Подарок от Белочки

[belka]

ViktKors, ты сегодня расстроился, что на микросхемках сделать нельзя один интересный вещь) Можно.

На 20-ти килогерцах выигрыш по искажениям будет минимум 60дБ, если правильно всё организовать. Скорость безумная, так как по 5-й ноге AD844 можно брать на перезарядку ёмкости до 10мА тока.

Дарю, пользуйтесь:

[belka]

Walter, да, так существенно лучше.

[BesPav]

большие банки перенести вперед, за радиатор LT1210

Предполагается монтаж к боковой стенке корпуса, поэтому большие банки можно разве что положить на бок.

Стесняюсь спросить, а что строим - усилитель для наушников?

Надо же с чего-то начинать.

"Ничто не слишком"

Слишком, слишком, еще как слишком...

[свернуть]

[ViktKors]

Надо же с чего-то начинать.

С внятной формулировки задачи?
Потому как играть в очередную угадайку желания мало. Я пытался, но успеха не достиг, так не понял, что было надо?
а) Реализовать заданную топологию? зачем?
б) получить большую скорость нарастания? зачем?
в) получить большую полосу? зачем?
г) получить большое петлевое? зачем?
д) получить малые искажения? сколько?

Надо же с чего-то начинать.

Если уж схема реализует некие требования, то я бы начал с обеспечения устойчивости.
И в большой петле (глядя на эскиз платы некая условность вроде 30 градусов запаса по +/- 10 дБ не помешает), и особенно в остальных.
Например, я совсем не уверен что петля ПОС с токового выхода 844 ой на ее положительный вход останется устойчивой а частотах в пару десятков МГц (где выход 1210 уже индуктивный и сигнал 844 через С2 на землю не шунтируется)

Ну и вопрос верификации моделей ОУ для симулятора тут не последнее, на что можно забить.

[BesPav]

С внятной формулировки задачи?

Сделать макет усилителя для наушников с целью оценки возможностей топологии, потенциально достигаемых характеристик и соответствия модельных параметров реальным.

а) Реализовать заданную топологию? зачем?

Послушать вживую, оценить как ее слуховые особенности, так и соответствие модели.

б) получить большую скорость нарастания? зачем?

Slew не критерий, он здесь сам собой получается.

в) получить большую полосу? зачем?

Попробовать справиться с г).

г) получить большое петлевое? зачем?

В модели - посмотреть особенности коррекции, а в макете ориентироваться на более-менее реальные номиналы.

д) получить малые искажения? сколько?

Скорее получить сравнительно небольшой, но весьма злой ушник.

Например, я совсем не уверен что петля ПОС с токового выхода 844 ой на ее положительный вход останется устойчивой а частотах в пару десятков МГц (где выход 1210 уже индуктивный и сигнал 844 через С2 на землю не шунтируется

Судя по Dominant pole из модели - там 5,5 пФ, а в даташите упоминается "typically 4,5 pF".
Отсюда можно смело накладывать ограничения на б), в) и г).

[ViktKors]

BesPav, имхо, прежде чем оценивать соответствие реальности модели, стоит эту самую модель довести до работоспособности.
Ну и сразу использовать особенности топологии по назначению, а не выяснять, насколько обидится реальность на реализацию в ней кривой модели.

По коррекции, я тупо взял модели из MC12 (в реальности скорее всего хуже, не проверял их) и смотрю:
общая петля - красное (очень условно устойчиво):
местная паразитная - синее (генератор в чистом виде)


П.С. тем более тут в ветке уже были сетования именно на эту неустойчивость местной петли.

П.П.С. Смысл топологии (имхо) спрятать высокоскоростной выходной каскад под местную петлю ОС (в данном случае через внутренности 844 ой), чтобы реализовать широкополосную петлю ООС, которая оставалась бы компактной.
При этом "наружу" для коррекции от такого модуля торчит очень простоя АФЧХ, которую нетрудно впрячь в большую, медленную и глубокую петлю ОС.

Выигрыш - "простота" коррекции (сложность прячется под местную ОС через ВК) и большее петлевое вокруг ВК.
Т.е. общая петля полосой 5 МГц - надежно и без заморочек, а петля вокруг ВК - например 50 мГц, что нереально сделать в большой петле.
По параметрами - почти как петля 50 МГц, по сложности реализации - как 5 МГц.
Да, почти как с 3886 - внутри все выстроено до нескольких десятков МГц, а наружу торчит только 1 МГц.

Да есть оговорки разные, и простота кажущаяся, но до этих проблем еще нужно добраться.

ППП.С. По поводу "паразитных" петель - не счесть их. Потому ограничиться одной единственной петлей ООС - это иногда не самая плохая идея (хотя понятно, что "в железе" этот вариант тоже не прост).
Вот по данной схеме еще:

И опять-таки, "генераторы".
На самом деле, чаще всего получается так, что если все сделано хорошо, то все паразитные петли оказываются +/- в норме.
Никогда не задумывался над этим, но скорее всего под это можно повести какую-то математику.
Единственное, нередко в какой-то из таких петель запасы могут оказаться совсем уж иллюзорными. Поэтому нередко и общую петлю стоит сделать не рекордной, хрен с ними с теми крохами параметров, работоспособность и надежность важнее.

И еще один "ПС" . "Тиан" (алгоритм определения петлевого) - очень уместная штука. Он показывает петлевое даже для тех "паразитных" случаев, когда в какой-то из петель непонятно где вход, а где выход (что нередко случается на очень высоких частотах и в многопетлевых схемах).
Где вход, а где выход не так важно, как то обстоятельство, разгоняются ли шумы или иные воздействия в генерацию.

[Gofrey]

а) Реализовать заданную топологию? зачем? - получить малые искажения
б) получить большую скорость нарастания? зачем? - получить малые искажения
в) получить большую полосу? зачем? - получить малые искажения
г) получить большое петлевое? зачем? - получить малые искажения
д) получить малые искажения? сколько - да, ..ля
<0,00009

[BesPav]

местная паразитная - синее (генератор в чистом виде)

Виктор, для начала благодарю за ваш крайне большой вклад как в эту тему, так и вообще!
Всё утро пытал математиков, да, с пристрастием, паяльник, иголки, пассатижи, все как положено.

Нет у них пока внятной гипотезы как проводить оценку устойчивости вложенных петель, будут думать.
Лобовой метод дает неоднозначные результаты и для трехактуаторной модели лобовые данные симуляторов не подтвеждаются.

Скрытый текст

Чтобы было понятно - эти ребята непосредственно участвуют в консорциуме, обеспечившем активную стабилизацию резонаторов LiGo. Волшебства там нет, если не считать измерения величин порядка 10Е-11 на фоне локального шума порядка 10Е-6. Да, в очень узком диапазоне "частот", но тем не менее.

[свернуть]

На самом деле, чаще всего получается так, что если все сделано хорошо, то все паразитные петли оказываются +/- в норме.
Никогда не задумывался над этим, но скорее всего под это можно повести какую-то математику.

Не "можно", к сожалению, а "придется". Углубились в удобоваримую реализацию метода Мэйсона под современные симы.

И еще один "ПС" . "Тиан" (алгоритм определения петлевого) - очень уместная штука.

Да, тем более одновременно учитывает вид ОС.

[ViktKors]

Всё утро пытал математиков

Павел, я же не телепат, без понятия, кто там и чего делал. Вижу недоделку - говорю. А в данном случае все банально. Я потом глянул, судя по тому, что нарисовано, там модель AD844 выбрана тупо простейшая, вероятно вообще только доминантный полюс. Если глянуть на датащит, там видится минимум еще одна пара, это если не заморачиваться сильно. И именно эти "паразиты" и определяют пределы применимости. Вероятно отсюда и приколы.
Это нормально, хуже, когда датащит вроде того, что в инете на LT1210, где вообще никаких данных по ВЧ поведению нет (в таких случаях я склонен полагать, что там такое веселье, вроде нестабильных полюсов, что и рисовать-то нечего, короче - руки прочь, потому опыта с 1210 и не имею). Более того, из-за "своеобразной модели" показанная мною петля через дополнительный конденсатор на выходе LT1210 тоже явно левая.

Только это вообще не про то все. У сабжевой топологии есть идеология, на мой взгляд довольно очевидная. Она (естесвенно, при выполнении ряда условий) позволяет делать довольно сложную коррекцию не заморачиваясь на сложные симуляции, фактически "руками, глядя на осциллограф". Это просто бесценно, если строить усилитель не в симуляторе, а в железе. Но принципиально ведь все то-же самое, что и в любом другом случае многопетлевой коррекции.

Давайте я просто вечерком покажу для Ващего примера примерный ход рассуждений для сабжевой топологии.

Нет у них пока внятной гипотезы как проводить оценку устойчивости вложенных петель, будут думать

А буквари от Лурье не помогают? развернуть вложеннные в одну большую, если так уж нужна теория.
Только в том-то соблазн всяких симуляторов, что можно не заморачиваясь на теорию, просто на уровне осознания происхдящего, сделать все по-быстрому.
Ну разве трудно сделать пару нормальных петель, а потом просто проверить остальные?

лобовые данные симуляторов не подтвеждаются.

ИМХО, я бы все-же начал с построения моделей, которые скармливаются симулятору. Потому как упускать полюса, их нестабильность и пр. (промелочи вроде неминимальнофазовых задержек молчу), а потом требовать корректности, имхо, несколько наивно.

[belka]

Только это вообще не про то все. У сабжевой топологии есть идеология, на мой взгляд довольно очевидная. Она (естесвенно, при выполнении ряда условий) позволяет делать довольно сложную коррекцию не заморачиваясь на сложные симуляции, фактически "руками, глядя на осциллограф". Это просто бесценно, если строить усилитель не в симуляторе, а в железе.

Уже устал писать, что всё необходимое прекрасно видно на прямоугольнике.

Вместо корявых моделек используйте схемы замещения на дискретных транзисторах и тогда всё сразу получится как надо, но... без хорошего осциллографа такие схемки не делают. см. выше.

[BesPav]

Я потом глянул, судя по тому, что нарисовано, там модель AD844 выбрана тупо простейшая, вероятно вообще только доминантный полюс.

Ну не настолько жесткач, все ж поприличнее:

Моделька

* GAIN STAGE & DOMINANT POLE
*
R5 12 97 2.2E6
C3 12 97 5.5E-12
G1 97 12 99 8 1E-3
G2 12 97 10 50 1E-3
V3 99 13 5.3
V4 14 50 5.3
D3 12 13 DX
D4 14 12 DX
*
* POLE AT 70 MHZ
*
R8 17 97 1E6
C4 17 97 3.18E-15
G4 97 17 12 22 1E-6
*
* POLE AT 300 MHZ
*
R12 21 97 1E6
C8 21 97 0.318E-15
G8 97 21 17 22 1E-6

[свернуть]

Это нормально, хуже, когда датащит вроде того, что в инете на LT1210, где вообще никаких данных по ВЧ поведению нет (в таких случаях я склонен полагать, что там такое веселье, вроде нестабильных полюсов, что и рисовать-то нечего, короче - руки прочь, потому опыта с 1210 и не имею). Более того, из-за "своеобразной модели" показанная мною петля через дополнительный конденсатор на выходе LT1210 тоже явно левая.

Ну да, более того, никто не запрещает по своему интерпретировать внутренности 1210 и заменить ее на немного более предсказуемые каскады. Либо на пару ОБ, либо пару токовых зеркал.

Типа этого, номиналы от балды

[свернуть]

У сабжевой топологии есть идеология, на мой взгляд довольно очевидная. Она (естественно, при выполнении ряда условий) позволяет делать довольно сложную коррекцию не заморачиваясь на сложные симуляции, фактически "руками, глядя на осциллограф". Это просто бесценно, если строить усилитель не в симуляторе, а в железе.

Причем, самое смешное, взаимодействие петель здесь позволяет при явно неустойчивой по критериям "внешней" петле добиться не только устойчивой работы блока, но и даже его апериодической реакции.

А буквари от Лурье не помогают?

Ну я надеюсь, что они не козьи ноги с самосадом из них делают...
Здесь вопрос не в лобовом разворачивании или расчетах, накрайняк есть теорема Мейсона, а как эти характеристики наглядно визуализировать без матлаба и Лапласа.

Давайте я просто вечерком покажу для Ващего примера примерный ход рассуждений для сабжевой топологии.

Позволю себе выразить мнение всей аудитории - с удовольствием!

[belka]

Ну не настолько жесткач, все ж поприличнее:

Понимаешь, Паня, я очень много раз припаивал AD844 к разным схемкам, примерно понимаю (?) как она работает. Просто поверь на слово, моделька 844-й в МС, ну как бы сказать... она не очень)))

Нарисуй на транзисторчиках и попадание 90%, может и более даже.

[fagos]

А по какой схеме рисовать предлагаете?

[BesPav]

примерно понимаю (?) как она работает.

Вадим, а можно тогда вот это прокомментировать:

по 5-й ноге AD844 можно брать на перезарядку ёмкости до 10мА тока.

1. Ток по 5ноге однозначно равен току по инвертвходу, ибо там достаточно точное зеркало.
2. Ток по инвертвходу однозначно определяется импедансом на землю и напряжением на неивертвходе.
3. Напряжение на неинвертвходе при сколь-нибудь внятной реализации композитного усилителя на этих чипах, даже при условии питания инвертноги 1210 через килоом, составляет милливольты, а то и доли.

Откуда 10 мА? Или это подразумевается где-то на мегагерцах в области малого петлевого? Но тут уже все будет определяться входным фильтром, явно существенно более низкочастотным.

[belka]

1. Ток по 5ноге однозначно равен току по инвертвходу, ибо там достаточно точное зеркало.

да. и по току соответствие отражено в даташите в виде 0,005% искажений.

2. Ток по инвертвходу однозначно определяется импедансом на землю и напряжением на неивертвходе.

да.

3. Напряжение на неинвертвходе при сколь-нибудь внятной реализации композитного усилителя на этих чипах, даже при условии питания инвертноги 1210 через килоом, составляет милливольты, а то и доли.

Именно так. Это на рабочем ходу и на вменяемых частотах.

Откуда 10 мА? Или это подразумевается где-то на мегагерцах в области малого петлевого?

Этот ток пойдёт на перезарядку конденсатора корекции) во время пыток прямоугольником. 10мА вданном случае конечно не будет, но если строится мощный усилитель, то этот момент один из тех, которые нужно строго учитывать.
Компромисс достигается резистором в эмиттерах инвертирующего входа и величиной самого конденсатора коррекции.

[antonluba]

Не знаю обрадуется ТС или...

Даже на мой ламерский взгляд, вы сделали неправильно:

Второй усь должен быть ТОСник. Ни LM, ни TDA таковыми не являются.
Автор несколько раз писал, что при моделировании надо использовать схему замещения на дискрете, потому что модели из треугольничков дают, мягко говоря, завышенные результаты.

Так что нужен второй подход.

[Vinni]

Второй усь должен быть ТОСник

Должен, но не обязан ))
Я не говорю про 100% применение, а то, что "подарок" и "битва с дураками" пригодились в другом месте.
Простое решение + хорошие идеи и советы форумчан и появилась надежда сделать из этого лучше чем было.

Собственно за это автору мой респект.

[-UST-]

а петля вокруг ВК - например 50 МГц, что нереально сделать

вообще нереально сделать для столь мощного каскада
Или это будет единственный экземпляр, работающий вопреки, а не вследствие.

Так.. 1210 перепутал с другим ВК на полевиках, так что зачеркнутое не в кассу. С 1210, пожалуй, можно "дотянуть" и до 50. Но тогда теряется универсальность решения опять же.

Да, почти как с 3886 - внутри все выстроено до нескольких десятков МГц

Очень сомнительно и похоже на очередной миф. По даташиту GBW100kHz3886=2...8MHz (нормально так, в 4 раза). И второй полюс где-то там на 1МГц. Что говорит о том, что местная петля там весьма низкочастотная и, к тому же, с большим технологическим разбросом.

ПС Это все дело принесет не меньше проблем, чем более "ветвистая", но медленная одна общая петля. Смысл?

[ViktKors]

Очень сомнительно и похоже на очередной миф.

В конце первой страницы это ветки Вы говорили именно об этом.
Там-же Вам ответили с указанием аппнотов.

По даташиту GBW100kHz3886=2...8MHz (нормально так, в 4 раза).

Может это было так в 1984 году, едва ли в обозримое время кто-то наблюдал подобный разброс.

И второй полюс где-то там на 1МГц.

Точнее на 2.4 МГц. И это очень неплохо. Это уже довольно высоко по частоте и дает нормальное "внешнее усиление", позволяющее обращаться с микросхемой как с обычным операционником (декомпенсированным).
Стандартное условие из букваря "замести" этот полюс на 10 дБ под единичное усиление в петле дает разумную железобетонную полосу ООС для LM3886 (без обвязки) в ~750 кГц, около этого значения и принято плясать.

И второй полюс где-то там на 1МГц. Что говорит о том, что местная петля там весьма низкочастотная и, к тому же, с большим технологическим разбросом.

второй полюс (по факту) в 2.4 МГц может говорить о чем угодно. До ВК у микросхемы есть входные повторители, диффкаскад и токовое зеркало, причем никто не обещал (и никому не нужно), чтоб АФЧХ на ВЧ была линейной до самой частоты замыкания петли. Поскольку усиление на МГц-ах не нужно никому, разумно обменять его на глубину ОС, что и даст злосчастный полюс.

На самом деле там чуть выше по частоте проглядывают еще особенности.

Кроме того, 2.4 МГц - это еще довольно низко в сравнении с полосой ВК, чтоб обеспечить заметную глубину местной ОС вокруг ВК.

Какова реальная полоса местной ОС можно только догадываться. Но, с одной стороны, обещанное "well-controlled response in the output inverter out to nearly 100 MHz" можно оценивать как 100 МГц по уровню усиления в петле -6 - -10 дБ, что и даст полосу ОС в 30-50 МГц.
Ну и выходники позволяют "the initial fT is typically 200 MHz, dropping to 10 MHz as saturation is approached." (в том-же аппноте). понятно, что 10 МГц -это уже не рабочий режим, но все еще довольно быстро.

Собственно, измеряемые искажения данного ОУ довольно красноречиво свидетельствуют в эту пользу.

ПС Это все дело принесет не меньше проблем..

Все эти проблемы решили создатели чипа, и на долю пользователя осталась только одна "проблема" - использовать ОУ с нетривиальной начинкой, как банальный ОУ.

На практике проблем как раз меньше (Вы же заходили в ветку про "беспощадный" - как еще получится сделать -150 дБ с нетривиальной ОС и без симулятора?). Параметры петлевого более стабильны, "локальная" и "внешняя" петли ООС не сильно связанны между собой и позволяют оптимировать их по отдельности и в железе методом подбора номиналов (что едва-ли возможно в случае медленной "крутой" петли). Нередко нет проблем и с клиппом.

.., чем более "ветвистая", но медленная одна общая петля. Смысл?

Именно в этом и смысл. Ветвистые медленные петли далеко не так просты в обращении как обычный ОУ.
Ну и никуда не деться от "предела по Боде" От медленной сколь угодно ветвистой петли ООС не получить "200 дБ" глубины ООС в звуковом диапазоне. Это не оценка, а полемическая фраза, но реально едва-ли стоит пытаться получить довольно скромные 100 дБ на 20 кГц при полосе ООС в 1 МГц с нормальными запасами по фазе.

[-UST-]

Не, я не понимаю. Выходники сделать 100МГц не трудно, а общую АЧХ сделать нормальную - трудно. Току жалко было на входной ДК?
За ответ большое спасибо, аж стало интересно АЧХ глянуть у 3886, только нечем сейчас пока.
Собственно, если у нее более-менее стабильный второй полюс на 2,4МГц, то можно забросить прикладную схемотехнику, сделать усь на десятке этих самых 86 и быть довольным.

ПС Не обижайтесь, я правда не пойму. Получается, что делали и недоделали. Даже если всё там правда, кому оно понадобилось, для звукового ширпотреба технологии изобретать.. в общем, сказка какая-то.
И еще, что в итоге-то? Звук самой голой 3886 так себе, обычная микросхема. Пыжились просто так? Никогда не поверю.
Слишком много натяжек тут.
Что касается шапки темы... соединить две ооочень специфических микросхемы, пусть даже и так здорово... ну не мое это, вижу детальки без аналогов - морщусь.

[belka]

Offтопик:

Может это было так в 1984 году

В Одессе братва очень высоко заценили)

Что касается шапки темы... соединить две ооочень специфических микросхемы, пусть даже и так здорово... ну не мое это, вижу детальки без аналогов - морщусь.

да, сделать схему СВОЕГО композита, пусть даже с использованием специфических деталек, получается не так, что бы каждый день и у всех) К слову, у них бы писали статьи и опусы всякие, у нас... накидал на листочке для общего развития) Идеально использовать AD811 и получить великолепную, простую и очень широкополосную схему для редких применений.