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]

А ПОЧЕМУ ЛАПЫ ПИТАНИЯ ЛМКИ МЕЖДУ СОБОЙ НЕ ЗВОНЯТСЯ, А?

Это нам не поможет, на минус питания один только вывод

[Audiomaniac]

Nick,

Это нам не поможет, на минус питания один только вывод

И тем не менее, плюсовые выводы не звонятся - это ж не спроста...

[Nick]

И тем не менее, плюсовые выводы не звонятся - это ж не спроста...

Думаю наврядли удастся извлечь из этого какую то выгоду, кроме как если один из них питание ВК, другой всё остальное то можно тогда одну дорожку питания делать потоньше ...

[Sagittarius]

Не думал об этом. Из очевидного: небольшие токи покоя, близость сигнальных входных цепей к цепям питания выхода.

См. Григорий Степанович Остапенко, Аналоговые полупроводниковые интегральные микросхемы, Москва, Радио и связь, 1981 г.

Стр. 151, глава 5: Обратные связи в интегральных усилителях, 5.1 - Паразитные ОС, (Влияние паразитной ОС на амплитудную характеристику; ...частотную характеристику; и т.д. и т.п., и так до 182 страницы мелким шрифтом ).

ИМХО: очень интересный учебник.

Добавлено через 3 минуты

Видать потому что пульсации на ВЧ уменьшились почти в 2 раза. И искажения тоже, на ВЧ. Только вот интересно что мы это всё слышим...

Занимался, было, магнитной записью. Делал УВ по схеме "Маяк-010", суховской. Надо было браться за усилитель записи. Экспериментировал с известной схемой УЗ (Радио, 1984.12) с динамической нагрузкой. Кг простого УЗ довёл до 0,02%. А ниже? Надо ИТУН делать идеальнее. Для этого ввёл ОУ ДА1 в схему, составной транзик для уменьшения погрешности ИСТ от тока базы. Получилось где-то так, см. рис. http://i015.radikal.ru/0801/cc/d8c303c472b5.gif

Там небольшая ошибка - не нарисовано, как подано смещение 1,2 В на неИ-вход ОУ, а исходник уже уничтожил.

Обратите внимание на LC-фильтр-"дырку" 100 кГц. В мафонах сучествует такая штука, как ГСП. Кстати, важно: был применён достаточно высококачественный ГСП на ОУ + буфер на 814-815, схема в "Радио". Кг довёл до 0,2% против 1...2% в трансформаторных вариантах. ГСП выдавал 100 В ампл 100 кГц, и от наводок спасу нет.

Получился Кг УЗ 0,01% на 20 кГц, Rн=1 кОм, Uвых 5 В ампл. Прогнал в живом звуке - исключительное звучание.

Хорошо, дай-ка я мастер ленту заделаю, с уровнями всех частот. Головы-то стеклоферритовые.

Ряды част записал, хорошо, но место на боббине осталось и решил сделанный вручную свип-тон записать. Не знаю, зачем . Записал.

Так вот, этот свип, вернее, его звук, меня и убил. Сплошные интермодуляционные шумы, свисты, чистые тебе звуки КВ-диапазонов... Что-то страшное.

И, казалось быб, откедова им там взяться, интермодам? Частота стирания - 100 кГц, сигнала - до 20. Как ни комбинируй, в звуковой диапазон не должно попасть ничего. Ан, поди ж ты... Значит, это возможно? Значит, продукты интермодуляции попали-таки в звуковой диапазон? Выходит так.

Мораль сей басни такова: никакого, ни малейшего пренебрежения высокими частотами, гармониками, никакого пофигизма, шапкозакидательства и самоубаюкивания допускать нельзя! А ежли кто-то говорит, что козу ..мгм..., тое, хотел сказать, голой ..пой ежей давит - да кто видал?

Добавлено через 7 минут

Думаю наврядли удастся извлечь из этого какую то выгоду, кроме как если один из них питание ВК, другой всё остальное то можно тогда одну дорожку питания делать потоньше ...

Если в этой ИМС, как и в ТДА7293/4 есть отдельные выводы питания УН и ВК, выгода самая что ни на есть прямая, дёшево доступная и непосредственная.

Задумайся о том.

[Nick]

Если в этой ИМС, как и в ТДА7293/4 есть отдельные выводы питания УН и ВК, выгода самая что ни на есть прямая, дёшево доступная и непосредственная.

Задумайся о том.

Я же написал, что для минуса питания всего 1 вывод, как бы там небыли распределены два вывода плюса питания, всё равно отдельно ВК незапитаешь.

[Sagittarius]

откель? новость?
На схеме Audiomaniac скорость нарастания тока 2 А/мкс.
Перемножаете на индуктивность емкости + проводов ~50нГн и получите 100мВ.

все ОК должны быть шунтированы?
-заряд от тока 2 А за 1 микросекунду 2микрокулона. Чтобы удержать напряжение в пределах 10 мв нужна емкость не менее 200 микрофарад (самый минимум, потому что фронт длиннее), у которой есть индуктивность.

Лучше проверьте что у вас на шине

Правильно. Только вот на шине, во-первых, мало интересного в этом плане, посикоку всё проверялось вживую осциллом, а во-вторых - питание УН и ВК разделено. Это - плюс .

Добавлено через 6 минут

нет естественно.
номиналы резисторов 0,33/0,47 Ом. взял по памяти к какому-то своему экперименту с 3886.просто для примера привел.видимо они Вам не подойдут.
Ник.для какого конденсатора 1000мкФ Вы посчитали импеданс.реального или идеального?

Так, как здесь https://forum.vegalab.ru/attachment....2&d=1199656796, нельзя земли землить. Резики НЕинв и Инв входов ИМС, земляного вывода ИМС и экрана входа - прямо на землю банок. Это там, где "грабли". АС подключена правильно: так сокращается площадь магнитной петли ВК-АС-мелкие кондики, вредная на высокий частотах (гармоники!).

[Audiomaniac]

Еще интересная тема - увеличение тока покоя ЛМ-ки. Пробовал ставить резистор 1К с минуса на выход. Даже при таком высокоомном резисторе, не вызывающем серьезного нагрева, удается добиться чтобы на мощности примерно до 20-30мВт (а это уже очень слышно), ВК работал без отсечки, в режиме А.

[Mad optic]

Первым делом проверим идентичность каналов ADC, если они достаточно одинаковы, это немного всё упростит.
1. Соединяем выход левого (или правого) каналов со входами левого и правого и подключаем нагрузочный резистор для дака 2-4к (или какое там входное у усилителя).
2. Запускаем SPECTRAPLUS. Ставим генератор на 7кГц (ну или любую другую частоту) и смотрим спектр. Выставляем желаемый уровень сигнала и больше его не трогаем.
3. Запускаем SinGen.exe (нужно будет по одной на каждую гармонику) и выставляем амплитуду приблизительно равной 2-й гармонике и крутим фазу, добиваясь минимума 2-й гармоники по анализатору по одному из каналов. Потом крутим амплитуду немного, тоже добиваясь минимума. Потом опять немного фазу. Обычно этого уже достаточно чтобы убрать 2-ю гармонику до уровня шумов.
4. Делаем шаг 3 для 3,4,5 и.т.д. гармоник, в зависимости сколько нам нужно (я делал 10 для 1кГц и 6 для 7кГц).
5. Сравниваем входа двух каналов, насколько отличаются спектры левого и правого. А лучше печатаем это в .pdf используя бесплатный pdf принтер с http://www.dopdf.com .
Всё это должно показать предел, на что способен данный метод с данной звуковой картой.
Ну вот пока для начала всё.

Nick,

Обсуждение этого метода на форуме было? (можно ответить просто да/нет).

С уважением,

Mad optic

[MikeF]

увеличение тока покоя ЛМ-ки. Пробовал ставить резистор 1К с минуса на выход. Даже при таком высокоомном резисторе, не вызывающем серьезного нагрева, удается добиться чтобы на мощности примерно до 20-30мВт (а это уже очень слышно), ВК работал без отсечки, в режиме А.

3ма помогают уйти от отсечки? какой интересно ток покоя именно выходных транзисторов...

[Audiomaniac]

MikeF,

3ма помогают уйти от отсечки

Почему 3 ?

[MikeF]

да, действительно почему? наверное 30

[Gajdar]

Mad optic, нет... никто не стал обсуждать метод ))

[Audiomaniac]

MikeF,

да, действительно почему? наверное 30

Можно и 100 сделать, как у "взрослых" усилителей, единственная проблема - это нагрев резистора, помощней надо, думаю, ватта на 2
470 Ом вполне можно.

[Alex]

В свое время, один достаточно известный в определенных кругах товарищь , очень долго спорил со мной по этому вопросу. Он никак не понимал, как микросхемный усилитель (неважно ЛМ или ТДА, хотя в том случае это была СТК ) можно перевести в класс А одним резистором (ну я еще про генератор тока вместо резистора тогда говорил).
Я ему посоветовал, после прояснения вопроса о токах базы , прояснить себе и "это".

[Audiomaniac]

Alex, ну так, схемы-то обманчивы
А между тем, польза от такого включения очевидная - избавляемся и от переключений ВК и от соответствующих помех по питанию, которые мы на протяжении 10 страниц шунтируем различными зверскими способами ;)
Нахождение ВК в режиме А до 5-7 Ватт по-моему вполне реально обеспечить (резистор на соответствующий ток и мощность, адекватное охлаждение собственно лмки), а больше для домашнего прослушивания и не надо, если только акустика не совсем уж тугая..
Ну и если уж задаться такой целью, то можно и сделать настоящий источник тока, типа как в зене.

[Gajdar]

Audiomaniac, только наверное не избавляемся? а оттягиваем удовольствие....

[Audiomaniac]

Ну да, до определенной мощности оттягиваем наступление этого самого удовольствия ;)

[RAVe]

Nick, по конструктиву вопрос, на сколько все ухудшится если вместо SMD использовать выводные?

Offтопик:
TO ALL На материнских платах, что за конденсаторы ставят под разъемом процессора? Материал, емкости, напряжение? В звуке их можно задествовать? Электролиты там еще есть на 4V 560 мкф. Их в ООС разумно ставить?

[Nick]

Nick,

Обсуждение этого метода на форуме было? (можно ответить просто да/нет).

С уважением,

Mad optic

Нет, я только недавно его придумал (хотя наверняка я не первый ). Да похоже не особо кому и интересно было.
Можем обсудить...

Добавлено через 6 минут

Nick, по конструктиву вопрос, на сколько все ухудшится если вместо SMD использовать выводные?

Незнаю, но думаю очень не намного. В первом варианте, что я собирал, кое-что было не SMD, а именно, цепи питания LM318, LM318 (вообще в панельке стоял), резистор и конденсатор ООС (тот что с выхода), резистор mute.

Добавлено через 5 минут

какой интересно ток покоя именно выходных транзисторов

Около 50mA (может немного меньше).

[Mad optic]

Нет, я только недавно его придумал (хотя наверняка я не первый )... Можем обсудить...

NICK,

Может, я не все правильно понял, но тут, мне кажется есть подводные камни.

В ИСХОДНЫЙ однотональный сигнал подмешиваются кратные ему однотональные составляющие, подобранные по уровню и фазе в ПРЯМОЙ ПЕТЛЕ (выход на вход карты), так чтобы компенсировать гармонические составляющие основного тона. Так?

Теперь, если мы в цепь петли включаем испытуемое устройство (например, усилитель) со своими амплитудными и фазовыми искажениями, то на выходе этого усилителя вход карты измеряет уже сигнал, в котором добавленные компенсационные составляющие тоже прошли через усилитель и подверглись тем же самым искажениям (особенно фазовым). Т.е. на выходе усилителя они уже не компенсируют гармонические составляющие исходной карты, а являются неким дополнительным сигналом, комбинации которого, к тому же взаимодействуют с гармониками усилителя и появляются дополнительные комбинационные составляющие, которых не было бы, если через усилитель пропускать ТОЛЬКО однотональный сигнал.

Т.е., проще говоря, дополнительный сигнал уже не компенсирует гармоники источника (или весьма частично компенсирует), а только запутывает результаты эксперимента дополнительными составляющими и их комбинациями.

В самом худшем случае, при таком тестировании не будет вообще никакой компенсации, гармоники источника будут присутствовать как были бы, но появятся дополнительные.

Поправьте, если где-то ошибка.