vergleichen der einzelnen 
Sinusgeneratortechniken auch mal die Kosten ins Verhältnis setzen und 
zwar je Kanal. :-)

Wenn es um geringe Oberwellen geht, ist ein Analogschaltkreis nicht zu 
schlagen. Der muss aber schon richtig gut sein, wie die Diskussion hier 
und anderswo zeigt. Nimmt man z.B. die preiswerte Art der Erzeugung in 
Chips sowie in aktuellen Musikinstrumenten der <200,- Euro-Klasse als 
Beispiel, hat das dort herauskommende Signal den Namen Sinus nicht immer 
verdient.

Da bin ich hiermit besser dran:
Beitrag "Präzise Sinus-DDS mit kleiner Tabelle"


> Amplitudenstabilisierung allerding nicht mit
> Laempchen sonder mit einen AD633 Analogmultiplizierer in der
> Rueckkopplung.

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