Улучшение линейности (и не только) усилителя на LM3886

[Nick]

Финальные платы пришли, собираю. Посмотреть на них можно у меня на сайте или тут.

Ссылки по теме:
Новые платы дают около -120дБ искажений на THD 11кГц 60W (левый канал - усилитель). Интермодуляционные за гранью обнаружения IMD19+20 , IMD19+20 полный диапазон .

Черновик описания, списка деталей, и схемы, новой версии. Zero D 50 Rev D7.12.

Последняя рабочая версия схемы усилителя, питания и список используемых деталей - Zero D 50 Rev D4 (исправлена ошибка с MUTE, нумерация деталей не совпадает с предыдущими версиями). Небольшое описание усилителя.

Упрощённая версия для тех кто самостоятельно проектирует платы и не хочет возиться с большим количеством конденсаторов и резисторов. Вариант однослойных печаток под утюг от devisangela тут (упрощённая версия без стабилизаторов).

Модель (АФЧХ) в LTSpice.

Замерянные искажения у прототипа на 10кГц Rev. D4 THD 10kHz 40Vp-p (50W) 4Ohm - < 0.0004%. На графике -вверху вход, внизу выход.

Фото прототипа 1 и 2.

Печатки для прототипа использовал от ревизии С (нумерация деталей не совпадает).

Описание принципиальных отличий Rev. D от предыдущих версий тут.

Интересные осцилограммы: шунтировние электролита керамикой , и продолжение, работа стабилизатора, и продолжение, выход U1 под нагрузкой и без, то же (более правильно снято)

Метод измерения искажений звуковой картой с вычитанием гармоник (использовался вначале, когда небыло AMBER 3501 и генератора с низкими искажениями): 1, 2, 3, 4 . Обсуждение метода было тут.

История предыдущих версий. Статья Yewen-a есть тут.

[Nick]

Только у этого усилителя уровень искажений должен быть заметно меньше, чем возможности 3501

Ну я буду на ВЧ мерять
Ну и многим неверится, что звуковой картой можно правильно измерить...

Добавлено через 31 секунду

Остается поздравить

Спасибо!

[Alex Nikitin]

даже у этого усилителя на 3886 уровень искажений должен быть заметно меньше, чем возможности 3501

3501 позволяет увидеть то, что другими способами не увидишь - например подвозбуды, поведение при ограничении и на более высоких частотах - до 100 кГц и т.д. В любом случае он позволяет заглянуть глубже в поведение усилителя в самых разных обстоятельствах, увидеть то, что нельзя увидеть на FFT или осциллографом.

Добавлено через 3 минуты

Купил я для измерения искажений - AMBER 3501

Поздравляю. Я только теперь, при его наличии, чувствую, что могу опять профессионально заняться УМ.

Алексей

[Nick]

Поздравляю. Я только теперь, при его наличии, чувствую, что могу опять профессионально заняться УМ.

Надеюсь, что я тоже . Алексей, а улучшить его ещё не пробовали ?

Добавлено через 15 минут
Кроме того что тут https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...0&postcount=14 ?

[Alex Nikitin]

а улучшить его ещё не пробовали ?

Пробовал немного , но без особого успеха. Из него выжато всё, что можно и я ограничился хорошим сервисом - заменой конденсаторов (в первую очередь в БП), чисткой переключателей, настройкой. Сейчас он в лучших условиях, после прогрева, "выход на вход" показывает примерно такие результаты по THD+N (при этом искажения генератора видны над шумами).

(** - ФНЧ на 30кГц, * - ФНЧ на 80 кГц)

10 Гц -102 дБ**
30 Гц -104 дБ**
100 Гц -104 дБ**
300 Гц -105 дБ**
1кГц -104 дБ**
3 кГц -102 дБ** (-101 дБ*, -94 дБ)
10кГц -99 дБ* (-94дБ)
30 кГц -92 дБ
50 кГц -91 дБ
70 кГц -88 дБ
100 кГц -86 дБ

Хотелось бы улучшить генератор и выходной усилитель, поскольку видны именно их искажения (порог измерителя, навскидку, на 3-4 дБ ниже), но это, скорее всего, не стоит трудов, поскольку ограничения во многом просто конструктивные. Возможно , попробую сделать внешний отдельный генератор как-нибудь .


Добавлено через 2 минуты

Кроме того что тут

Как можно заметить, мне удалось улучшить параметры для НЧ - в основном, чисткой переключателей.

Алексей

[Nick]

Хотелось бы улучшить генератор и выходной усилитель, поскольку видны именно их искажения

Странно то, что когда вы меряли искажения ADC своей карты, они были помоему ниже 110дБ. Может это всё таки не генератор ?

[Alex Nikitin]

Странно то, что когда вы меряли искажения ADC своей карты, они были помоему ниже 110дБ

То были "чистые" THD, а 3501 показывает THD+N. Искажения на экране видны, даже если они ниже уровня шума.

Алексей

P.S. - прикрепил картинки, чтобы понятнее было:

искажения на 260Гц при полной полосе (больше 500кГц) THD+N = -93 dB

тот же сигнал при ограничении полосы 30 кГц THD+N = -106 dB = 0,0005%

общий вид.

P.P.S - добавил FFT того же сигнала

[Nick]

То были "чистые" THD, а 3501 показывает THD+N. Искажения на экране видны, даже если они ниже уровня шума.

Алексей

P.S. - прикрепил картинки, чтобы понятнее было:

искажения на 260Гц при полной полосе (больше 500кГц) THD+N = -93 dB

тот же сигнал при ограничении полосы 30 кГц THD+N = -106 dB = 0,0005%

общий вид.

P.P.S - добавил FFT того же сигнала

Понял. Спасибо за развёрнутый ответ. Надеюсь скоро мой придёт, я его помучаю

[andrey-m]

Народ, скажите что либо по поводу поста 1539

[Audiomaniac]

andrey-m, возбуждаться лмка без кондера между входами не должна. Ищите причину - либо петля по земле либо еще что.
В непосредственной близости от выводов питания лмки следует установить шунты-электролиты на землю емкостью 470-1000 мкф и еще между + и - питания также рядом с лмкой электролит 100-220 мкф. Пленкой их шунтировать не надо.
После этого уже можно о чем-то говорить

[andrey-m]

andrey-m, возбуждаться лмка без кондера между входами не должна. Ищите причину - либо петля по земле либо еще что.

В моём случае она ловит внешние помехи.

В непосредственной близости от выводов питания лмки следует установить шунты-электролиты на землю емкостью 470-1000 мкф и еще между + и - питания также рядом с лмкой электролит 100-220 мкф. Пленкой их шунтировать не надо.

Пробовал, позвуку не нравиться. У меня на шунт стоит 10мкф Солен от + к - .

[Audiomaniac]

andrey-m, а на землю рядом с лмкой стоят электролиты?
Пленке там делать нечего. Одного лишь шунта между питаниями на 10мкф недостаточно.

[andrey-m]

andrey-m, а на землю рядом с лмкой стоят электролиты?

Нет. Пробовал, по звуку не понравилось. С ними более вялое, менее рельефное звучание.
У меня два отдельных мощных тора. Напряжение +-32в, банки 10000х63в Samsung SMS. Диоды BYV29 .Прямо на банках от +к- Солен 10х250в. Добавление каких либо ещё электролитов ( хоть на ногах ЛМ-ки )субъективно зализывают звук.

Добавлено через 6 минут

Одного лишь шунта между питаниями на 10мкф недостаточно.

Для чего?
У меня от банок до ЛМ питание идёт толстыми акустическими (аудиофильскими)запаралелиными проводами. И запаяны прямо на лапы ЛМ

[Audiomaniac]

andrey-m, ну, если все так зашибись, то не Вам у нас советов спрашивать.

[andrey-m]

Это потому что там должно стоять 20-30к а не 200.


Цитата:
Сообщение от andrey-m
Это ведь схема без буфера.

Ну и что? Это влияет на допустимые пределы резисторов в обратной связи? потму буфер и ставят, что у инвертирующей схемы плохо получается сделать входное сопротивление больше 1-2к.

Если входное 10к, в ООС 200к, то это тоже правельная схема, но звучит хуже чем с буфером и резисторами 2,7 и 56к. Соотношении резисторов одинаковое (20).

[Alex]

Если входное 10к, в ООС 200к, то это тоже правельная схема,

Нет, это неправильная схема. Читай даташит и аппноты.

Добавлено через 1 минуту

У меня от банок до ЛМ питание идёт толстыми акустическими (аудиофильскими)запаралелиными проводами.

Ну если так, то Аудиоманьяк совершенно прав

[RAVe]

andrey-m, было б хорошо тогда хотя б фото участка питания элэмки...

[andrey-m]

andrey-m, было б хорошо тогда хотя б фото участка питания элэмки...

Фотоапарата нету

Народ, спасибо всем за советы, зашибись сейчас играет Глубина,рельевность
Может, немного резковато на моей акустике, НО , заметил одну вещь, раньше не замечал, после хорошего прогрева (минут через 15-20 при прослушивании на средней мощности) звук становитьса заметно мягче и детальнее , и вроде резковатость уходит.
А можно попросить совета, какой оптимальный режим для опера, для наилучшего звучания? И вообще - ОРА143 сильно нехороший, или для ЛМ-ки пойдёт?
Да ещё и не могу найте приличных кондеров на питалово опера , одно китайское подвальное дешёвое барахло может и из за них высокие резковатые и не очень точныё как хотелось бы для полного счастья .

[Nick]

Вообщем вот, Rev D. Отмакетирована поотдельности - питание, и сам усилитель. Сейчас развожу плату...
1. Добавлен фильтр/задержка для дополнительного ОУ (U1). С6 подбирается по минимуму ВЧ сигнала на выходе U1. При правильном конденсаторе становятся отчётливо видны искажения на фоне полезного сигнала на выходе U1, т.е. как в разностном детекторе искажений (Акулиничева). Это должно уменьшить искажения на ВЧ, так как U1 будет работать в малосигнальном режиме.
2. Сделан заход слегка за 180 градусов, в районе 30 - 200кГц, тем самым это позволило углубить ООС на 20кГц до ~70дБ (было около 60дБ) и "как не странно" повысить устойчивость (!).
3. Добавленны противорезонансные резисторы в цепи ООС. Благодаря им стало возможным ещё уменьшить фазовый набег в петле ООС в районе 1-2мГц и
заодно уменьшить коэф. передачи ООС на частотах больше 20мГц, т.е. там где она не работает, с целью улучшить помехозащищённость.
4. Добавлен стабилизатор на LT1083, который с элементами обвязки имеет очень низкое выходное сопротивление на частотах от едениц герц до сотен килогерц. Добавлены нагрузочные резисторы для стабилизатора - 510ом 2W и шунтирующие керамические ёмкости в питании с демпфирующими резисторами.
5. Фильтрующие ёмкости после выпрямителей разделены на 2 части, первая часть (22000uF) установлена на отдельной плате вместе с диодными мостами как можно ближе к трансформатору. Вторая часть (3x1500) стоит на плате усилителя сразу перед стабилизатором. Такое разделение позволило уменьшить ВЧ пульсации в соеденительных провода и превратило индуктивность и сопротивление проводов в небольшой положительный эффект (C(L)RC фильтр).

[Nick]

Интересные картинки. Схема из предыдущего поста.
1. 20кГц на 1ом на выходе всего услилителя.
2. 20кГц на 1ом на выходе U1.
3. 20кГц без нагрузки на выходе U1.
Интересно что двигается фаза. Причём не видно на картинках, в живую она при включении нагрузки двигается 2-3сек(!), видимо из-за нагрева кристала LM3886. Вот они тепловые искажения !

[sia_2]

Интересные картинки.
1. 20кГц на 1ом на выходе всего услилителя.
2. 20кГц на 1ом на выходе U1.
3. 20кГц без нагрузки на выходе U1.
Интересно что двигается фаза. Причём не видно на картинках, в живую она при включении нагрузки двигается 2-3сек(!), видимо из-за нагрева кристала LM3886. Вот они тепловые искажения !

К картинке 2 еще показателен сигнал на "-" шине LM-ки около корпуса в этом режиме. Там примерно такой же "дзынь" при переключениях плеч.