Составные усилители

[BesPav]

Создать новую тему побудило большое количество сообщений и схем, опубликованных в разных ветках, а то и даже на разных форумах.

Итак, предмет обсуждения - глубокоООСные усилители, так называемые "композиты", состоящие из первого малосигнального/маломощного ОУ и второго сильноточного ОУ в специализированном корпусе с повышенным теплорассеянием.

В качестве "подопытных" на роль первых ОУ выбраны следующие:
AD8065/66/67
THS4021/22+4011/12
LM6171/7171
LT1222
OPA1611/12+1641/42
AD797
Из предвыборной гонки потихоньку выбывают отличные ОУ LME49710 и LME49990.

Основные критерии выбора:
1. Возможно больший GBP
2. Возможно более высокая частота основного полюса (точка перегиба на кривой open-loop gain в даташите и/или модели)
3. Возможно меньшее произведение шума на усиление в начале аудиодиапазона
4. Наличие достоверной модели, более-менее совпадающей с графиками официального даташита.

На роль "вторых" народной молвой выбраны AD815, THS6012/TPA6120 и LT1210. Пожалуйста, не надо LM3886 сегодня...

Основные критерии выбора:
1. Достаточная мощность в качестве усилителя для наушников
2. Возможно более широкая полоса
3. Возможно меньший уровень шумов
4. Возможно большее петлевое усиление

Для начала обсуждения пара несложных схем с непривычно большой глубиной ООС:

Скрытый текст

[свернуть]

Условия устойчивости выполнены формально, номиналы коррекции подлежат алгоритмическому или ручному уточнению по переходной характеристике, а также в реальной конструкции с учетом паразитных параметров платы.

Основные недостатки подобных схем:
1. Сравнительно большой уровень шума на выходе, первый ОУ работает со своим полным усилением на НЧ и все его входные шумы усилены в Aol раз. ВНИМАНИЕ, не все SPICE-модели ОУ корректно воспроизводят даташитные графики шума.
2. Очень плохие последствия при перегрузке.
3. Необходимость плотного монтажа, частота единичного усиления порядка 20-30 МГц и сантиметры проводников уже вносят заметную задержку фазы на частоте замыкания характеристики.

Пример печатной платы, заботливо нарисованной форумчанином mellowman:

Скрытый текст

[свернуть]

Продолжение следует...

[BesPav]

тройку в пятерку

Не-а.
Внутри БУФа считай параллельный повторитель, соответственно нестабильная на емкостную нагрузку Тройка превращается в +-контролируемую Единичку.
А еще можно поставить потц на BW и подстраиваться под провода...

[EDDiE]

Ходят упорные слухи, что LME49600 и LME49610 хоть и похожи на BUF634, но, искажений меньше и звучат получше.

[BesPav]

Offтопик:

Ходят упорные слухи

Позвольте не называть место, куда именно они ходят, ибо цензура?

[mellowman]

Не-а.
Внутри БУФа считай параллельный повторитель, соответственно нестабильная на емкостную нагрузку Тройка превращается в +-контролируемую Единичку.

А это с чего такое волшебство происходит? Есть симуляция? Только здесь мне кажется буф на транзисторном уровне надо симулить, а то же вот подробно расписано: https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2415237 . Единственное, там про медленный ВК, а буф — быстрый, нужно делать поправку

[BesPav]

А это с чего такое волшебство происходит?

А от вкуривания даташитов...







100 Ом впослед 6171 вместе с "тюнингом" BW 634 решают...

Впрочем, скоро можно будет послушать, а тогда и выводы делать.

[mellowman]

100 Ом впослед 6171 вместе с "тюнингом" BW 634 решают...

А, ну 100 ом — тогда да, подействуют

Впрочем, скоро можно будет послушать, а тогда и выводы делать.

Какие размеры платы получились?

[EDDiE]

я.конечно, не инженер-электронщик, но, разве после или перед, короче, внутри BUF634 нет резистора 200 Ом?

[mellowman]

я.конечно, не инженер-электронщик,

Да ладно скромничать

но, разве после или перед, короче, внутри BUF634 нет резистора 200 Ом?

Но в даташите пишут что ещё 100ом надо чтобы до конца разгладить пик

[BesPav]

Какие размеры платы получились?

~150х100 мм. Это вместе с трансами питания, USB-транспортом, ЦАПом, РГ и самим ушником.

внутри BUF634 нет резистора 200 Ом

Есть, но я вот как представлю себе, что за резистор там умудрились сделать на кристалле, так сразу хочется взять дремель и выпилить его оттуда...

[mellowman]

~150х100 мм. Это вместе с трансами питания, USB-транспортом, ЦАПом, РГ и самим ушником.

[shura1959]

Offтопик:

я вот как представлю себе, что за резистор там умудрились сделать на кристалле,

Да уж, если отдельный процесс не предусмотрен, то 5% нелинейность будет хорошо

[BesPav]

Offтопик:
Да уж, если отдельный процесс не предусмотрен, то 5% нелинейность будет хорошо

Offтопик:
Ну, судя по тому, что для некоторых буферов TI (да и не только они, для примера) приводит замечательные картинки типа приложенной, а внутри эти буфера +- повторяют 634, но без этого злосчастного резистора, при этом в даташите на 634-ю термин THD вообще не упоминается ни одного раза, то где-то так оно и есть...
В дополнение можно легко заметить, что в даташите LME49600/610 THD упоминается и рисуется только в Closed-loop, поэтому сомнения можно окончательно отбросить.

[shura1959]

Offтопик:
Кстати, последовательно с диф входами обычных (не сильно скорострельных) ОУ также стоЯт диффузионные (читай - нелинейные) резисторы для пущей устойчивости, и, заодно для защиты от стат. электричества.

[EDDiE]

Offтопик:

Ну, судя по тому, что для некоторых буферов TI (да и не только они, для примера) приводит замечательные картинки типа приложенной, а внутри эти буфера +- повторяют 634, но без этого злосчастного резистора, при этом в даташите на 634-ю термин THD вообще не упоминается ни одного раза, то где-то так оно и есть...
В дополнение можно легко заметить, что в даташите LME49600/610 THD упоминается и рисуется только в Closed-loop, поэтому сомнения можно окончательно отбросить.

тогда точно высверлить... лазером.. и выводы сделать...
или заказать производство buf/lme (под другим названием) в Саранске на "свечном" заводике (шутка). Где-то у меня есть в списках этот завод в Саранске, надо название посмотреть.

[EDDiE]

Так где ж LU1014D 2 штуки оригинальных брать?
https://www.einfo.ru/store/LU1014D/
https://efind.ru/offer/LU1014D
http://www.chipfind.ru/search/?part=LU1014D&s=1

[shura1959]

Offтопик:

этот завод в Саранске

Саранский Завод Точных Приборов , только, похоже, кроме диодов и стабов сложнее уже ничего не делают, оборудование продают...

[BesPav]

Так где ж LU1014D 2 штуки оригинальных брать?

Коллега, вы меня таки пугаете этим зоопарком...
Физикам все меньше шансов что-то купить за нал, поэтому предлагаю поддержать Промэлектронику.

[EDDiE]

Offтопик:

Коллега, вы меня таки пугаете этим зоопарком...
Физикам все меньше шансов что-то купить за нал, поэтому предлагаю поддержать Промэлектронику.

Cпасибо, Павел ! )))

[EDDiE]

Может пусть и валяются дальше. Может это и есть смысл их существования?


Ну это же только первый том Камасутры...
Вот, резистор подобрать по вкусу.

Павел, приветствую !
Как Вам звук этого ушника?

[BesPav]

Как Вам звук этого ушника?

Эдуард, добрый день!
Тут сложный вопрос. С одной стороны получившийся результат очень порадовал. Весь ушник вместе с конденсаторами питания получается по площади сравним с отпечатком большого пальца. Вход дифференциальный, КУ~2-4 и преимущественно ограничен напряжением питания буфера, выходной пик-ту-пик без целенаправленного разгона будет около 20 Вольт, ток покоя ~18-20 мА, ограничение на выходе > 300 мА (надо думать, что мозги через ноздри к этому моменту уже выдавило). Стабилизация питания не требуется, достаточно простого CRC. Формальных параметров, по даташитам - 60 дБ в петле на 20 кГц и искажения выходного буфера порядка -50-60 дБ (в зависимости от выходного уровня) на 100 кГц.
Измерять что-то, кроме наличия возбуда и адекватного соответствия переходной характеристики результатам моделирования, считаю бессмысленным.

Звучание ясное, светлое, без намека на жесткость в ВЧ-диапазоне, на некоторых наушниках неожиданно прорезается обычно несвойственный им басок.

С другой стороны, несмотря на технологическую пропасть, нет решающего и однозначного прорыва в звучании супротив Беты22 и Динахи.
И если отрыв от привычных АБ-шников с дискретным умощнением ОУ еще можно объяснить лучшим удержанием режима ВК при его интегральном исполнении, то вполне уверенная конкуренция А-шных ушников "старой школы" может говорить о достигнутом пределе восприятия.
Ну и вопрос с влиянием на звучание конденсаторов питания ВК и собственно ОУ точно так же остается нерешенным.

Рвать рубаху на груди и впаривать доверчивым/внушаемым особям платки по сходной цене интереса не имеется, соответственно результаты скорее инженерно-практические, нежели аудиофильские.