Композитный ОУ . Плюсы и минусы такого решения.

[.Васильев]

Есть вот такое интересное решение как композитный оу .Когда два независимых друг от друга прибора работают как единое целое.Когда можно меняя сочетания применяемых операционных усилителей получать необходимые параметры. Вот и хотелось обсудить все достоинства и недостатки этого решения.

[Mepavel]

теперь к вам, как специалисту, вопрос: каким именно способом в данной модели реализовано ограничение скорости нарастания? на сколько, по вашему мнению, такой способ корректен в рамках обсуждаемой модели поведения схемы?

Специально для Вас прикрепил файл, в котором нарисованы схемы замещения типичных моделей ОУ (например OPA134), которые идут в комплекте со многими SPICE-симуляторами. В частности в этих моделях единственным нелинейным элементом обычно является диф.каскад на транзисторах с нулевой ёмкостью. А выходной каскад обычно идеальный с конечным Rвых.
Вот здесь показна стандартная модель ОУ первого уровня (level=1) http://spice.distudy.ru/models/opamp/index.html
Так же существуют стандартизованные модели ОУ, которые описываютcя спайс-параметрами (в МС - это модель GENERIC)
Для модели GENERIC level=3, задаются параметры SRP (Positive Slew Rate) и SRN (Negative Slew Rate), таким образом даже при подаче идеального меандра на дифференциальные входы ОУ - скорость нарастания выходного напряжения будет ограничена. Это как раз соответствует зарядки ёмкости через источник тока (например источник тока ДК), поэтому скорость нарастания будет всегда ограничена вне зависимости от напряжения питания, амплитуды входного и выходного напряжения.

на сколько, по вашему мнению, такой способ корректен в рамках обсуждаемой модели поведения схемы?

Для анализа всплесков достаточно корректен, правда при небольших перегрузках ОУ. При больших амплитудах входного сигнала поведение модели может быть слишком хорошо, поскольку слабо учитываются перезарядки диффузионных ёмкостей того же выходного каскада, который попросту исключён из рассмотрения.
Что касается нелинейных искажений, то понятное дело, что модель с идеализированным ВК никак не будет соответствовать реальному ОУ.

[viktor8m]

.Васильев, дело не в МС, а в коррекции. Вот моя схема с дополнительной внутренней петлёй ООС (схема очень упрощённая, но все коррекции показаны), никакого выброса на выходе ОУ (что в МС, что в железе, причём проверенно с OPA132 и OPA827). Как видно из неё, вторая петля параллельной ООС охватывает только местно дискретный усилитель на J2-J1-Q3-Q1-Q3-Q9 (усиление примерно 13), а конденсаторы С28-29-30 обеспечивают устойчивость всего усилителя и полное отсутствие выбросов. Кстати, модель на OPA827 не является упрощённой, так что её можно использовать для реального синтеза.

[Electrovoicer]

Специально для Вас

скорее, не для меня все-таки

задаются параметры SRP (Positive Slew Rate) и SRN (Negative Slew Rate)

Где в представленных моделях Вы нашли эти параметры? Собственно, в этом и был вопрос

[Nikolav]

Максим, эти выбросы не выдумка МС.
Человек пять уже написали из-за чего они образуются. Если надо, могу попробовать объяснить попроще, только набирать и формулировать буду дольше.
А вообще повторю, избежать выброса можно если частота среза второго ОУ будет выше частоты единичного усиления по петле ОС. Достичь этого можно или уменьшением широкополосности ОС, или за счёт уменьшения петлевого усиления.

[Electrovoicer]

А я еще и добавлю - в статьях BB идет речь о специализированных усилителях для фотометрии. Работают они на DC, требования - малый входной ток, малый токовый шум и большая точность на постоянном токе. Прекрасное решение для определенного круга задач. Делайте выводы.
Для аудио-приложений усилитель должен обладать другим комплексом характеристик.

[.Васильев]

Ой блин. Как должен отображаться в капе такой сигнал на выходе работающего в малосигнальном режиме операционного усилителя? Повторяю свой вопрос неоднократно. ЧЧто мне давать графики работы оу в СЛ. УМЗЧ ВВ ,других глубокоосных усях? Именно так и отображается . А то выбросы ,выбросы.

[.Васильев]

Вот графики с выбросом на переходных в этой схеме и без выброса. Судите сами. А то я устал вам объяснять природу формы сигнала на выходе первого оу.

[viktor8m]

Как должен отображаться в капе такой сигнал на выходе работающего в малосигнальном режиме операционного усилителя?

В оригинальных усилителях ВВ и Агеева использованны ОУ с внешней коррекцией и сравнительно небольшим собственным усилением (менее 200000), у Вас же ОУ с внутренней коррекцией и собственным усилением за миллион, что требует другого подхода, чтобы убрать выбросы (если вообще возможно). И почему Вы уверены, что выбросы должны быть всегда. В посте 185 я давал свой пример правильной коррекции при общей ООС на НЧ более 140 дБ.

[.Васильев]

Опять двадцать пять.Наглядных графиков уже мало. Я в посту 190 именно графики с выбросами показал. Наглядно ведь показал.Что еще надо?

[viktor8m]

Наглядно ведь показал.Что еще надо?

Наглядно что, что это неизбежность? Или у Вас есть правильная модель усилителя Агеева с его коррекциями? Что показали? Что у Вас не выходит убрать выбросы? Так это Ваш подход не позволяет.

[.Васильев]

Пост 190левый рисунок. Это не выброс? Достаточно снять коррекцию по опережению ,конденсатор параллельно резистору общей оос. О каких перегрузках можно вести речь,если при ноинальной мощности на выходе первого оу на 20кгц всего 1,9вольта, на частоте 30кгц 3вольта и на 40вольтах 4вольта?

[_Сам_]

Я в посту 190 именно графики с выбросами показал. Наглядно ведь показал.Что еще надо?

А зачем нужен усилитель, который так заваливает прямоугольные фронты?

[.Васильев]

_Сам_, Кто мешает применить более скоростные оу? Кто?

[ViktKors]

1.

О каких перегрузках можно вести речь,если при ноинальной мощности на выходе первого оу на 20кгц всего 1,9вольта, на частоте 30кгц 3вольта и на 40вольтах 4вольта?

Тут речь не о "перегрузках". Понятно, что первый ОУ (опять-таки не проверял) скорее всего до клиппа на реальном сигнале никогда не дойдет. Дело скорее в том, что если это действительно так, то возникает противоречие Вашей модели Вашей-же концепции.
Вот чуть раньше Вы, в частности писали:

...Я с самого начала говорю несколько вещей. Не слышите. .Повторюсь. первое Коррекция выполнена таким образом ,чтобы обеспечить малосигнальную работу первого оу в звуковом диапазоне частот. Второе ...

Вот и непонятно, то "малосигнальный" режим (по идее это ~милливольты), то напряжения по нескольку вольт.

2. Про "выбросы". Традиционно под ними понимается что-то вроде немонотонности выходного сигнала при прямоугольном входном. Обычно такая бяка наблюдается в области времен соответствющей частотам замыкания ООС, и однозначно определяется именно фазовым запасом в петле ООС (меньшим 90°) на этой частоте. Если ООС частотнозависима, то выбросов может быть не видно даже несмотря на небольшой запас по фазе в петле.

Судя по всему, именно к этому случаю Вы и пытаетсь свести свои рассуждения про отсутствие "выбросов" в Вашей схеме. Оппоненты-же указывают Вам на неоптимальность распределения усиления между каскадами на разных частотах. "Выброс" на выходе первого ОУ - просто свидетельство того, что ОУ (и в самом деле оставаясь в малосигнальном режиме на НЧ) переходит в режим "большого сигнала" на ВЧ. Тот факт, что этих ВЧ в сигнале (даже тестовом) может оказаться совсем не много, не отменяет того обстоятельства, что ОУ применен мм.. неоптимальным образом.

3. Не очень понятно, в чем смысл такого включения двух ОУ, если речь идет именно о линеаризации выходного каскада второго ОУ. В такой ситуации две ООС (широкополосная выходного усилителя и широкополосная общая) у обычного композита примерно эквивалентны одной глубокой широкополосной общей и одной местной на ВЧ (как это сделано у Вас). Точнее, за счет того, что у Вас выходной буфер инвертирующий, подавление искажений в вашем случае получается даже меньшим.

4. Для упрощения дискуссии было-бы полезно выложить АФЧХ петлевого усиления (лучше со вкладом отдельных каскадов) в наглядной форме.
Если это сделать, то можно будет отметить, что схемы из Пдф-ов привеленных Вами скорее всего окажутся вполне корректно выполнеными с любой точки зрения (и с учетом задач), Ваша схема из топика (на одинаковых ОУ) окажется вполне корректной при минимальной коррекции, а схема Вашего УНЧ "по мотивам" (не проверял, но тут вроде мнение уже сформировалось, да и Вы это не оспариваете) скорее всего сведена именно с недостатками лишающими ее существенных преимуществ перед традиционными включениями.

5. Схемы с особо глубокой ООС (с петлевым усилением приближающимся/заходящим за 180°) имеют некоторые особенности применения. В частности (помимо прочего), очень желательно, чтоб спектр входного сигнала (это относится и к тестовым "меандрам") спадал как минимум так-же быстро как и глубина ООС (то есть как минимум 12 дБ/окт в Вашем случае).
Естественно, к обычным схемам это тоже относится, но там данное требование легко реализуется обычным ФНЧ первого порядка на входе. Точно так-же можно отметить, что примененять в качестве тестового сигнала меандр (скорость спада гармоник 6 дБ/окт) правомерно только к простым ООС-ным схемам с петлевым усилением как у ФНЧ 1-го порядка.

Требовать-же (как это бывает в этой ветке), чтоб УНЧ отрабатывал широкополосный (выходящий за пределы рабочей полосы) сигнал с произвольным спектром без перегрузок по меньшей мере некорректно, и является заведомым "ударом ниже пояса" применительно к подобным схемам.

[_Сам_]

Кто мешает применить более скоростные оу?

ах, вот для чего AD845 потребовались ))) у них 100 В/мкс вместо 15 В/мкс у OPA551. Думаю, быстродействующий ОУ и один прекрасно справится с усилением в 5 раз по стандартной схеме, и не нужно никакого огорода городить с композитом.

[.Васильев]

Пост 190 кто прокомментирует? Пока я комментария того поста не услышу, смысла продолжать диалог нет.Ибо это камень преткновения. Левый рисунок меня интересует.

[ViktKors]

Offтопик:

Пост 190 кто прокомментирует? Пока я комментария того поста не услышу, смысла продолжать диалог нет.Ибо это камень преткновения. Левый рисунок меня интересует.

.. И чего ради я пост (197) писал..

О чем тут говорить? Все ведь понимают, что форма сигнала после первого ОУ обусловленна тем, что на его выходе просто "задраны" ВЧ. Вопрос ведь не в том, что они задраны, а в том "насколько".
Получается, что настолько, что от основного декларируемого свойства (малосигнальность) на ВЧ в пределах рабочей полосы (!) ничего не остается (не проверял, но вроде как все, включая Вас, на этом сходятся).

[_Сам_]

Левый рисунок меня интересует.

а чего там непонятного? Первому ОУ не хватило то ли скорости, то ли размаха выходного сигнала при отработке фронта меандра. Вот и получили горбик. Но на обеих картинках усилитель неточно усиливает меандр. Только в одном случае горбик есть, а в другом нету.

[.Васильев]

На левом рисунке в посту 190 выброс? Он же на выходе усилителя и а выходе второго оу. Вот это и есть выброс. А на правом рисунке все чисто. Если был бы выброс,как тут мне постоянно говорят,то на выходе и второго оу и на выходе уся были выбросы . На выходе второго оу точно бы были,гарантированно были бы.
Теперь о одиночном ОУ .И близко он не стоит,усь с одним оу.

[ViktKors]

а чего там непонятного? Первому ОУ не хватило то ли скорости, то ли размаха выходного сигнала при отработке фронта меандра. Вот и получили горбик. Но на обеих картинках усилитель неточно усиливает меандр. Только в одном случае горбик есть, а в другом нету.

Он не должен мочь усиливать меандр, тем более точно. Он должен мочь усиливать (точно) составляющие меандра в пределах рабочей полосы частот.
Во всей полосе ООС он (композит вроде представленных схем с запаздыванием 180° в петле ООС) должен усиливать меандр пропущенный через ФНЧ 1-го порядка с частотой среза равной верхней рабочей (с некоторым запасом).

Это неизбежная (не очень высокая) плата за углубление ООС сверх того, что получается в пределах стандартного спада петлевого усиления в 6 дБ/окт.