Улучшение линейности (и не только) усилителя на LM3886

[Nick]

Финальные платы пришли, собираю. Посмотреть на них можно у меня на сайте или тут.

Ссылки по теме:
Новые платы дают около -120дБ искажений на THD 11кГц 60W (левый канал - усилитель). Интермодуляционные за гранью обнаружения IMD19+20 , IMD19+20 полный диапазон .

Черновик описания, списка деталей, и схемы, новой версии. Zero D 50 Rev D7.12.

Последняя рабочая версия схемы усилителя, питания и список используемых деталей - Zero D 50 Rev D4 (исправлена ошибка с MUTE, нумерация деталей не совпадает с предыдущими версиями). Небольшое описание усилителя.

Упрощённая версия для тех кто самостоятельно проектирует платы и не хочет возиться с большим количеством конденсаторов и резисторов. Вариант однослойных печаток под утюг от devisangela тут (упрощённая версия без стабилизаторов).

Модель (АФЧХ) в LTSpice.

Замерянные искажения у прототипа на 10кГц Rev. D4 THD 10kHz 40Vp-p (50W) 4Ohm - < 0.0004%. На графике -вверху вход, внизу выход.

Фото прототипа 1 и 2.

Печатки для прототипа использовал от ревизии С (нумерация деталей не совпадает).

Описание принципиальных отличий Rev. D от предыдущих версий тут.

Интересные осцилограммы: шунтировние электролита керамикой , и продолжение, работа стабилизатора, и продолжение, выход U1 под нагрузкой и без, то же (более правильно снято)

Метод измерения искажений звуковой картой с вычитанием гармоник (использовался вначале, когда небыло AMBER 3501 и генератора с низкими искажениями): 1, 2, 3, 4 . Обсуждение метода было тут.

История предыдущих версий. Статья Yewen-a есть тут.

[Walter]

Nick,
Если 1пФ конденсатор будет печатным на ПП- разработка обещает пойти в массы

[Nick]

Nick,
Если 1пФ конденсатор будет печатным на ПП- разработка обещает пойти в массы

, там нечего боятся этого конденсатора, паразитный монтаж печатной платы не сильно повлияет. Я уже писал, конденсаторы в цепях ООС могут быть маленькими, но чтобы нивелировать их эффект необходимы конденсаторы значительно больше (те которые будут шунтировать на землю). В СЛ к примеру в цепи ООС стоит 3.4pF и ничего

[Walter]

Nick,
Его не страшно, его найти трудно. А так одной головной болью меньше

[Nick]

Nick,
Его не страшно, его найти трудно. А так одной головной болью меньше

Можно поставить два по два Вообще я сейчас делаю новую версию, там будет два по 22pF. И печатные платы... Вообщем ждите

[A.R.]

В связи с тем, что наконец-то убрал в корпус с нормальным БП и радиатором схему из поста 10 (https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...5&postcount=10), состоялось контрольное заслушивание. Слушал много и громко, материал разный: от Dire Straits до Cradle of Filth. В оценках буду сдержан, потому как могу быть под впечатлением завершения работы. Отмечу только, что музыка явно разборчивей, чем простое инв. включение при прочих равных, "большие" звуки не заслоняют собой "маленькие". В целом звук не утомлял, громкость хотелось подбавлять, а не снижать. Смело рекомендую собирать, схему Ника или мою. Все должно работать, даже на макетке. Входное сопротивление лучше сделать минимально возможным, насколько позволяет буфер. Это позволит снизить остальные номиналы и минимизировать влияние паразитных емкостей монтажа / шумы. Буфер в любом случае is a must, на худой конец можно слушать с ушного выхода CDP или компьютера. Если общественность интересуется, позже будут фотки.

[sia_2]

На самом деле в этой схеме это не совсем обязательно использовать 140уд11, я например использую LT1363, но думаю можно и другие, из AD я вот посматриваю на AD8045, AD8099 или ADA4899, хоть они и 5 вольтовые, тут это неважно. Хотя по совокупности параметров 140уд11 очень хороша, особенно если учитывать её цену и досягаемость.

AD8045,8099 и его клоны имеют большой токовый шум и неважное подавление помех по питанию, плюс ломовой фликкер. Из современных ОУ я бы порекомендовал AD8065, AD8055 или AD8033. Но хлопот с ними будет больше, чем с LM318.

[Gajdar]

КР140УД1101 очень дешевые и доступные в Совке микросхемы...

[nazar]

КР140УД1101 очень дешевые и доступные в Совке микросхемы...

ага, днем с огнем на Украине не найдеш)))

[Wired]

состоялось контрольное заслушивание.
. . .
В целом звук не утомлял, громкость хотелось подбавлять, а не снижать.

собсно я до сих пор считал, что желание изменить громкость хоть громче хоть тише, как раз показьівает некоторьіе проблемьі в звуковоспроизведении.
Єто заблуждение? Поправьте меня плизз... ежли я не прав

[Gajdar]

есть куча вариантов...
Но если система играет хороше на малой громкости и гадит на большой это синдром ))) А если качество звучания от увеличения громкости не страдает -то это зачёт )) В комнате есть оптимальный уровень громкости для комфортного прослушивания различного вида музыки и если есть драйв и не утомляет звучание и хочется сделать немного погромче- то остановить могут только соседи...

[AudioKiller]

Согласен, но признак действительно высокого качества - приятность на любой громкости. В смысле, если где-то утомляет, то это однозначно плохо.

ЗЫ, а как собираетесь использовать конденсаторы емкостью 1 пФ, если емкость самого монтажа меньше 10 пФ просто нереальна?

Добавлено через 1 час 19 минут
Кстати, а никто не думал дополнить 3886 не ОУ на выходе, а дополнительным выходным каскадом с ОБ? Не повторителями в классе В, а в классе АВ и с усилением по напряжению. ИМХО это позволит поднять выходную мощность (увеличив выходное напряжение). И легче получить повышенное выходное сопротивление, если нужно (см. Сырицо). А микросхема будет "вдувать" выходникам нужный ток...

[Nick]

если емкость самого монтажа меньше 10 пФ просто нереальна

Откуда такие цифры ?

[Gajdar]

Я с проблемой монтажа столкнулся в усилителе Акулиничева... Сам автор рекомендовал собирать все навесным монтажем. У него была плата с монтажными лепестками, куда он все монтировал, соединение усиками деталей...
Далее в Радио платка кемто разседена. Я собрал, но усилок не давал заявленных параметров... Слепил вообще внавес и тихо присел. Меняеш в пространстве расположение входного транзистора и корректирующих конденсаторов - меняется результат.
http://shema.tomsk.ru/shema/aculinichev/shema_big1.gif
конденсаторы С5 и С6 В плате
http://shema.tomsk.ru/shema/aculinichev/shema_big1.gif
Вот именно тут я впервые на эксперименте проверил убирание выходной Р_Л цепи на выходные клеммы и экранирование цепей питания выходных транзисторов и самих транзисторов от входной цепи (вернее наоборот)
Т.Е. питание выходников и выход идут в обход платы сразу на клеммы.
А во тип и расположение этих пикушковых конеров корректирущих очень влияет на результат.... На ножках их поворачиваеш и на искажеметре циферьки сильно меняются. Того измерителя нелинейных искажений больше нет у мнея, Аудиопрецизион WP не дает, да и на уродский досовый интерфейс он... Поэтому бросил проект до лучших времен. Хотел попробовать СМД кондерчики с нижней стороны платы... но тоже бросил затею. Хотел фторопластовую пластинку приклеить с нижней сторны платы и туда кондеры на коротких ножках... В общем, чтолкнулся в полный рост с проблемами компоновки и монтажа, а опыта по ловле блох нет и аппаратуры хорошей дома тоже.... А на аудиоприцижен на НОЭМу не походиш... да и в досе работать влом )))

[Nick]

Я с проблемой монтажа столкнулся в усилителе Акулиничева... Сам автор рекомендовал собирать все навесным монтажем. У него была плата с монтажными лепестками, куда он все монтировал, соединение усиками деталей...
Далее в Радио платка кемто разседена. Я собрал, но усилок не давал заявленных параметров... Слепил вообще внавес и тихо присел. Меняеш в пространстве расположение входного транзистора и корректирующих конденсаторов - меняется результат.
http://shema.tomsk.ru/shema/aculinichev/shema_big1.gif
конденсаторы С5 и С6 В плате
http://shema.tomsk.ru/shema/aculinichev/shema_big1.gif
Вот именно тут я впервые на эксперименте проверил убирание выходной Р_Л цепи на выходные клеммы и экранирование цепей питания выходных транзисторов и самих транзисторов от входной цепи (вернее наоборот)
Т.Е. питание выходников и выход идут в обход платы сразу на клеммы.
А во тип и расположение этих пикушковых конеров корректирущих очень влияет на результат.... На ножках их поворачиваеш и на искажеметре циферьки сильно меняются. Того измерителя нелинейных искажений больше нет у мнея, Аудиопрецизион WP не дает, да и на уродский досовый интерфейс он... Поэтому бросил проект до лучших времен. Хотел попробовать СМД кондерчики с нижней стороны платы... но тоже бросил затею. Хотел фторопластовую пластинку приклеить с нижней сторны платы и туда кондеры на коротких ножках... В общем, чтолкнулся в полный рост с проблемами компоновки и монтажа, а опыта по ловле блох нет и аппаратуры хорошей дома тоже.... А на аудиоприцижен на НОЭМу не походиш... да и в досе работать влом )))

То что паразитные ёмкости монтажа играют определённую роль я несомневаюсь. Их нужно учитывать, но что значит "емкость самого монтажа меньше 10 пФ просто нереальна" ?
К тому же я собрал на макетке из текстолита с площадками, так что она мало отличается от обычных плат.
Кстати если у меня заменить 1pF конденсатор на цепочку как у Акулиничева C5R2C6, то ёмкости должны быть 22пф, так что у него что то более высокочастотное...

[Gajdar]

Дифференцирующая цепочка C5R2C6, включенная между входной и выходной цепями усилителя, предотвращает его самовозбуждение и с помощью конденсатора С8 позволяет сместить частотный срез АЧХ за пределы воспроизводимого диапазона звуковых частот.

Добавлено через 8 минут
Немного отвлекусь.
Из описания Акулиничева..
Все детали усилителя и выпрямителя смонтированы на двух пластинах из стеклотекстолита, между которыми зажаты теплоотводы выходных транзисторов и оксидные конденсаторы питания. На одной из пластин размещены диоды выпрямителя и транзисторы оконечного усилителя, а на другой – все элементы предоконечного усилителя. Монтаж навесной. Катушка L1 намотана на резисторе и содержит 30 витков провода ПЭЛ 0,8

Т.Е. он сделал выпрямитель, кондеры фильтра питания и выходные транзисторы на одной плате, а сам усилитель на второй плате и разместил между ними радиатор.. чтобы ослабить взаимное влияние его цепей друг на друга и делает удобным его размещение в стереокомплексе или активной АС.

В системе с ЛМ3886 к сожалению сильные токовые локальные процессы на кристалле всегда будут влиять на входные цепи в плане нахождения на одном кристалле... и питания от одного проводка. Хотя в симуляторную модель этого могли ине доложить )))

[Nick]

В системе с ЛМ3886 к сожалению сильные токовые локальные процессы на кристалле всегда будут влиять на входные цепи в плане нахождения на одном кристалле... и питания от одного проводка. Хотя в симуляторную модель этого могли ине доложить )))

Это так если использовать одну цепочку ООС, если же использовать две (как я сделал в следующей версии), то ничего наводится в главную для рабочего диапазона частот ссумирущую точку ООС уже небудет, так как к ней будет подключен только вход доп. ОУ. Т.е. другими словами, влияние наводок на инв. и неинв. входах LM3886 будет ослабленно в Ку раз доп. ОУ умноженного на коэф. делитела после него, т.е. минимум децибел на 40 в полосе звуковых частот.

[Nick]

Дифференцирующая цепочка C5R2C6, включенная между входной и выходной цепями усилителя

У меня эта цепочка делает почти тоже.

[Gajdar]

бугага.. вот у тебя продуктивность... я уже потерялся в вариантах и релизах ))) Требуем систематизации типа Type I или тупе 2 )))
Ага... в этой тоже два кондеро по 10 пик и один 2.5 ))))
Какая ветка имеет развитие то???

[Nick]

Вот если кому интересно новые платы, можно на них собирать либо от 22.11.2007 (в первом посте), но только с двумя цепочками ООС, либо https://forum.vegalab.ru/attachment....2&d=1196927370

[Nick]

бугага.. вот у тебя продуктивность... я уже потерялся в вариантах и релизах ))) Требуем систематизации типа Type I или тупе 2 )))
Ага... в этой тоже два кондеро по 10 пик и один 2.5 ))))
Какая ветка имеет развитие то???

Развитие имеет схема Yewen-a, но с двумя цепочками ООС (по одной на каждый инверсный вход, как у Литаврина).
Вообще на данный момент существуют три ревизии A, B, C. Ревизия A сделана на макетке по схеме в первом посту в Update 22.11.2007. Ревизия B собрана на печатках, но нормально не работает и я понял, что это тупиковая ветвь развития. И последняя ревизия - C. Я её сейчас делаю, вероятно будет в двух вариантах, если второй заработает. Первый с 1пФ как в ревизии А но с двумя цепочками ООС (думаю 100% должен заработать), второй с двумя по 27 и резистором, это для захода за 180 и углубления ООС (эксперементальный). Оба можно собирать на одних и тех же платах (из предыдущего поста).
Когда сделаю выложу точные схемы (или схему ). Номиналы кондёров до конца неопределены, так как есть несколько вариантов и всё решит экперемент.

Добавлено через 22 минуты

В связи с тем, что наконец-то убрал в корпус с нормальным БП и радиатором схему из поста 10 (https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...5&postcount=10), состоялось контрольное заслушивание. Слушал много и громко, материал разный: от Dire Straits до Cradle of Filth. В оценках буду сдержан, потому как могу быть под впечатлением завершения работы. Отмечу только, что музыка явно разборчивей, чем простое инв. включение при прочих равных, "большие" звуки не заслоняют собой "маленькие". В целом звук не утомлял, громкость хотелось подбавлять, а не снижать. Смело рекомендую собирать, схему Ника или мою. Все должно работать, даже на макетке. Входное сопротивление лучше сделать минимально возможным, насколько позволяет буфер. Это позволит снизить остальные номиналы и минимизировать влияние паразитных емкостей монтажа / шумы. Буфер в любом случае is a must, на худой конец можно слушать с ушного выхода CDP или компьютера. Если общественность интересуется, позже будут фотки.

A.R. а померять искажения у вас нет возможности ? Былоб интересно... Ну или хотя бы фотки