Усовершенствованный корректор Хауксфорда

[fakel]

Усилитель ошибки (ОСВИ) по Хауквфорду должен иметь Ку=1 (условие минимальных искажений). У Хауксфорда https://forum.cxem.net/applications/...php?id=511935] или в "Ячейке" https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=69031 это достигается использованием последовательной ООС по току и равенством сопротивлений резисторов в эмиттере и коллекторе усилителя ошибки. Но, в нагрузку усилителя ошибки входит также и сопротивление источника сигнала! Это значит, что Ку ОСВИ зависит от сопротивления источника сигнала! Что не хорошо. Но преимущество классического корректора Хауксфорда и ему подобных "ячеек" - возможность заземлить один вывод источника сигнала, поскольку по сути на входе ВК происходит сложение токов входного сигнала и ошибки

Предлагаю в усилителе ошибки использовать параллельную ООС по напряжению, и складывать не токи, а напряжения, включив источник сигнала и выход усилителя ошибки последовательно (структурная схема Хаксфорда и моего). Для этого источник сигнала должен быть отвязан от земли, что довольно легко можно сделать, например, в гибридных усилителях с трансформаторным выходом УНа, который не позволяет охватить усилитель глубокой общей ООС, или концепт усилителя не предполагает ее использование (та же Заратустра, например)

В Заратустре наличие батарейки сильно упрощает схему усилителя ошибки (схема)

Функицональная схема представлена на рисунке. Первый рис - классический корректор Хауксфорда (со сложением токов и влиянием внутреннего сопротивления Ri источника сигнала на степень компенсации искажений), второй и третий - усовершенствованный (со сложением напряжений и потому сопротивление источника сигнала не влияет на компенсацию искажений), второй требует плавающего источника сигнала, третий - не требует. Усилитель ошибки с Ку=1 показан условно, как операционник, но его можно реализовать и на транзисторах или на лампе, что для Заратустры самое то. ВК тоже показан условно, как параллельник, но на его месте може быть классическая двойка или тройка или Шиклаи, вообще любой буфер

Продолжу тему. На втором аттаче привожу пример, как исключить влияние сопротивления источника сигнала на баланс моста ОСВИ, исключив это сопротивление из нагрузки усилителя ошибки на примере схемы из Хауксфорда (рис 3 из https://forum.cxem.net/applications/....php?id=511935)
применительно к параллельному повторителю. Но здесь, как и в оригинале, для Ку=1 в усилителе ошибки используется последовательная ООС по току. И ее недостаток - невозможность заземлить один из полюсов источника сигнала без его влияния на Ку ОСВИ. Схема с параллельной ООС по напряжению, где источник сигнала можно заземлить - впереди

Вот еще интересная реализация - вдувание сигнала ошибки на вход основного усилителя со стороны выхода https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=11185 и https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=64734

Еще одна схема (третий аттач), развитие схемы Серого Мыша https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=88983 применительно к параллельному повторителю - убраны разделительные конденсаторы, усилитель ошибки стал симметричным и добавлены ОБ на его выход, чтобы замкнуть цепь по постоянке. Естественно, и усилитель ошибки, и первый каскад повторителя питаются плавающим напряжением (но это не обязательно). Схема представлена в двух вариантах - в первом источник сигнала заземлен, но его сопротивление влияет на степень подавления искажений, во втором - не влияет, но источник сигнала должен быть оторван от земли

Наткнулся на изумительную по своей простоте реализацию коррекции Хауксфорда - с помощью бифилярного 1:1 трасформатора!
https://radiowiki.ru/index.php?title...3.djvu&page=42
Никаких транзисторов в усилителе ошибки! Никаких искажений! Поскольку транс работает только с напряжением ошибки ВК, действующим между входом и выходом, он может быть малогабаритным с низкими паразитными параметрами, а число витков в обмотках может быть небольшим. Эту схему легко адаптировать к параллельному повторителю (четвертый аттач). Поскольку трансформатор не усиливает мощность, неискаженный сигнал берем с выхода первой ступени параллельника, а не с выхода УН. И поскольку обмотки трансформатора гальванически развязаны, ничто не мешает включить вторичку между УН и повторителем. Обмотки транса мотаются бифилярно и из-за их емкости имеется прямое прохождение сигнала с выхода УН в нагрузку. Точная настройка компенсации выполняется домоткой-отмоткой пары десятков витков поверх бифилярно намотанных катушек, соединив доп. обмотку с первичкой или вторичкой, смотря в какую сторону компенсировать

Продолжение следует...

[Malinovsky D]

а компенсатор работает.

Да, но по сути это получается тот же Хауксфорд.
Он находит напряжение ошибки ВК, и с помощью добавочного тока формирует это напряжение на входном резисторе. Схема получается очень критичной к выходному сопротивлению источника сигнала.
И этим эта схема отличается от второго рисунка.
Фактически, из третьей схемы получается первый рисунок, но хитро развернутый, в который добавлено плавающее питание.
Во втором рисунке работа компенсатора не зависит от сопротивления источника. И этим он отличается от остальных.

[_Сам_]

Схема получается очень критичной к выходному сопротивлению источника сигнала.

да вроде бы не очень. Входное сопротивление схемы получается более 600 кОм. Даже если заменить идеальный ОУ реальным NE5534 до 20 кГц входное более полмегома. Источник сигнала видит высокоомную нагрузку за счёт ПОС.

[Malinovsky D]

да вроде бы не очень. Входное сопротивление схемы получается более 600 кОм. Даже если заменить идеальный ОУ реальным NE5534 до 20 кГц входное более полмегома. Источник сигнала видит высокоомную нагрузку за счёт ПОС.

Критична по уровню искажений. Компенсатор работает, подавая ток в цепь источника. Как только нарушается равенство R9=R4+Ri, то искажения резко возрастают.

[_Сам_]

Как только нарушается равенство R4=R9+Ri, то искажения резко возрастают.

а моя симуляция это не подверждает.
Я заменил входной резистор с 5000 Ом на 4900 Ом, а искажения как были 0.001% так и остались

Offтопик:
всё ушёл спать

[Malinovsky D]

а моя симуляция это не подверждает.
Я заменил входной резистор с 5000 Ом на 4900 Ом, а искажения как были 0.001% так и остались

Хм...
У меня очень сильно зависит.
Вот степ. Верхний - 1.1к, нижний - 1к
Вообще говоря, должно зависеть. Компенсация работает только при правильном коэффициенте усиления. Если он нарушен, то все ухудшается.
А здесь сопротивление источника суммируется с резистором, задающим Ку.

[fakel]

Malinovsky D,
_Сам_, вы за меня почти всю работу сделали! Но - почти

[Malinovsky D]

Но - почти

Блин, я вот заинтригован.
Если рассматривать выводы питания ОУ, как выход, к которому подключается параллельная ООС, то возникает резистор, подключенный к входу. А значит возникает зависимость от сопротивления источника.
Если не подключать резистор к выводам питания, то ОУ не пропустит переменку "внутрь", и тогда вообще косяк... Короче, замкнутый круг.
Придумать что-то другое у меня кумекалки не хватает

[fakel]

А значит возникает зависимость от сопротивления источника.

Источник сигнала врезать в один из выходов ОУ

[_Сам_]

с точки зрения снижения искажений эффективнее, конечно, измерять ошибку не одних только выходных транзисторов, а всего ПП целиком. Тогда при точных резисторах достигается впечатляющая компенсация искажений порядка 10^-7

Но честно говоря я не понимаю зачем идти этим путём, если можно добиться даже большей точности совсем без геморроя с подбором резисторов при всех тех же плюшках с плаванием питания.

В обоих случаях точность достигается за счёт работы ОС. Зачем тогда применять ОСВИ с точными делителями?

[fakel]

с точки зрения снижения искажений эффективнее, конечно, измерять ошибку не одних только выходных транзисторов, а всего ПП целиком. Тогда при точных резисторах достигается впечатляющая компенсация искажений порядка 10-7

Для этого усилитель ошибки должен усиливать не только напряжение, но и ток. ОУ это позволяет, одиночный транзистор - нет

В обоих случаях точность достигается за счёт работы ОС. Зачем тогда применять ОСВИ с точными делителями?

Для безООСных усей

вообще микрокап не корректно снимает сигнал с ножек питания ОУ, и там может быть все что угодно - чаще ничего

[_Сам_]

Для безООСных усей

я собственно о том и пишу. Был безОСный параллельный повторитель. Добавили корректор ошибки и получили ОСный повторитель. Добавка ко входному сигналу ошибки повторителя это же разновидность ОС.

[fakel]

я собственно о том и пишу. Был безОСный параллельный повторитель. Добавили корректор ошибки и получили ОСный повторитель. Добавка ко входному сигналу ошибки повторителя это же разновидность ОС.

Речь об общей ООС

[fakel]

Добавил еще схему в первый пост

с точки зрения снижения искажений эффективнее, конечно, измерять ошибку не одних только выходных транзисторов, а всего ПП целиком. Тогда при точных резисторах достигается впечатляющая компенсация искажений порядка 10^-7

Все верно! Вот он - недостающий резистор! Только надо все же сразу на среднюю точку источников питания ОУ кидать, чтобы не ловить с последних всю грязь

[Malinovsky D]

Добавил еще схему в первый пост

Разрешите позанудствовать!
В этой схеме идет сложение напряжения ошибки на паре резисторов по 10к с напряжением источника.
А поскольку это токовая ОС, то будет влияние выходного сопротивления источника.

[fakel]

Разрешите позанудствовать!

Пожалуйста!

В этой схеме идет сложение напряжения ошибки на паре резисторов по 10к с напряжением источника.
А поскольку это токовая ОС, то будет влияние выходного сопротивления источника.

На сопротивлении источника сигнал ошибки не выделяется. Только на резисторе, с которым источник сигнала соединен последовательно. И резистор там один. Может мы о разных схемах говорим?

[Malinovsky D]

На сопротивлении источника сигнал ошибки не выделяется. Только на резисторе, с которым источник сигнала соединен последовательно. И резистор там один. Может мы о разных схемах говорим?

Имеется в виду следующее

Эти две схемы по сути идентичны. По переменному току это близнецы.
Нижнюю я нарисовал ранее после твоей подсказки.

Но в них обоих сопротивление источника сигнала складывается с резистором, подключенным к неинвертирующему входу ОУ (R18 в нижней схеме, или R6||R7 в верхней схеме)

В модели у обоих вариантов увеличение сопротивления источника приводит к увеличению нелинейных искажений

[fakel]

Но в них обоих сопротивление источника сигнала складывается с резистором, подключенным к неинвертирующему входу ОУ (R18 в нижней схеме, или R6||R7 в верхней схеме)

Возможно микрокап некорректно моделирует съем сигнала с ножек питания, и в схеме присутствует неявная земля, в обход БП ОУ
В https://forum.vegalab.ru/attachment....hmentid=386364 влияния источника сигнала точно не должно быть
Попробуй вместо обычного ОУ FDA или 2 ОУ в дифф включении (инструментальный усилитель)

[Malinovsky D]

Возможно микрокап некорректно моделирует съем сигнала с ножек питания, и в схеме присутствует неявная земля, в обход БП ОУ

Пока я не вижу никаких косяков в симуляции.

В этой схеме должен быть идеальный баланс резистивных делителей.
Причем, в делитель по инвертирующему входу включено сопротивление выходного буфера, а в делитель по неинвертирующему входу включено сопротивление источника.
Для идеальных делителей минимум искажений наступает при равенстве сопротивления источника и выходного сопротивления буфера.
Можно поиграться этими штуками и словить искажения еще более низкие, чем при нулевом сопротивлении источника.

Кстати, можно и так представить схему. Поскольку выходное напряжение и входное практически равны

[fakel]

Пока я не вижу никаких косяков в симуляции.

Померь ток в проводах питания ОУ

[Malinovsky D]

Померь ток в проводах питания ОУ

При идеальной модели ОУ ток 0.
Если выбрать третий (Бойля. Не знаю, что это такое), то ток есть.
Но по прикидкам, он намного ниже нормы... На пару порядков. Синус от пика до пика всего 80 нА.
Хотя 0,1А разделить на 400*200 - должны быть единицы мкА.


Такого косяка еще не встречал.