Уникум-2 Витьки Жуковского

[EDDiE]

Жужжит. Даже выключенный )))) http://rcl-electro.ru/index.php?topic=489.0





здесь спектр на выходе усилителя, когда усилитель обесточен http://rcl-electro.ru/index.php?topic=489.795







включение и провал - транзисторы буфера раскалились











Аффтырь в недоумении

[abyrvalg]

Вообщето усь Жуковского рабочий.

Полутруп Вы хотели сказать?
Там беглого взгляда на нарисованный ВК (без цепей формирования АФЧХ), ГСТ и дифкаскада достаточно чтоб понять что это чисто симуляторное творчество, не имеющее никакого отношения к реальности. В реальности только один ВК от любого чиха будет генерировать направо и налево, про остальное лучше помолчать.

ЗЫ Тотальная доступность SPICE симуляторов для радиолюбителей на самом деле играет плохую роль, учиться и думать не хотят, забьют схемку в симулятор, в симуляторе она заработала, и сразу в продакшн...

С уважением, Полиграф Полиграфович

[wert]

Т.е. мало-мало, но влияет

Бесспорно, если неравномерность инерционности выше 1^о в полосе звуковых частот, то влияет и чем выше неравномерность, тем больше искажены звуковые обьекты в стереобазе.

Так при малом индексе модуляции (а какой он тут еще может быть?) это они и будут - обычные гармонические искажения. Просто свинутые по фазе.

Речь идет об угле фазы первых гармоник сигнала выходного напряжения, а не о радиосигналах.
Фазовые сдвиги гармонических искажений выходного напряжения в вашей модели не велики,
они могут не учитываться, так как амплитуда гармонических искажений на уровне -160 дБ.

[Andrey Orloff]

Андрей, за тебя вспоминал, когда резвился в симуляторе), и именно про отсутствующий у широких масс симулятор в 90-х) Твой усилитель из Радио 1997 года помним!

Offтопик:
Вадим, спасибо за высокую оценку моего радиолюбительского творчества .. емнип Сергей Игоревич был рецензентом той статьи, вроде бы сильно не ругал

Топология 797 очень хороша, у меня сейчас вот такой есть (первая картинка, схема упрощенная). Всего 12 транзисторов , двухпетлевая ось.

SAPR, классные схемки ..помнится мне, что тоже с коррекцией игрался долго в такой архитектуре. Однажды получил даже ЗВУК с большой буквы, даже мои домашние прибежали послушать, потом что то опять начал "улучшать" и потерял то самое звучание, потом так и не смог восстановить, т.к. очень много было экспериментов и нить истины была потеряна. Моё резюме - схема по архитектуре 797 может очень-очень хорошо звучать, но нужно компенсировать динамическое изменение емкостей транзисторов в усилителе напряжения, если это дело скомпенсировать, дабы Ft усилителя напряжения от сигнала не "гуляла" вверх-вниз, то ИМХО, у этой архитектуры именно по звуку среди оос-ных схем просто нет конкурентов..

[ViktKors]

Бесспорно, если неравномерность инерционности выше 1^о в полосе звуковых частот, то влияет и чем выше неравномерность, тем больше искажены звуковые обьекты в стереобазе.

Речь идет об угле фазы первых гармоник сигнала выходного напряжения, а не о радиосигналах.

Что такое "неравномерность инерционности"?
Почему она измеряется в градусах?

И что такое "инерционость"?
В градусах измерняется ФЧХ. Зачем понадобился новый термин, что именно он описывает?
Может это неминимальнофазовая часть ФЧХ? может это еще что-то? Как догадаться, что скрыто за некодиционным термином?

Неравноменость ФЧХ по частоте - это ГВЗ, она измеряется в секундах.
Понятно, что наличие задержки в сигнале (фаза выходит из начала координат и линейно изменяется с частотой, ГВЗ = const) никак не влияет на форму сигнала, и "бесспорно" именно это отсутствие влияния на форму сигнала.
..что такое "звуковые объекты в стереобазе" догадаться не сумел.

Неравноменость ГВЗ тоже измеряется в секундах. В примере - 416 пикосекунд. Как перевести эти пикосекнды в градусы "неравномерности инерционности", подозреваю, есть загадка даже для Вас.


Зависимость ФЧХ (равно как и АЧХ) от уровня сигнала означает наличие нелинейных искажений (природа их возникновения - дело десятое, даже если это "конверсия" невесть чего)
Т.е. если ФЧХ зависит от уровня (причем зависит однозначно!) - выходной сигнал будет искаженной копией входного. Тогда именно об искажениях и нужно гворить.

ЧСХ, искаженность выходного сигнала будет одной и той-же, что на 10-ты, что на 100-ный период синуса.
А если нечто имеет периодическую структуру, оно при разложении в ряд фурье даст ряд пиков, кратных основной частоте (+ DC сдвиг).
А это - THD, а не невесть как дефинированная "неравномерность инерционности".

***
Очень просто. Есть разница между выходом и входом - смотрим какая она.
Если это просто задержка выхода относительно входа - побоку (линейный процесс).
Если это минимальнофазовая задержка - побоку (линейный процесс).
Если у УНЧ есть зависимость Ку, АЧХ, ФЧХ от амплитуды - измеряем THD (нелинейный процесс)
Если на выходе помомо сигнала и гармоник появилось нечто не кратное частоте сигнала - ищем возбуд, ошибку в вычислениях, малую точность в расчетах, починяем УНЧ и т.п., характеризовать тут нечего.

В реальности может еще можно вообразить такой прикол, как модуляция уровня шума сигналом. Но в транзиентном анализе симулятора шум как процесс (насколько я понимаю) так вот просто не считается. Хотя его уровень конечно можно прикинуть и добавить к резултатам анализа, чтобы отобразить THDN.

[wert]

В реальности может еще можно вообразить такой прикол

Ссылку на источник дал, не утрудились открыть, жаль.
В МС 11 можете просто получить THD, THDN в полосе частот, IMD тремя методами, уровень амплитудных, уровень фазовых шумов, запасы устойчивости и огромное число других параметров, в МС9 об этом можно только догадываться.
Успехов в вашем творчестве.

[ViktKors]

Offтопик:

Ссылку на источник дал, не утрудились открыть, жаль

Увы. Похоже Вы так и не понял и чем он.
Вот кусочек (страницы 68-76):

Долго долго считали нелинейность (фазовую!!), и получили гармонический ряд ее продуктов. THD, кто не понял.

Для остальных в ветке поясню.
В аспекте, которому посвещена упомянутая книга, речь о фазовой нелинейности усилителя.
У нее чуть другие повадки, если сравнивать с амплитудной.
Более того, если говорить именно о УНЧ, то фазовые дела часто недооцениваются, и "интуитивно" чаще всего под нелинейностью понимается именно амплитудная.
Естественно, это не отменяет например того, что емкости элементов тоже меняются в такт с сигналом и порождают продукты нелинейности.
Да, с результатом в виде "фазовых" искажений. Но на вид эти колебания фазы сигнала (если вычесть из низ сам неискаженный сигнал) ничем не отличаются от искажений обычных, гармонических.

Есть еще один момент, который мог подтолкнуть к такому термину. Хотя его и не упоминали, возможно именно он сработал "триггером".
Обычные УНЧ типично содержат петлю ООС, усиление в которой спадает первым порядком, а это вызывает сдвиг фазы искажений после подавления их петлей ООС.
Т.е. УНЧ "сам по себе" имеет доминирующие амплитудные нелинейности, а вот после охвата ООС эти нелинейности приобретают "фазовый" характер. Если говорить просто и без напыщенности, фаза искажений сдвигается на 90°.
Но в глубокоООСных усилителях с фазой в петле ООС гораздо более 90°, все это уже куда сложнее. И реально фаза искажений может быть какой угодно.

Конечно очень жаль, что приходится повторять тот элементарный факт, что периодическая функция (в том числе и искажений) описывается (полностью и однозначно) гармоническим рядом Фурье.

В МС 11 можете просто получить THD, THDN в полосе частот, IMD тремя методами, уровень амплитудных, уровень фазовых шумов, запасы устойчивости и огромное число других параметров, в МС9 об этом можно только догадываться.

Мы видели, что МС11 нарисовал в качестве "запасов устойчивости" - тупое применение тупого алгоритма к простейшему графику. Во многих случаях это работает, но уже в данном случае все уперлось в то, понимает ли оператор картинку.
Вы кстати, так и не потрудились объяснить, что именно Вам не понравилось в плане устойчивости.
THD, точнее первая пара гармоник (на достаточном для проектирования УНЧ уровне) элементарно прикидывается на бумажке по датащитам транзисторов (реальным, а не моделям!). После этого смотрим глубину ООС и вносим соответствующие поправки.
IMD - те-же яйца, только в профиль.
THDN получается тупым прибавлением шума, который точно также можно тупо прикинуть прямо в уме по схеме усилителя.
** и понимая, откуда они все берутся, легким движением мышки можно получить THD -230 dB ;)**


В чем симулятор реально удобен (на данном уровне элементарных задач) так это в построении петлевого усиления и разных АЧХ/ФЧХ (в том числе и заООСеных схем). То что раньше приходилось считать на калькуляторе, получается за один клик мышки.
Впрочем, именно это умеет практически любой симулятор хоть и бы и воркбенч 20-ти летней давности (емнип, пробовал его еще под Win3.11 или все же уже под Win95?)

Ну и конечно в контексте УНЧ в симуляторах удобна всякая хрень вроде процессов при клиппе. Она конечно весьма условно показывается, но это уже куда больше чем ничего.

[dekko]

Offтопик:
ну вот.... убил всю романтику первооткрывателя

[EDDiE]

Offтопик:

Что такое "неравномерность инерционности"?
Почему она измеряется в градусах?

И что такое "инерционость"?
В градусах измерняется ФЧХ. Зачем понадобился новый термин, что именно он описывает?
Может это неминимальнофазовая часть ФЧХ? может это еще что-то? Как догадаться, что скрыто за некодиционным термином?

Виктор, если заглянете в эту тему, то всё поймете сами, что спорить можно долго c ним https://forum.vegalab.ru/showthread....highlight=wert

[ViktKors]

Виктор, если заглянете в эту тему, то всё поймете сами, что спорить можно долго

ИМХО, основная масса споров - это споры о дефинициях. Когда оппоненты вкладывают разный смысл в слова, и спорят до хрипоты.
Ну например. "рабочий усилитель" может означать, что он выдает звук.
А иной человек скажет, что так можно говорить только после того, как устройство построено, отлажено, обмеряно, заявленные параметры подтверждены и получена воспроизводимость при тиражировании.
И спорить можно до хрипоты.

В этом смысле, какой-либо спор возможен только после дефиниции понятий вроде "неравномерность инерционности" и того, что все-таки понимается под искажениями, и как так получается, что искажения с одной стороны периодические (т.е. повторяются идентично каждый период сигнала), а с другой стороны по какой-то причине не описываются преобразованием фурье.
Ну или искажения отличаются для разных периодов сигнала, тогда почему? это вообще искажения или шум? и т.п. и т.д.

[mellowman]

Может конечно я ошибаюсь, но на схеме в шапке темы к выходу ОУ интегратора приложенно звуковое напряжение полной входной амплитуды (через R14).

Не, там же C7. R14 к -входу подключено

[ViktKors]

Не, там же C7. R14 к -входу подключено

Так ведь и написано, "полная амплитуда входного сигнала".
Прилагается к выходу ОУ, который должен это дело нейтрализовать.
Оно как-бы понятно, что основной ток течет через опорный резистор ООС, но и на долю ОУ остается 2к4/100к ~ -30 дБ.
т.е. искажения ОУ, путь и ослабленные, но прямехонько приплюсовываются к ООСному сигналу, усиливаются и не дают скучать любителям перетыкать ОУ.

Делаем УНЧ на рассыпухе, но что было не очень скучно, добавляем звуку ОУшного аромата.

Прежний вопрос в силе. Зачем тогда рассыпуха? может сразу ОУ?

[ViktKors]

Тут пробегало про устойчивость на емкостную нагрузку. Вспомнил, что рисовал как-то график.

Скрытый текст

Так обычно выглядит петлевое/устойчивость при работе на емкостную нагрузку в композитном усилителе. Естественно, после его нормального оформления.

[свернуть]

[mellowman]

Так ведь и написано, "полная амплитуда входного сигнала".

А, пардон. Пойду учиться читать, чтобы вход от вЫхода отличать

Прилагается к выходу ОУ, который должен это дело нейтрализовать.

RIMD тест в чистом виде

Понятно, что усилительчик треба делать шустрым.

А насколько шустрым?

[EDDiE]

Offтопик:

Прежний вопрос в силе. Зачем тогда рассыпуха? может сразу ОУ?

В Красноармейске с хорошими ОУ засада, только TL071.

Естественно, после его нормального оформления.

Виктор, а что Вы имеете ввиду? Отвязывающие R на выходе или RL, или П-фильтр?

[EDDiE]

Прежний вопрос в силе. Зачем тогда рассыпуха? может сразу ОУ?

Кстати, вспомнилась статья Дмитрия Данюка
https://www.researchgate.net/publica...p-amp_circuits

[-UST-]

Понятно, что усилительчик треба делать шустрым.

Не понятно. Что дает эта самая скорость нарастания? Есть ли объективное обоснование?
Я вот читаю и не могу понять столь голословных утверждений... при том что Виктор (Корсаков) пишет прямо противоположное и никакого диссонанса типа нет... чудеса.
Как мог зажимал себе рот, но вот очередная глупость вырвалась.

Кстати, по поводу буф634... это тот усилитель, где 41шт параллельно? ИМХО, пример того как делать не надо: распределить по довольно габаритному конструктиву очень быстрые активные элементы и надеяться на сохранение их плюсов... не знаю, сомнительно. Да и вообще: некрасиво это инженерно-эстетически.

[Сергей Кор]

ViktKors, ваши посты познавательны, было бы интересно если развили ушник до УМЗЧ. Что касается измерений , конечно можно померить THD которые ниже шума измеряемого девайса, но есть еще и шумы(искажения) самого АЦП и лично у меня ( опыт подобных измерений небольшой ) сложилось впечатление что при прямых измерениях меньше -120-135db не намеряешь даже если есть приборы подобные AP 2722 , ShibaSoku 725D ,с режектором не слышал о измерениях меньше -150дб , интересно было напоминание о компенсационном методе где основная гармоника подавляется противофазным исходным сигналом(надо почитать побольше о нем).Но если даже измеряли минимум искажений, шум усилителя никуда не делся и с практической стороны если рассматриваем усилитель звука очень малый THD не нужен.Если считать что шум усилителя -110-120дб очень хорошо, если надо меньше то могут пригодится ОУ с малым шумом на входе в параллельном включении, дальше можно перед ОУ параллелить дифкаскады с малошумными транзисторами.В итоге наверное можно получить шум -130-140дб. но это уже на усилитель для измерения шумов будет похож, с малоомными номиналами в обвязке.Тем не менее мне нравятся схемные решения с малым THD (сам играюсь порой).

[ViktKors]

Не понятно. Что дает эта самая скорость нарастания? Есть ли объективное обоснование?

Имхо, тут очень важен личный опыт

Вводная.
Понятно что (по степени убывания рациональности):
1. музыкальные сигналы не требуют большой скорости нарастания. f = 20 кГц, Uа = 50 вольт амплитуды
2Пи * f *Ua = 6,28 * 20 000 [1/s] * 50 [V] = 6.28 вольт/микросекунду.
Ну добавить сколько-то, например в расчете на то, что ЦАП на 192 кГц имеет верхнюю частоту не 20, а 100 кГц,
или там на щелчки запиленного винила. Ну получится что-то около 40 вольт/микросекунду. Вот это и есть разумный диапазон.

2. По нынешним временами - ничего особенного. Но это если усилитель уже готов и настроен. А настроить ООСный усилитель, в очень большой степени - это отладить ему коррекцию.
Как это делать? - да понятно, оценить ход АЧХ возле частоты замыкания петлевого.
А практически? - Отключить входной фильтр и подать прямоугольник.
Прямоугольник - сигнал широкополосный, а скорость нарастания у него на входе предполагается вообще бесконечной.
Скорость нарастания на выходе определяется полосой ООС усилителя и амплитудой.

Пока полоса ООС была довольно скромной (300 кГц - 1 МГц, а больше и не сделать было на ВК на выносных проводах и "банках" электролитов в удаленном БП), да напряжения поменьше (вольт 30), достаточно было скорости нарастания 50-200 вольт/мкс.

Естественно, кроме теста на прямоугольник, никому такая скорость была не нужна. Да и при тесте такая амплитуда (именно прямоугольника) не нужна, но тут два момента:
а) пацаны не поймут. Что ж это за усилитель, который не может отработать прямоугольник полной амплитуды. Ну наберется кто-то смелости и скажет "а он и не должен", что будет ответом - "слабак", с соответствующими последствиями ("серьезно хотите купить УНЧ, который не может работать на полной амплитуде?")
б) устойчивость УНЧ на малом сигнале и на большом - разные вещи. Емкости транзисторов меняются, частотные свойства падают, кто даст гарантию, что УНЧ, который отстроен на прямоугольнике малой амплитуды не (под)засвистит на большом сигнале? Оно как-то и в самом деле стремно.
Вообще-то именно для этого и придуман тест "медленный синус большой амплитуды + ВЧ прямоугольник малой амплитуды". Синус гуляет по всему диапазону выходных напряжений, а переходной процесс прямоугольника показывает стабильность.
Вроде как штука самоочевидная, но Вы часто встречали упоминания об этом? вроде что-то слышали, но реально все мучают прямоугольник. И глазами видят, что большой скорости нарастания нет альтернативы.
Только вот время идет, УНЧ стали делать на одной плате с емкостями питания, полоса ООС выросла до 3-6-7 МГц, и скорость нужна уже вроде как не меньше чем 2000 вольт/мкс .

3. В раньшие времена появилась такая страшика, как TIM. Это когда выходной сигнал клиппает не по амплитуде, а по скорости, например на фронте того же прямоугольника. Анекдот в том, что максимальная скорость нарастания - это когда транзисторы предварительных каскадов открыты на максимум, а транзистор УН - точно в насыщении, и гонит столько тока в конденсатор коррекции перед ВК (и в сам ВК), сколько может, чтобы обеспечить ту самую скорость нарастания. Понятно, что выход на полку будет сопровождаться не только переходными от коррекции, но и от растормаживания насыщенных каскадов.
Поэтому, конечно, нужно оценивать, так сказать, "максимальную скорость нарастания в линейном режиме", без эффектов насыщения.
Но на практике это уже совсем сложно, сложнее, чем тест синус+меандр

Зато практика подтверждает, что если переходной процесс носит одинаковый характер как на малом меандре, так и на большом (ага при 2000 в/мкс), то скорее всего _с_коррекцией_ УНЧ все нормально. Про искажения пока речи нет.

4. Ну а ООС - это вообще вещь в себе. Любому ясно, что "чем быстрее она реагирует, тем лучше", тем меньше. Потому наращивать скорость нарастания! (сарказм)

****
Нужно понимать, что это взгляд из реальности с ее осциллографами и подбором емкостей, когда даже настройка двухполюсной коррекции - это уже не так уж просто. Поэтому если нужен рецепт, который работает _на_практике_, добиваться высокой скорости - вполне разумный ход.
Единственное, ИМХО, стоит учитывать, что УНЧ в нормальном случае никогда не используется без ФНЧ (хотя-бы первого порядка)! Отсутствие фильтров на входе - это экзотика, о ней не будем.
А наличие такого фильтра, например на 160 кГц, автоматически снижает требование к максимальной скорости нарастания на выходе на уровне вполне разумных 50 в/мкс.
При этом, естественно никто не мешает смотреть переходный процесс без этого конденсатора на щадящем тесте синус (или треугольник) + меандр малой амплитуды.

А вот когда речь про сложные коррекции, все становится сложнее, это отдельный разговор, столько я не напишу. Но общее правило "быстрее - лучше" продолжает работать (конечно если это "быстрее" получилось реализовать нормально). Не нужно делать быстрой общую петлю ОС, но вот чем быстрее каскады (включая местные петли ОС), тем проще.

Типичный пример - композит из ОУ + ОУ-буффер. Буффер (быстрый) включают как повторитель или с небольшим Ку (с местной быстрой ОС), входной ОУ включают интегратором (с быстрой местной ОУ через конденсатор с его выхода на вход). Общая петля ОС не очень быстрая. Важно, что это работает _на_практике_, вполне настраивается осциллографом без особых заморочек, и при этом обеспечивает высокие параметры.

Если при этом посмотреть ООС, охватывающую ВК буффера, она окажется и ВЧ и глубокой и совсем не простой, с заходом за 180° и т.п., но на это можно забить. Самое забавное, что примерно то-же самое часто творится и внутри ОУ - там тоже каскады с местными ОС, еще более быстрые.

---------- Сообщение добавлено 11:05 ---------- Предыдущее сообщение было 10:44 ----------

Offтопик:

было бы интересно если развили ушник до УМЗЧ.

Увы, мне не очень интересно. Давно наигрался. К тому-же, это дорого, трудоемко, и не очень актуально. Да и последние 10 лет точно никакой потребности в этом небыло. Может и сделаю, но никакого смысла делать это на транзисторах не вижу.
Правда братец подначивает, но пока отнекиваюсь.
Может появятся буфферы помощнее/дешевле. Тот же ADA4780 уже вполне позволяет получить в мосте почти 40 вольт амплитуды, но для выходного тока в 12 Ампер таких нужно 24 штуки - это не совсем тот ценовой диапазон, который я отвожу для хобби.

конечно можно померить THD которые ниже шума измеряемого девайса, но есть еще и шумы(искажения) самого АЦП и лично у меня ( опыт подобных измерений небольшой ) сложилось впечатление что при прямых измерениях меньше -120-135db не намеряешь даже если есть приборы подобные AP 2722 , ShibaSoku 725D

Согласен. Все, что лучше -115-120 дБ и получено непосредственно, просто игнорирую.

с режектором не слышал о измерениях меньше -150дб

Что, согласитесь, уже очень неплохо

интересно было напоминание о компенсационном методе где основная гармоника подавляется противофазным исходным сигналом

Не только основная гармоника!
Основной прикол в том, что подавляются и шум, и гармоники генератора. Т.е. если генератор дает -110 дБ гармоник, а подавление их 50 дБ, в полученном спектре гармоники генератора тоже будут по уровню -160 дБ.
Это позволяет применять вместо генераторов (со всякими приколами) ЦАПы.

Но если даже измеряли минимум искажений, шум усилителя никуда не делся и с практической стороны если рассматриваем усилитель звука очень малый THD не нужен.

А какой нужен? Ну уж на 20 дБ ниже чем шум нужно? - вот и -140 дБ. Ну и еще сколько-то запаса "на всякий случай"

[Сергей Кор]

Не только основная гармоника!
Основной прикол в том, что подавляются и шум, и гармоники генератора. Т.е. если генератор дает -110 дБ гармоник, а подавление их 50 дБ, в полученном спектре гармоники генератора тоже будут по уровню -160 дБ.
Это позволяет применять вместо генераторов (со всякими приколами) ЦАПы.

Это интересная тема.

А какой нужен? Ну уж на 20 дБ ниже чем шум нужно? - вот и -140 дБ. Ну и еще сколько-то запаса "на всякий случай"

Да наверное 20-30дб надо, тем более что схемного усложнения не будет.

[shura1959]

Offтопик:
Читаю тему "сняв шляпу" (без иронии); спасибо ViktKors, belka, и другим участвующим за подробное и понятное изложение "темы". Хоть я и не любитель ОС-ных решений в звуке (возможно, пока не дала судьба послушать виртуозных воплощений), но "ход мысли" мне нравится.