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

[ViktKors]

Так что принципиальная разница наших позиций в том, что вы не хотите или делаете вид, что не понимаете очевидного. Вот на этом можно закруглиться.

Я понимаю, что простые в общем-то вещи (не знаю, на сколько они очевидны), по какой-то причине игнорируются.

Не вижу никакой необходимость привлекать абстрактные "срывы слежения", "задержки, в течении которой ООС не работает" и т.п. при обсуждении механизма работы исправного усилителя.
Есть выходная нелинейность ("ступеньки", изменение крутизны при запирании плеча в АВ, и т.д. и т.п.). Она порождает широкополосный импульс помехи.
ООС подавляет разные спектральные компоненты этой помехи в соответствии с глубиной петлевого на частоте конкретной спектральной компоненты.
В результате НЧ часть помехи заметно подавляется, а ВЧ часть остается практически неизменной.

При чем тут скорость нарастания, коррекция на запаздывание, меандр полной амплитуды и т.д. и т.п - без понятия.


Да, у УНЧ случаются режимы, когда ООС действительно будет разрываться, и будет наблюдаться срыв слежения. Ситуации, сопровождающиеся замысловатыми процессами при возвращению к нормальному режиму.
В частности, это клипп по амплитуде и клип по скорости (воспроизведение меандра большой амплитуды). В этих случаях формируемый ООС сигнал некоторое время никак не влияет на состояние на выходе УНЧ.
Зато на процессы при возвращении нормального слежения напрямую влияет форма АЧХ петлевого усиления. Все эти коррекции на запаздывание/опережение, а равно и изгибы куда более сложных форм петлевого, сказываются на форме переходного процесса.
Поэтому, для сложных форм петлевого усиления зачастую приходится формировать не только АЧХ самого петлевого усиления, но и АЧХ на случай срыва слежения (меньшее усиление, больший запас по фазе).



Не могу исключить, что возможны топологии УНЧ, в которых "переключательные искажения" имеют такой размах, что и в самом деле выбирают возможности УНЧ по скорости нарастания.
Например, для максимальной скорости нарастания в линейном режиме в 45 вольт/микросекунду и полосы ООС 2 МГц, это будут амплитудные выбросы порядка 3.5 вольта (до охвата ООС), что не так уж и много. В определенных типах ВК такое вполне представимо.
Но для обычного выходного повторителя на транзисторах включенных по схеме с ОК, при наличии некоторого тока покоя, подобная амплитуда помех до охвата ООС будет свидетельствовать только о том, что ВК неисправен.

[belka]

Весёлые картинки:

Точка G усилителя Мастер (Платошкин-Сагги-Корделл-Холтон-Локанти), УН - 2 развитых дифкаскада:



Точка G усилителя ICE (пардон, моё) напряжение-ток-интегратор




Модели сделаны очень аккуратно, цепи оос одинаковые, ВК и токи покоя одинаковые.
Скорость у ICE существенно более высока, по картинкам это чётко видно.

Валет, Вы что сказать то хотели?

ps. не выдержали нервы и я тоже прислонил индуктивность 100uH

[Nick]

Есть выходная нелинейность ("ступеньки", изменение крутизны при запирании плеча в АВ, и т.д. и т.п.). Она порождает широкополосный импульс помехи.
ООС подавляет разные спектральные компоненты этой помехи в соответствии с глубиной петлевого на частоте конкретной спектральной компоненты.
В результате НЧ часть помехи заметно подавляется, а ВЧ часть остается практически неизменной.

Эту вот ключевую особенность Валет никак не может или не хочет понять/принять. Вероятно потому что из-за этого вся его теория транзисторного звучания класса АБ становится ошибочной.

[wert]

Есть выходная нелинейность ("ступеньки", изменение крутизны при запирании плеча в АВ, и т.д. и т.п.). Она порождает широкополосный импульс помехи.

Можете это показать на своей модели усилителя?

[ViktKors]

Можете это показать на своей модели усилителя?

Да, для модели идеального усилителя (который потенциально может, но совершенно не хочет бесконечную скорость нарастания) из вот этого поста, с такими картинками:

Это будет выглядеть так:

Частота 1 кГц (вверху), 3 кГц (посредине) и 10 кГц (внизу).
Красное - до охвата ООС. Несколько процентов искажений (в основном, нечетных гармоник). Часть из них в звуковом диапазоне, но довольно много и на ультразвуке. Причем на ВЧ "палки" стоят гуще, т.е. мощность этих ВЧ-компонент будет куда больше, чем можно подумать, глядя на график с логарифмической частотной шкалой.

Синее - после охвата глубокой ООС. Видно, что "палки" в звуковом диапазоне упали до уровней тысячных процента.
А вот на ультразвуке, где ООС не так глубока, подавление не особо эффективно.
Более того, невысокая линейность в связке с ООС порождает дополнительные частотные компоненты ("размножение" гармоник, интермодуляция и т.п.). Более того, на частотах выше частоты замыкания ООС (~ 1 МГц) ООС переходит в ПОС, что дополнительно расширяет спектр. **
Именно поэтому, особую важность приобретает линейность усилителя на ВЧ (подразумеваются сотни кГц и выше), дополнительная нелинейность на этих частотах дополнительно ухудшит эту картину.


*___ верхний и средний синие графики содержат артефакты вычислений. Ход кривой на самых высоких частотах должен быть одногорбым, со спадом после первого максимума. Т.е. реально там чуть меньше, но это уже не суть важно, это ошибка количественная, а не качественная.

[belka]

Offтопик:
ViktKors, вот у тебя терпение

[Валет]

Не вижу никакой необходимость привлекать абстрактные "срывы слежения", "задержки, в течении которой ООС не работает" и т.п. при обсуждении механизма работы исправного усилителя.
Есть выходная нелинейность ("ступеньки", изменение крутизны при запирании плеча в АВ, и т.д. и т.п.). Она порождает широкополосный импульс помехи.

А ведь именно привлечение вовсе не абстрактных "срывов слежения", "задержки, в течении которой ООС не работает" и объясняет появление "ступеньки", изменение крутизны при запирании плеча в АВ, и т.д. и т.п., которые вы воспринимаете просто как данность. Вот это объяснение

Цитата:
Давайте вообразим, что изменение коэффициента передачи в ВК происходит мгновенно. Если сопротивление нагрузки УМЗЧ составляет 4 Ом, а сопротивление эмиттерных резисторов 0,1 Ом, то, как показывает расчет коэффициент передачи ВК при вхождении его в класс А скачком увеличивается примерно на 1,2%. На столько же увеличиваются ток и напряжение сигнала на выходе ВК (т.е. УМЗЧ). Это означает, что в сигнале появляется трапецеидальная помеха с амплитудой 1,2% от напряжения/тока сигнала в момент коммутации, причем скорость изменения помехи при переходе с горизонтального участка на вертикальный и наоборот бесконечно велика. Работа ООС компенсирует это увеличение уменьшением напряжения на выходе УН, однако вследствие инерционности усилителя ООС не сможет отработать быстрые изменения (скачки) этой помехи. ООС среагирует на них не мгновенно, а с задержкой, в течении которой она не работает. Большую, если не главную роль в этой задержке, приводящей к срыву слежения на время задержки, играет цепь коррекции на запаздывание.
Выходное напряжение после восстановления слежения восстановится до прежней величины с точностью, зависящей от глубины ООС, но скачки помехи останутся неизменным. В рассмотренном воображаемом примере на выходе УМЗЧ образуется помеха с крутым фронтом независимо от глубины ООС, эта помеха и является коммутационным импульсом. Длительность его, точнее форма его заднего фронта, будет зависеть от быстродействия усилителя, измеряемого скоростью нарастания. Чем больше скорость нарастания, тем короче импульс и меньше амплитуда. Спектр коммутационных искажений при этом будет бесконечным, а амплитуда составляющих спектра будет увеличиваться с увеличением частоты ввиду уменьшения эффективности ООС.

Но в реале изменение коэффициента передачи в ВК происходит не мгновенно, а в течение некоторого времени, зависящего от частоты сигнала и частотных свойств транзисторов ВК, поэтому и скорость изменения помехи и ее амплитуда не так катастрофичны. Спектр коммутационных помех при этом также хотя и широк (мегагерцы), но все-таки не бесконечен, а восстановление слежения ООС может сопровождаться перерегулированием и колебательным процессом.

А дальше совершенно правильно ваше объяснение появления коммутационных импульсов в искажениях УМЗЧ слабо подавленными ВЧ компонентами в спектре коммутационных помех:

ООС подавляет разные спектральные компоненты этой помехи в соответствии с глубиной петлевого на частоте конкретной спектральной компоненты.
В результате НЧ часть помехи заметно подавляется, а ВЧ часть остается практически неизменной.

Оно вполне согласуется и с моими пояснениями:

Цитата:
требуется минимизация КИ, для чего необходима (в том числе) максимальная широкополосность ОООС в усилителе с такими ВК класса АВ. Чем шире ее полоса действия, тем сильнее будут ослаблены продукты КИ в полосе ее эффективности, тем в более высокочастотную область будут сдвигаться остаточные продукты КИ в таком усилителе.

Так о чем спорим? Разница лишь в том, что я пытаюсь объяснить появление "ступеньки", изменение крутизны при запирании плеча в АВ, и т.д. и т.п., а вы не задаетесь этим вопросом.

Да, у УНЧ случаются режимы, когда ООС действительно будет разрываться, и будет наблюдаться срыв слежения. Ситуации, сопровождающиеся замысловатыми процессами при возвращению к нормальному режиму.

Цитата:
В этих режимах имеет место временное прекращение работы ОООС, после ее восстановления и возникает переходной процесс включения ОООС в работу. Вид искажений при этом всем известен. То же самое происходит с искажениями при переключении плеч ВК. Разница лишь в том, что при переключении ВК процесс очень короткий и ни один каскад УМЗЧ не успевает войти в клип. Но методы борьбы с ними одинаковы - для улучшения качества переходного процесса необходимо в числе прочих мер повышать быстродействие усилителя (скорость нарастания) и оптимизировать частотную коррекцию.

Цитаты из ссылки в подписи, далее папка 6, далее файл 3.

[deemon]

А ведь именно привлечение вовсе не абстрактных "срывов слежения", "задержки, в течении которой ООС не работает" и объясняет появление "ступеньки", изменение крутизны при запирании плеча в АВ, и т.д. и т.п., которые вы воспринимаете просто как данность.

Вообще-то "ступенька" на выходе каскада при недостаточном токе покоя - возникает и без всякой ООС ... по-моему , кто-то упорно ставит телегу впереди лошади

[fakel]

Вообще-то "ступенька" на выходе каскада при недостаточном токе покоя - возникает и без всякой ООС ... по-моему , кто-то упорно ставит телегу впереди лошади

Токовое управление ВК спасает. Что, собсно, и происходит при введении ОООС - выходное сопротивление УН растет

[mellowman]

Offтопик:

по-моему , кто-то упорно ставит телегу впереди лошади

Это её взрывной волной от разрыва ОС туда отбрасывает

[dekko]

Offтопик:
лошадку жалко....

[Валет]

Токовое управление ВК спасает.

Да, при УН, являющимся по отношению к ВК идеальным источником тока, трапецеидальной помехи на выходе ВК не возникает. В своем усе я старался максимально повысить отношение выходного сопротивления УН к входному ВК.
Но искажения ВК из-за несимметричности плеч (по усилению и частотным свойствам) остаются, даже увеличиваются. Хотя эта несимметричность не 1,2%, а значительно больше, бороться с ней легче, чем с трапецией.

[wert]

Есть выходная нелинейность ("ступеньки", изменение крутизны при запирании плеча в АВ, и т.д. и т.п.). Она порождает широкополосный импульс помехи.

То что вы показали ступеньку и спектр тут многие начинающие научились много лет тому,
"изменение крутизны...порождает широкополосный импульс помехи", это можно увидеть в связке "изменение крутизны - импульс"?

[belka]

Вообще-то "ступенька" на выходе каскада при недостаточном токе покоя - возникает и без всякой ООС

ЭП - и тут появились они, "местные" И это очень выгодно отличает ЭП (ОК) на выходе, от ВК на ОЭ (YES, Г.Брагина) - там длительность переходного процесса в щёлкающем ВК существенно более продолжительна ("местных" нету). Отсюда и появление SAR (Супер А Брагина) в его усилителях YES.

зы. И ступенька всегда будет, что бы мы не делали, так как ни одна оос ещё не была быстрее самого усилительного прибора, который она охватывает. Наша задача сдвинуть остатки артефактов в ультразвук. И как это выглядит чётко видно на весёлых картинках приведённых выше. Амплитуда артефактов даже не меняется практически, меняется, и сильно, их продолжительность, длительность.

Что-то не нравится? Добро пожаловать к шалашу Нельсона.

[wert]

И это очень выгодно отличает ЭП (ОК) на выходе, от ВК на ОЭ (YES, Г.Брагина) - там длительность переходного процесса в щёлкающем ВК существенно более продолжительна ("местных" нету). Отсюда и появление SAR (Супер А Брагина) в его усилителях YES.

Не совсем так, если убрать "волшебную" RC цепочку между затворами плеч ОЭ, начинает такой ВК "щелкать".
Но эта самая цепочка выводит ВК из режима "супер А" (из режима АВ) в режим ближе к А с ростом частоты и амплитуды сигнала. что режимом супер А назвать трудно.

[ViktKors]

То что вы показали ступеньку и спектр тут многие начинающие научились много лет тому,
"изменение крутизны...порождает широкополосный импульс помехи", это можно увидеть в связке изменение крутизны - импульс?

Ну а в чем проблема?
Схемка ровно та-же. Добавили смещение ВК (ток покоя). Нелинейность стала меньше, поэтому увидеть артефакты непосредственно стало сложнее, но можно. Для этого эмиттерные резисторы чуть больше обычного, чтоб проседание сигнала было лучше видно:

Цвета как раньше.
Красное - до введения ООС. На среднем графике подробнее показан момент включения в работу обоих транзисторов - излом (для наглядности добавлены коричневые прямые).
После введения (зеленое) разница с изначальным сигналом (синее) практически исчезает, но эта разница все еще видна в виде импульсов помехи (залито розовым).

А вот скорость нарастания сигнала управления ВК (розовый график справа), хотя и показывает артефакты, тем не менее, больше не показывает пика (как это было при преодолении степеньки).
Да и переход к меньшему значению (когда оба транзистора работают) происходит относительно плавно.
Т.е. никаких "разрывов ООС" по скорости нет.

Ну а спектр - там все примерно то же самое, что и со ступенькой. Частота 3 кГц. Спектры до (красное) и после введения ООС (синее):

В звуковой полосе все стало хорошо. А выше никто и не обещал.

[.Васильев]

Offтопик:
В телефонниках то имхо возможно использование двухтактных ВК всегда открытых . Проблемы то в них нема в этом плане.Да и запараллеливание выходников тоже применимо

[wert]

Благодарю, ViktKors.
Согласен с Евгением, познавательно и полезно обсуждать проблемы звукоусиления, ежели без наездов и плевков.
Но, не согласен с Евгением по поводу неэффективности комбинированной или многополюсной ОС, ежели по комплексу параметров УНЧ судить, а не только по THD.
А вообще вопрос был связан с передаточной характеристикой усилителя, ее скоростью изменения и крутизной в районе перехода через ноль.
Анализ таких характеристик действительно дает много полезной информации.

[tomtit]

В случае со "ступенькой" сильно поможет применение дизеринга.
Тогда даже узкий импульс искажений будет "приплясывать" и усредняться.
В этом случае искажения как-бы превращаются в избыточный шум,
с которым бороться гораздо легче.
Подобным образом это происходит в сигма-дельтах.
Почему-то никто не упрекает их в "транзисторном" звуке.

[bukvarev]

Но, не согласен с Евгением по поводу неэффективности комбинированной или многополюсной ОС, ежели по комплексу параметров УНЧ судить, а не только по THD.

Вот честное слово, я нигде не говорил о том, что в качестве инструмента, ОООС неэффективна. Тем более - многополюсная. Напротив, ОООС - очень сильный инструмент в умелых руках. А писал я вот что:

попытки при фиксированном конструктиве сделать более глубокую ОООС почти всегда приводят лишь к ухудшению качества звука за счет роста уровня других искажений. Так что наращивание глубины ОООС до безумия - тупиковый путь.

Это означает, что при конструктиве, позволяющем использовать ОООС глубиной, скажем, 70 дБ, дальнейшее увеличение глубины ОООС технически бессмысленно (не приведет к положительному результату, кроме формального уменьшения Кг). т.е. это - безумие, непродуманное решение, тупик.
А не тупик - улучшать конструктив, доводя его до уровня, который позволит применить более глубокую ОООС. И вот тогда можно будет прекрасно использовать "симуляторные" наработки по более глубокой ОООС. И это уже не будет выглядеть безумием .

К сожалению, инженеры - авторы конструкций в основном втягиваются в "гонку цифр". В результате часто бывает, что аппарат со "сверхглубокой ОООС" звучит хуже даже безОООСных конструкций. И его начинают "лечить" различными костылями. Попутно создаются легенды о "вреде ОООС", и.т.д.

ЗЫ. По поводу борьбы с проявлениями негладкой нелинейности ВК, лично я при проектировании MW использовал теоретические наработки построения SD модуляторов, и не старался увеличивать выходное сопротивление УН. Скорее наоборот, старался его уменьшать. Это - лично мое техническое решение, эксперимент, который показал хороший практический результат. Совершенно не настаиваю на его превосходстве или единственной верности..