Линейный усилитель с ООС

[PSV]

В связи с последней модой на глубокоосные уси хочу попробовать вот такой проектик. Глубина ООС на НЧ-СЧ 96дб. В полосе ЗЧ (1-20кгц) 83дб при запасе устойчивости ~50гр. Скорость нарастания ~ 150в/мкс. Особое внимание было уделено линейности исходного усилителя. Огибающая спектра искажений спадает быстрее петлевого усиления. Результат виден по спектру гармоник. Благодаря использованию в выходном каскаде транзисторов NJL1302D/3281D со встроенными диодами удалось отказатся от эмиттерных резисторов и сделать переключение выходников "мягким". При токе покоя 300ма, усь работает вообще без отсечки тока входников до 6-8 вт на выходе. Спектр гармоник показан при Uвых эфф=20в при нагрузке 4 и 8 ом (Pвых 100 и 50 вт соответсвенно). В данный момент заканчиваю разводку печатной платы. Если есть замечания и конструктивные предложения по улучшению схемотехники, прошу.

[Walter]

Например, усилок смоделированный на рисунке


на 1кГц из "фигасе бе дайте два" (оут) превращается в хрензначто (оут2) и это на 1кГц.

[A.R.]

на 1кГц из "фигасе бе дайте два" (оут) превращается в хрензначто (оут2) и это на 1кГц.

Чудно как-то. В принципе, линейные цепи не должны гармоники добавлять. Это может быть резонанс какой-то. А если уменьшить резистор, параллельный выходной катушке, с 10 до 1Ом?

[Костя Мусатов]

у меня всегда наоборот получалось, коррекция в цепи оос самая звучащая

Странно, может условия были другие. У Сергея фаза уже в конце звукового диапазона уходит за 120 градусов. Это означает, что ООС уже неэффективна, несмотря на чудовищную глубину. Для контраргумента у хорошо звучящих ОУ фаза не совершает таких кульбитов. AD8066 - фазовая характеристика монотонная и достигает 120 градусов в районе 55МГц, у AD8620 хотя фазовая характеристика и немонотонная, но за 120 градусов не залазит.

[Walter]

А если уменьшить резистор, параллельный выходной катушке, с 10 до 1Ом?

Гормоники начинают совпадать только при его величине в 10мОм

Сегодня (уже ) проверю в реале, а то голова в 2 часа ночи неварит.

[Nick]

У Сергея фаза уже в конце звукового диапазона уходит за 120 градусов. Это означает, что ООС уже неэффективна, несмотря на чудовищную глубину.

Это этого не означает.

[Костя Мусатов]

Это этого не означает.

Это как? При фазе подбирающейся к 180 градусов мы имеем уже не ООС, а почти ПОС. Давайте не путать условия устойчивости и эффективность работы ООС с целью подавления нелинейных искажений. И еще не надо забывать, что при этом происходит конвертация одних видов искажений в другие.

[PSV]

Как-то опыт применения такой коррекции не очень. Снижалась передача воздуха. Но это конкретные случаи, не претендующие на всеобъемлемость. Но, все же, такая коррекция кривит АЧХ усилителя с замкнутой петлей ООС, а мне это не нравится.

Попробуем. В этом усиле конденсатор в цепи ООС можно убрать без проблем и скорректировать С2. Правда придётся пожертвовать глубиной ООС на 10-15дб на 20к. Кстати у Зуева коррекция осуществляется тоже
за счёт коденсатора в делителе ООС.

Добавлено через 11 минут

Это как? При фазе подбирающейся к 180 градусов мы имеем уже не ООС, а почти ПОС. Давайте не путать условия устойчивости и эффективность работы ООС с целью подавления нелинейных искажений.

Костя, но ведь при замкнутой петле там нет никакого гуляния фазы. Фаза начинает отклонятся только ближе к частоте еденичного усиления без ООС и её уход составляет около 30 гр на 1мгц. 90гр, когда ООС теряет эффективность из за фазы она достигает на 2,5 мгц. Это на выходе усила, а на на инвертирующем входе конденсатор С7 помогает сдвинуть её обратно. В звуковом диапазоне нет никакого ухода фазы в петле. Собственно для этого усилители и корректируем.
Зы, мужики, скажите ещё что нибудь насчёт холтона. Пост 45, 57- 58.

[Olegyurich]

Зы, мужики, скажите ещё что нибудь насчёт холтона. Пост 45, 57- 58.

Сергей, а что плохого в том, что нельзя жестко задать потенциалы баз?
На практике.ПСРР снижается? Кстати наскколько там реально плавает потенциал? Может другие ИТ поставить?

[PSV]

Сергей, а что плохого в том, что нельзя жестко задать потенциалы баз? На практике.ПСРР снижается?

Если не ставить ИТ, усиление упадёт.

Кстати наскколько там реально плавает потенциал? Может другие ИТ поставить?

Не получится. Надо чтобы у ИТ дифкаскада и нагрузки токи жёстко совпадали. На практике это невозможно обеспечить.

[Walter]

Сегодня (уже ) проверю в реале, а то голова в 2 часа ночи неварит.

Не поленился, проверил.




Схема эксперимента. Один канал ЕМУ 1212м переводится в балансный и цепляется на катушку фильтра, т.е. снимается падение напряжения на ней. Катушка- 15витков на оправе 10мм, внутри/параллельно ей угольник на 10 Ом. Сигнал на выходе УМ= -9Дб от опорного (+4dbU, такова карта). Сопротивление колонок ДС=2,8Ом, на 1 кГц= 6,3Ом и +30 градусов(согласно ЛСПкаду).

В результате, между УМ и АС стоит нечто, что срет под -50Дб

[Olegyurich]

Если не ставить ИТ, усиление упадёт.

Я имел ввиду, если ставить ИТ. Ты говоришь, что в этом случае нельзя жестко задать потенциалы баз 2 ДК. Чем это плохо на практике?

Добавлено через 3 минуты

Надо чтобы у ИТ дифкаскада и нагрузки токи жёстко совпадали

Насколько жестко?
У 2ДК токи баз все равно есть, и довольно ощутимые, а сделать +-1% ИТ ИМХО несложно. Можно и ДК и нагрузку запитать токовыми зеркалами от одного ИТ

[nazar]

Walter, че за колонки? и какой результат на резистивный еквивалент нгрузки?

[A.R.]

Не поленился, проверил.

Респект, я бы так быстро не раскачался.

Схема эксперимента. Один канал ЕМУ 1212м переводится в балансный и цепляется на катушку фильтра, т.е. снимается падение напряжения на ней. Катушка- 15витков на оправе 10мм, внутри/параллельно ей угольник на 10 Ом. Сигнал на выходе УМ= -9Дб от опорного (+4dbU, такова карта). Сопротивление колонок ДС=2,8Ом, на 1 кГц= 6,3Ом и +30 градусов(согласно ЛСПкаду).
В результате, между УМ и АС стоит нечто, что срет под -50Дб

Так, попробуем посчитать. Сопротивление 10Ом||10мкГн на 1кГц будет около
0.0624 Ом. Делитель, который образуется вместе с 6.3Ом дает
К=(6.3)/(6.3+0.624)=0.9901, т.е. на катушке с резистором выделяется 0.0098 от основного тона. 20*lg(0.0098) дает -40дБ. Т.е. дифф. вход карточки должен показать то же, что выделяется на нагрузке, но сдвинутое на 40дБ вниз.
Интересно было бы посмотреть на гармоники до катушки и сравнить. Мне думается, что будет примерно то же самое, что и на рисунке.

[Костя Мусатов]

Костя, но ведь при замкнутой петле там нет никакого гуляния фазы. Фаза начинает отклонятся только ближе к частоте еденичного усиления без ООС и её уход составляет около 30 гр на 1мгц. 90гр, когда ООС теряет эффективность из за фазы она достигает на 2,5 мгц. Это на выходе усила, а на на инвертирующем входе конденсатор С7 помогает сдвинуть её обратно. В звуковом диапазоне нет никакого ухода фазы в петле. Собственно для этого усилители и корректируем.
Зы, мужики, скажите ещё что нибудь насчёт холтона. Пост 45, 57- 58.

Эээ. Я согласен, что и при большой фазе увеличение усиления на 20дБ приведет к уменьшению искажений на этой частоте на приерно 20дБ. Однако, если сравнить с уровнем подавления искажений при меньших фазовых углах,окажется,что подавление хуже. К тому же, большие фазовые набеги в цепи ООС приводят к расширению спектра искажений и к худшему спаданию уровня гармоник.

[Olegyurich]

К тому же, большие фазовые набеги в цепи ООС приводят к расширению спектра искажений и к худшему спаданию уровня гармоник.

При больших набегах фазы и петлевое усиление уже невелико. Может в этом все дело?

[PSV]

Я имел ввиду, если ставить ИТ. Ты говоришь, что в этом случае нельзя жестко задать потенциалы баз 2 ДК. Чем это плохо на практике?

Из режимов по постоянке схема выходит и не работает вообще. ООС в этом случае не поможет, т.к. сигнал приходит синфазно на второй ДК.

У 2ДК токи баз все равно есть, и довольно ощутимые, а сделать +-1% ИТ ИМХО несложно.

Как я выше написал, там синфазка. А входное ДК по синфазке очень высоко. Получается два встречных ИТ нагруженных на высокое входное. Не, не камильфо.
О, идея. Пока писал тебе ответ мысль пришла . Надо попробовать параллельно ИТ резисторы, для задания режима по постоянке. Сейчас посмотрю, может получится децибел 20 выжать.

[Olegyurich]

Как я выше написал, там синфазка. А входное ДК по синфазке очень высоко.

Это если во втором ДК ИТ пользовать, а если небольшой резистор, то все ОК. Только сейчас понял, в чем проблема, у тебя же там ИТ стоит.

[PSV]

Эээ. Я согласен, что и при большой фазе увеличение усиления на 20дБ приведет к уменьшению искажений на этой частоте на приерно 20дБ. Однако, если сравнить с уровнем подавления искажений при меньших фазовых углах,окажется,что подавление хуже.

Костя, не понял тебя. В замкнутом усилителе фазовый набег
между входом и выходом начинается в районе мегагерц. Почему подавление хуже?

Добавлено через 49 секунд

Это если во втором ДК ИТ пользовать, а если небольшой резистор, то все ОК.

Если резистор, то усиление опять падает.

[Sagittarius]

1. Если нагрузкой первого ДК будут ИТ, то не получается жёстко задать потенциал на базах второго ДК. Они синфазно могут гулять куда угодно.
2. Надо в вместо этих ИТ ставить резюки, но тогда больше 50дб в петле из такой структуры не выжмешь. Что делать? Биполяры в первый дк не предлагать, вопрос принципа.

1. Это так, но обычно ток второго каскада гуляет вниз, что показывает симуляция в опытах Нироборна, Немо с нагрузкой ТЗ на ОЭ в схеме Ланзара; я на практике такого не делал. Но ещё и полюса образуются в базах второго дифкаскада, и Ку высокого не добьёшься, т.к. для этого нужно ГСТ нагружать на высокое полное входное сопротивление следующего каскада. Кроме того, ГСТ в нагрузке первого ДК превращают Холтона в Линкс по токам выхода УН: если с резиками эти токи могут прогнозируемо колебаться меж 0 и 2Iпок, то с ГСТ - от 0 до лежачей восьмёрки, т.к. весь ток истоков ДК уходит в базу открывающегося транзистора. Линейности это точно не прибавит.
2. Эта структура изначально не задумывалась для больших усилений. Но я когда-то делал такое, см. аттач - и получалось. Здесь Т2 и Т5 линеаризируют полевиков местной петлёй ООС, а резики 2 и 3 задают токи покоя полевикам: I = 0,65 / эР3.

[PSV]

А если вот так. Усиление в петле под 80 дб, полюс УН около 80к. Ничего по моему получилось