Усилитель с Тенденциозно Высокими Параметрами :)

[32768]

Прочел о усилителе с "тенденциозно высокими параметрами" (Литаврин, журнал Схемотехника).

Раздел -КРИТЕРИИ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ОСС- не понятно. Конечно должен быть большой запас усиления внутри ООС и полоса широкая

"В качественном усилителе скорость нарастания напряжения на выходе УМЗЧ весьма низкая" - тоже не понятно. Почему низкая и вобще *что у Вас отложено по осям*?

Схемы тоже нарисованы своеобразно. Пришлось сначала перерисовать схему рисунка 2 в общепринятом виде.
Получилась точная схема "Comosite Op-Amp" из статьи J.Yewen, на двух ОУ.
J.Yewen яснее изложил принцип. Нашелся и патент с практически тем же названием, но под другой фамилией

Литаврин пишет об очень глубокой ООС -150дб в полосе 20кгц. Не слабо.
Но многое осталось за кадром. Сильно не хватает сравнения например с парамерами усилителя с тем же выходным каскадом но на основе одного скоростного ОУ. Или сравнение уже было в других статьях?
Почему не два скоростных ОУ?
Это возможно, как в статье J.Yewen.

Если каскадирование ОУ просто за счет сверхглубокой обратной связи сводит искажения до нуля, то почему бы не применить это в других типах усилителей, без мощного выходного АВ?
Напрмер для усилителей согласующих уровни, или для УН или для измерительных усилителей?

По совету MAXIM_A добавлена статья Литаврина из Радио 6_2007

[viktor8m]

Извиняюсь за чайниковский вопрос, а что, точка снятия ОС реально влияет на звук?

Вопрос действительно чайниковский, ООС обеспечивает уменьшение искажений (соответствующее конкретному построению, характеристикам и формулам) только в точке снятия, а всё, что ранее или после этой точки, по искажениям будет хуже этой точки. Только не надо забывать, что на самом деле у ООС не одна точка съёма, а всегда две точки (есть ещё или земля для несимметричного выхода или второй сигнальный выход для диф. выхода) и соответственно искажения минимальны только между этими двумя точками.

[Игорь_ЕД]

viktor8m, спасибо за ответ. То что покажет прибор в различных точках, я представляю. Вопрос был о влиянии на звук.

[viktor8m]

Вопрос был о влиянии на звук.

А на это сложнее ответить, здесь дело вкуса, во-первых, не всем нравятся малые искажения от усилителя (для некоторых нужна некоторая компенсация имеющихся источника сигнала и колонки, или даже фонограммы, особенно MP3), а во-вторых, и характеристики ООС во многих усилителях не идеальны на динамическом сигнале, так что точное снятие с нужных точек ничего не гарантирует и важно только, когда ООС имеет нужные и другие характеристики (быстродействие и вид реакции) и естественно когда именно важны малые искажения.

[MCA10.5.64]

Небольшой комментарий и проделанная работа по моделированию вх-ИТУН О.Корнилова по поводу схемы - РАДИО 9, 10/13. А.Литаврин. В дальнейшем вх-ИТУН попробую собрать на макетной плате по схеме О.Корнилова- на AD8065, Р?РўРЈРќ О.К.итун.rar Работа О.Корнилова..rar

---------- Сообщение добавлено 15:40 ---------- Предыдущее сообщение было 15:03 ----------

характеристики ООС во многих усилителях не идеальны на динамическом сигнале, так что точное снятие с нужных точек ничего не гарантирует и важно только, когда ООС имеет нужные и другие характеристики (быстродействие и вид реакции) и естественно когда именно важны малые искажения.

Скорей всего так и есть, конечно многое зависит от коструктива усилителя. По тому пути как предложил pyos и другие, я конечно не пойду- на то есть своё мнение и взгляд, к томуже надо иметь целую измерительную лабараторию, и заниматься всем этим проффесианально.

[krulfa]

Вот полный авторский вариант статьи по адресу ftp.radio.ru/pub/2013/11/mkus_um.zip

Авторский вариант схемы Литаврина от 2013 года, к сожалению, совершенно бессмысленен для повторения.

Основная претензия с моей стороны - низкая скорость нарастания выходного напряжения усилителя. Выходы всех ОУ AD8055 подключены к выходу усилителя через цепочки 25 Ом + 0.01 мкФ. Выходы ОУ всегда находятся под низким напряжением (<< 1 В RMS), много меньшим, чем напряжение на выходе усилителя (до 25 В RMS). Поэтому через конденсаторы 0.01 мкФ пойдет ток, который должен на себя принять выход ОУ. Если принять максимально допустимый ток для выхода ОУ 60 мА, то на конденсаторе 0.01 мкФ это создаст скорость нарастания напряжения всего 6 В/мкс.

Это сразу тянет за собой проблемы с питанием - запитывать ОУ от RC фильтров с резисторами 4.7 - 10 Ом, ошибочно. Тут нужен ИП, который в данном варианте может отдавать не менее 0.5 А в импульсе без просадки - каскадов-то с конденсаторами целых пять штук параллельно!

Чтобы грамотно реализовать идею, выходы ОУ нужно умощнять широкополосными буферами, способными отдавать ток не менее 0.5 - 1А. Или в корне менять топологию сумматора каналов.

Есть много других замечаний, касающихся избыточного усложнения и качества схемы, но это требует вдумчивого расчета и моделирования, быстро сделать не получится.

Все сказанное ничуть не умаляет заслуги автора статей за проделанную работу. Главное, что основная идея работает. Насмешки и "разгромы" здесь неуместны. Сделан шаг вперед и нужно еще несколько, чтобы получить схему, дающую гарантированный результат.

[MCA10.5.64]

Есть много других замечаний, касающихся избыточного усложнения и качества схемы, но это требует вдумчивого расчета и моделирования, быстро сделать не получится.

krulfa Автор замечания наверно учитывает, схема не слишком-то и усложнена, может быть у него и есть некоторые ошибки.

Главное, что основная идея работает. Насмешки и "разгромы" здесь неуместны. Сделан шаг вперед и нужно еще несколько, чтобы получить схему, дающую гарантированный результат.

Здесь действительно насмешек много, а чтоб предложить что-то дельное, не хотят.

Тут нужен ИП, который в данном варианте может отдавать не менее 0.5 А в импульсе без просадки -

Что изменится от другого ИП, да и пойдёт ли он на пользу там ?

[krulfa]

krulfa Автор замечания наверно учитывает, схема не слишком-то и усложнена, может быть у него и есть некоторые ошибки.

В статье много принципиальных ошибок, несмотря на то, что схема остается работоспособной. Вопреки.

[Валет]

Основная претензия с моей стороны - низкая скорость нарастания выходного напряжения усилителя.

Для усиления звуковых частот и не требуется высокой скорости нарастания.
В подобных структурах она говорит лишь о полосе полной мощности. Важно, чтобы она была не меньше наивысшей звуковой частоты. А за исправление искажений отвечают маломощные предварительные усилители имеющие высокое быстродействие. Они не способны передать полную амплитуду сигнала, но в подобных структурах этого и не требуется. Достаточно обеспечить скорострельность только для напряжения искажений (в том числе и коммутационных) мощного усилителя, амплитуда которых составляет доли процента от напряжения ЗЧ.
Другое дело, что такая структура не является оптимальной. Такой же результат получается при сложении выходов мощного и предварительных усилителей по току, как это делается в усилителях класса АА. В этом случае не потребуется сумматор с дросселями, сопряжение полос получается автоматически.
ИМХО.

[viktor8m]

Для усиления звуковых частот и не требуется высокой скорости нарастания.

Со входа, но не в петле ООС, там, как показывает опыт множества прослушиваний (в том числе моего личного), макс. скорость для реального сложного музыкального материала должна быть в десятки раз больше, чем макс. скорость синуса нужной макс. частоты (напр., 20 кГц) при макс. выходном напряжении (2*Pi*Fвх_макс*Uвых_макс), чтобы негативные свойства ООС, вызванные её инерционной природой, оказались неслышимыми (правда это в случае, если и вид реакции оптимальный, т.е. одновременно и не затянутый и без выбросов).

[Валет]

макс. скорость для реального сложного музыкального материала должна быть в десятки раз больше, чем макс. скорость синуса нужной макс. частоты (напр., 20 кГц) при макс. выходном напряжении (2*Pi*Fвх_макс*Uвых_макс), чтобы негативные свойства ООС, вызванные её инерционной природой, оказались неслышимыми

Дело не в негативных свойствах ООС, а в коммутационных искажениях. А ООС исправляет все искажения в меру своих сил, которая зависит от быстродействия УМЗЧ. Читайте отсюда (с поста 211) и далее.

[viktor8m]

Дело не в негативных свойствах ООС, а в коммутационных искажениях

То, что для уменьшения коммутационных искажений нужна большая скорость, понятно, но и в усилителях класса А небольшая скорость в петле ООС сильно сказывается на качестве звука, проверено лично.

[Валет]

проверено лично

Верили "лично" только Леониду Ильичу. От остальных требовали подтверждения из достоверных источников.

[viktor8m]

От остальных требовали подтверждения из достоверных источников.

Для меня мои уши (да и не один я проводил прослушивания, поскольку это было не у меня) это самый достоверный источник. Не обращая внимание на инерционные свойства ООС можно загубить звук.

[krulfa]

Для усиления звуковых частот и не требуется высокой скорости нарастания... А за исправление искажений отвечают маломощные предварительные усилители имеющие высокое быстродействие.

Вопрос не в том, какая требуется скорость нарастания, проблема в том, что в обсуждаемой схеме эти самые маломощные предварительные усилители работают в режиме большого сигнала уже на звуковых частотах. Синус 20 кГц на 40 В амплитуды - это уже 5 В/мкс.

Когда ОУ отдает в нагрузку ток, в отсутствие сигнала на входе на его выходе все равно будет ошибка порядка Rвых * Iвых. И ее невозможно подавить ОООС, так как здесь низкое Rвых ОУ уже сформировано за счет ОООС.

Поэтому я и писал о необходимости применения буферов.

[АЛВАЛИ]

Основная претензия с моей стороны - низкая скорость нарастания выходного напряжения усилителя.

Сам параметр "скорость нарастания выходного напряжения усилителя" - довольно глупый. Дело в том что, подчеркну!!!, "скорость нарастания выходного напряжения усилителя-УМЗЧ" должна быть низкой. Высокой должна быть "скорость нарастания выходного напряжения усилителя-УМЗЧ", при отключенной ООС - то есть внутри каскадов. Да конечно, этот усилитель не будет нормально работать с конскими (большими) импульсными сигналами, но этом и нет надобности. Для микро сигналов "скорость нарастания выходного напряжения усилителя-УМЗЧ", обусловлена этим же параметром у ОУ AD8055 и составит 1500В/мкс.

Но можно понимать (формулировать) как viktor8m.

Для усиления звуковых частот и не требуется высокой скорости нарастания.

Со входа, но не в петле ООС,...

Далее:

Вопрос не в том, какая требуется скорость нарастания, проблема в том, что в обсуждаемой схеме эти самые маломощные предварительные усилители работают в режиме большого сигнала уже на звуковых частотах. Синус 20 кГц на 40 В амплитуды - это уже 5 В/мкс.

Да на пределе. 20 кГц на 32 В амплитуды - 120Вт.

[krulfa]

Да конечно, этот усилитель не будет нормально работать с конскими (большими) импульсными сигналами, но этом и нет надобности. Для микро сигналов "скорость нарастания выходного напряжения усилителя-УМЗЧ", обусловлена этим же параметром у ОУ AD8055 и составит 1500В/мкс.

Появление сигналов со скоростью нарастания более 6 В/мкс внутри данного усилителя - в любой точке - практически гарантирует срыв слежения в цепи ООС - либо в общей петле, либо в одной из местных.

[Валет]

Появление сигналов со скоростью нарастания более 6 В/мкс внутри данного усилителя - в любой точке - практически гарантирует срыв слежения в цепи ООС - либо в общей петле, либо в одной из местных.

Недостаток скорости мощного усилителя полностью компенсируется быстрыми предварительными. Необходимым условием для этого является только чтобы напряжение (ток для класса АА) ВЧ-составляющей искажений был бы не более возможностей предварительных усилителей. Для класса АА вполне достаточно, чтобы предварительный усилитель мог выдавать ток в районе 1% (даже меньше) от максимального тока нагрузки. Это не проблема для транзисторов средней мощности в классе А. Примерно то же и для усилителя Литаврина. В результате срывов слежения во внешней (главной) петле ООС нет, и нет, стало быть, искажений на общем выходе УМЗЧ.
PS. C усилителем класса АА я экспериментировал.

[viktor8m]

Всё верно, но это только, если говорить о предотвращении срыва ООС, я же говорил про нивелировании влиянии инерции ООС (а это физическое свойство ООС) на реальный сложный музыкальный материал для незаметной для слуха обработки различных переходов такого сигнала (как по амплитуде, так и, что сложнее, по фазе, причём не только по абсолютным значениям, но и по относительным между различными близлежащими участками сигнала) и здесь требуется определённый запас, напр., если усилитель с ООС (предварительный или УМ) рассчитан на сигнал вплоть до 20 кГц, то время установления должно быть не более примерно 200 нс (это, как показывает практика, убирает влияние инерционности ООС на звук на любой музыке), что в переводе на скорость изменения сигнала в петле при апериодической реакции даёт не менее 100 В/мкс на каждые 20 В_пик-пик выходного, т.е. если УМ рассчитан на 20 В_эфф выходного, то надо 280 В/мкс и т.д., ну а меньшие значения конечно не значат, что усилитель обязательно плохой, но уже будет не универсальный, т.е. найдутся уши или фонограммы, когда влияние ООС будет слышно в каких-то местах.

[MCA10.5.64]

Какому пути - отмакетировать схему перед тем, как собирать начисто? Не пойдёте? Ну удачи тогда, только потом не удивляйтесь, что в звуке "чего-то не хватает".

Да удивляться нечему ! даже потому, что человек (pyos) который давал советы, сам имел ли опыт ? или от балды, что взбрело, то и предложил.

[АЛВАЛИ]

Появление сигналов со скоростью нарастания более 6 В/мкс внутри данного усилителя - в любой точке - практически гарантирует срыв слежения в цепи ООС - либо в общей петле, либо в одной из местных.

Однозначно. Да, маломощные ВЧ структуры входят в ограничение. Но...зачем? УМЗЧ работать с предельной выходной мощностью на частотах выше 20кГц, он работает, но предельная мощость при этом снижается.