Сверхлинейный усилитель по схемотипу Видерхольда 1977- 2021 (повтор и дополнение)

[belka]

2 ОУ +5 транзисторов в УН. Выходные каскады разные симулировал, биполяры-полевики, без проблем ноль 4-10 мег двигается, без потери усиления на 20-ти килогерцах.

Благодарности:
Евгению Букварёву и Со. - идея с интегратором прорывная, если ей правильно пользоваться.





Убедительная просьба - пишите ТОЛЬКО по делу. Никаких других комментариев здесь размещать не нужно!

После первой публикации многие резонно отметили, что 2 ОУ и такое огромное усиление явно избыточны. Согласен, поэтому схема была существенно упрощена, с некоторой потерей усиления, но не критической. Итого, к базовой схеме Видерхольда был добавлен 1 (один) транзистор и получено усиление не менее 170дБ!

Обратите внимание, как изящно получилось ввести в схему параллельный ВЧ канал, благодаря которому всё это работает. Вполне осознанно претендую на то, что мне удалось нарисовать самый простой сверхглубокоосник.

В соседней ветке я взял модель какого-то Парафина (смешная поделка) и дорисовал ей недостающие детальки. Модель и схема, базовая, прилагаются:



УМЗЧ ВВ 2021.CIR

Продолжение темы:

Кто желал общий эмиттер в УН?

Вложение 400855 Вложение 400857

Как вы понимаете, Q22 и R40 из схемы можно смело удалить и соединить эмиттер Q21 непосредственно с выходом ОУ. Диоды Вокруг ОУ также нужно убрать и добавить правильные цепи для антиклиппа, которые на схеме не нарисованы.

Итого. 1 ОУ + 4 транзистора в УН = полноценный сверхглубокоосник, до которого на RCL-электро нужно ещё очень долго думать)))

[.Васильев]

Прав он в том ,что не надо бояться глубокоосников. Остальное я оставлю без ответа

[Валет]

К вопросу об интеграле эффективности ООС https://ru.abcdef.wiki/wiki/Bode%27s...ivity_integral

Вот цитаты по ссылке:

Интеграл чувствительности Боде , открытый Хендриком Уэйдом Боде , представляет собой формулу, которая количественно определяет некоторые ограничения в управлении с обратной связью систем с линейными параметрами, инвариантными.

В упрощенном виде интеграл чувствительности Боде представляет собой интеграл логарифма функции чувствительности в полосе от нуля до бесконечности.

Эта формула показывает, что если чувствительность к помехам подавляется в каком-то диапазоне частот, она обязательно увеличивается в каком-то другом диапазоне. Это было названо «эффектом водяного ложа».

Возникают вопросы.
1. Насколько справедлива/возможна подмена в посте функции чувствительности (в формуле Боде) глубиной ООС.
2. Как из следствия формулы Боде (если чувствительность к помехам подавляется в каком-то диапазоне частот, она обязательно увеличивается в каком-то другом диапазоне) следует ваше утверждение о том, что область ООС всегда сопровождается областью ПОС.
3. Какие ограничения устанавливает интеграл чувствительности Боде применительно к УМЗЧ с ООС.

---------- Сообщение добавлено 22:28 ---------- Предыдущее сообщение было 22:00 ----------

Вопросы вдогонку:

Проблема - широкополосный шум на выходе и шумоподобные продукты искажений, обнаруживаемые при измерениях как "болтанка" шумовой дорожки на спектре в зависимости от вида сигнала.

1. По каким признакам можно различить шум на выходе и шумоподобные продукты искажений.
2. Как при измерениях обнаружить "болтанку" шумовой дорожки (и вообще, что это такое?) на спектре в зависимости от вида сигнала.

[Слава.С]

1. По каким признакам можно различить шум на выходе и шумоподобные продукты искажений.
2. Как при измерениях обнаружить "болтанку" шумовой дорожки (и вообще, что это такое?) на спектре в зависимости от вида сигнала.

Королев написал на бумаге:
– Но, Сергей Павлович, – возразил кто-то. – А если там пыль? Ведь все эти ученые мужи высказывают только общие соображения – не более того! Никто из них не берет на себя смелость написать – на Луне, мол, такой-то грунт... и подписаться под этим!
Королев сказал:
– Ах, вот чего вам не хватает...
Взял блокнот, крупным почерком написал на его листке: "ЛУНА – ТВЕРДАЯ". И подписался: "С. КОРОЛЕВ".

[Teoretic]

Вопросы вдогонку:

Читайте классику.
Боде, Теория цепей и проектирование усилителей с обратной связью.
Лурье, Энрайт, Классические методы автоматического управления.

У Боде весьма пространно и обстоятельно. Ну и надо учитывать 1948 год все-таки. У Лурье современно, гораздо более сжато и сухо, но все по делу. Материала больше, много реальных интересных примеров. Интегралы Боде рассматриваются начиная со стр. 108 (Лурье).

[audiomun]

Читайте классику.
Боде ...
Лурье, Энрайт ...

Увы, всё это разве что только в макулатуру, да и то не сгодится - потому как оно в электронном виде ... Нынче симулятор - наше всё.

[Валет]

Взял блокнот, крупным почерком написал на его листке: "ЛУНА – ТВЕРДАЯ". И подписался: "С. КОРОЛЕВ".

В данном случае больше подходит стихотворная форма:

Но притворитесь! Этот взгляд
Всё может выразить так чудно!
Ах, обмануть меня не трудно!..
Я сам обманываться рад!

Интегралы Боде рассматриваются начиная со стр. 108 (Лурье).

А вот про шумоподобные искажения ничего нет. Это ваша фантазия?
Зато в радиосвязи шумоподобные сигналы, и даже псевдошумовая модуляция хорошо известны.

[alexcp]

Чем больше отрицательная обратная связь и шире ее диапазон частот, тем большей должна быть и положительная обратная связь и/или ее диапазон частот. Обычно диапазон частот с положительной обратной связью расположен в окрестности частоты среза.

Следовательно, если отрицательная обратная связь снижает влияние помех на некоторых диапазонах частот, то должны существовать диапазоны частот, где положительная обратная связь такие помехи увеличивает.

В целом, обратная связь обычно уменьшает среднеквадратичкую ошибку на выходе, т. к. обратная связь становится положительной лишь на верхних частотах, где составляющие ошибки уже значительно ослаблены самим объектом, который обычно является своего рода фильтром низких частот.

Из всего вышесказанного можно сделать два вывода.

1. Условием желаемой максимизации площади отрицательной обратной связи в некотором рабочем диапазоне частот является максимизация площади положительной обратной связи на каких-то других частотах. Величина этой положительной обратной связи зависит от расстояния между диаграммой Найквиста и критической точкой. Следовательно, в диапазоне частот положительной обратной связи это расстояние должно поддерживаться минимальным, или, другими словами, выбранные запасы устойчивости не должны быть чрезмерными, и диаграмма Найквиста должна близко следовать за границей запасов устойчивости.
2. Так как диапазон частот, в котором обратная связь существенна и положительна, имеет обычно ширину в три-четыре октавы и расположен в окрестности частоты среза, формирование петли в этом диапазоне чрезвычайно важно для достижения максимальной отрицательной обратной связи в рабочем диапазоне частот.

[Валет]

Чем больше отрицательная обратная связь и…

Укажите, плз, источник цитирования. Поиск в Яндексе и Гугле по маске «площадь отрицательной обратной связи» дает ноль результатов.

[alexcp]

Это из книги Лурье, ссылку на которую давал Teoretic в #644, стр.110-111.

[Artik]

Offтопик:
bukvarev, После всех экспериментов и прочего, будут финальные платы, только не под шлейф? Так сказать более народные?

[Валет]

Это из книги Лурье, ссылку на которую давал Teoretic в #644, стр.110-111.

Спасибо! С площадями ООС и ПОС появилась ясность. Правда, к разработке УМЗЧ они имеют слабое отношение. Осталось прояснить остальные вопросы, возникшие в связи с постами:

К вопросу об интеграле эффективности ООС https://ru.abcdef.wiki/wiki/Bode%27s...ivity_integral

Проблема - широкополосный шум на выходе и шумоподобные продукты искажений, обнаруживаемые при измерениях как "болтанка" шумовой дорожки на спектре в зависимости от вида сигнала.

[Teoretic]

С площадями ООС и ПОС появилась ясность. Правда, к разработке УМЗЧ они имеют слабое отношение.

Ага, конечно.
Глубокая ОС -> Широкая полоса исходного усилителя (без ОС) -> Гарантированная возможность получить на выходе высокочастотный шум (+ помехи) из-за неизбежной ПОС.
Это все необходимо учитывать при разработке глубоко- и (тем более) сверхглубокоосников.

[bukvarev]

Offтопик:

Offтопик:
bukvarev, После всех экспериментов и прочего, будут финальные платы, только не под шлейф? Так сказать более народные?

Пока ничего определенного сказать не могу. Сперва нужно разобраться с текущей конструкцией, а после обсудим в этой ветке результаты и планы на будущее. На след. неделе окончательно выхожу из отпуска и продолжу работу с макетом.

[3gs505]

Offтопик:

Пока ничего определенного сказать не могу. Сперва нужно разобраться с текущей конструкцией, а после обсудим в этой ветке результаты и планы на будущее. На след. неделе окончательно выхожу из отпуска и продолжу работу с макетом.

Евгений, идея со шлейфом весьма интересная, просто не все ее понимают в практической части. По поводу конденсаторов питания после шлейфа определились? какие будут их номиналы и параметры, ведь они могут оказывать существенное влияние на звук.

[Vinni]

Offтопик:

Читайте классику.

Ай спасибо за Лурье! Были затруднения по интерпретации графиков Найквиста в Micro-Cap и нет.
Просто, понятно, без "воды". Так пишет только тот, кто понимает то, что пишет.

[bukvarev]

По поводу конденсаторов питания после шлейфа определились? какие будут их номиналы и параметры, ведь они могут оказывать существенное влияние на звук.

SAMWHA HE 10000 мкФ 63В или HС 22000 мкФ 63В. Очень хороши. Дешево и сердито. Мы их ставим даже в серийные изделия.
Выпрямительные диоды (обязательно два моста) - BYV42E, без снабберов.
Пример конструкции выпрямителя здесь: https://forum.vegalab.ru/attachment....5&d=1625519166
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2929205

ЗЫ. Не понимаю, чем для любителей сложен шлейф. Компоненты для него продаются везде, на рынках и в магазинах. Только шлейф брать Connfly. Понтовый - цветной DS1058-40 (FRC-40-30C). Обычный - DS1057-40A282R. (https://www.chipdip.ru/search?searchtext=DS1057-40A282R). А можно даже взять готовый кабель IDE PATA от жесткого диска или CD с разборов старых компов или на барахолке )))

[hydr]

Лурье, Энрайт, Классические методы автоматического управления.

Спасибо за книгу! Не смотря на то, что давно не занимаюсь этой темой, зацепился. Пожалуй это одна из лучших, известных мне, хорошо адаптированных для восприятия работ, по теме автоматического управления.

С уважением hydr.

[Teoretic]

[deemon]

Тут надо смотреть, как именно набрано и распределено дополнительное усиление, но IMHO, без специальных конструктивных "извращений", выжимать более 100-120 дБ глубины ООС зачастую в итоге контрпродуктивно в плане реального качества. Как по "теоретическим" (увеличение ПОС в области единичного усиления), так и чисто практическим соображениям (конечная линейность пассивных элементов). Когда я дорабатывал перестраиваемый генератор с малыми искажениями, у его усилительных блоков глубину ООС удалось сделать около 100 дБ на 100 кГц, дальнейшее повышение скорее ухудшало параметры (рост ВЧ шума), т.к. искажения лимитировались АРУ и пассивными элементами на уровне -133...135 дБ.

Да уж , в таких генераторах самое узкое место - это как раз АРУ ... интересно , а на каких элементах была реализована регулировка усиления ?

[ViktKors]

В основном интермодуляция полезного сигнала с шумом в петле ООС. Возникает преимущественно во входном каскаде (т.е. узле сравнения). Но может и дальше по тракту, если попадается узел с плохой линейностью на ВЧ.

ИМХО, тут довольно забавно, что порой совершенно непонятно, как описать словами, чем именно плох звук.

Замечал, что в совсем фатальных случаях он и субъективно воспринимается как зашумленный, при том, что собственно шум на порядки ниже порога восприятия.

Но вот когда все формально вроде как неплохо или даже отлично, нередко единственное, что остается, так это тупо пожать плечами: "не звучит".
Потому как обычные описательные критерии, вроде "темный/яркий", "прозрачный", "глубина стереопанорамы", "микроинамика", "разборчивость" и т.д. и т.п. вроде как не вызывают никаких нареканий. В то время как вердикт "для воспроизведения музыки непригоден" совершенно однозначен.


Замечал, что в этом контексте имхо довольно уязвимы многие схемы слежения, в частности за синфазкой входных узлов неинвертирующих усилителей. Характерно, что такие схемы слежения формально призваны повышать "исходную линейность". Т.е. вычурная линеаризация в звуковом диапазоне (закономерно улучшая формальные параметры в звуковой полосе!!) может оказаться чреватой тем, что превратит схему в бесполезный выкидыш технофетишизма