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.

[sia_2]

Поэтому я же и говорю: "можно попробовать" . Надо на макете поиграться с C3 R6. Вообщем это на уровне идеи. Хотя может оно конечно и нафик не надо, так как AD8065 весьма линейна и так.

Собственное Rвых. без ООС у 8065 более чем на порядок ниже, чем у 8067. Под нагрузкой собственная линейность 65-той тоже выше, поэтому проще сразу поставить 66, они там практически не отличаются от 65.

[Nick]

График нормальный, дело в модели.

Модель сам делал, немного не совпадает, но по идее работать должно. Вот график усиления моей модели.
Я её немного подправил, пересчитал C3 и R6, их лучше поставить 220p и 820ом.

[Nick]

Собственное Rвых. без ООС у 8065 более чем на порядок ниже, чем у 8067.

Как то странно, я думал что 8067 это просто раскорректированный 8065. Неужели так коррекция влияет ?

[sia_2]

Модель сам делал, немного не совпадает, но работать должно. Вот график усиления моей модели.

ФЧХ чуть завышена (у реальной микрухи набег немного больше), GB нормальное.

Добавлено через 1 минуту

Как то странно, я думал что 8067 это просто раскорректированный 8065. Неужели так коррекция влияет ?

Коррекция тоже влияет, но у 8067 совсем другой выход - rail-to-rail.

[Nick]

но у 8067 совсем другой выход - rail-to-rail.

Аааа, понятно, плохо. Ну значит AD8065(66), она по идее особо ничего плохого вносить не должна.

Добавлено через 3 минуты

ФЧХ чуть завышена (у реальной микрухи набег немного больше)

Ну там 3-5 градусов на 30МГц (ед. усиление ОС) особо ничего плохого не сделают, с последними номиналами там больше 50 градусов запас по модели, в реалии не менее 40 должно было бы быть...

[sia_2]

Аааа, понятно, плохо. Ну значит AD8065(66), она по идее особо ничего плохого вносить не должна.

Добавлено через 3 минуты
Ну там 3-5 градусов на 30МГц (ед. усиление ОС) особо ничего плохого не сделают, с последними номиналами там больше 50 градусов запас по модели, в реалии не менее 40 должно было бы быть...

При хороших платах нормально.

[scarp]

у 8067 совсем другой выход - rail-to-rail.

В даташите на AD8065 написано
rail-to-rail output
Output Voltage Swing RL=1kΩ −11.9 to +11.9

[Nick]

В даташите на AD8065 написано
rail-to-rail output
Output Voltage Swing RL=1kΩ −11.9 to +11.9

Вообщем если у кого будет желание попробовать, то вот. Я к сожалению незнаю когда у меня руки дойдут. Возможно надо будет чуть увеличить R6 до 1к.

[sia_2]

В даташите на AD8065 написано
rail-to-rail output
Output Voltage Swing RL=1kΩ −11.9 to +11.9

Там коррекция сделана местной ООС с выхода, и "раскорректирование" - просто уменьшение глубины этой местной ООС. Со всеми вытекающими. Т.е. суммарная глубина ООС у 8065 и 8067 практически не меняется, только распределена она по-разному (плюс немного большая доля тока на ВК в 65). Когда я писал про "другой выход", имелось в виду, что для R-R соотношения другие, коррекция сильно влияет на параметры выхода без ОС..

[scarp]

sia_2, теперь понятно - у 65 более линейный ВК за счет снижения общего усиления, т.е. глубины общей ООС.

Nick, сравнивать искажения AD8065 и AD8067 в домашних условиях неблагодарное занятие . По-моему проще использовать 8065(66).

[Nick]

Nick, сравнивать искажения AD8065 и AD8067 в домашних условиях неблагодарное занятие

Ну сравнивать не обязательно, у AD8067 в таком включении должны быть ниже. А так конечно и у AD8065 очень низкие...

Добавлено через 12 минут

sia_2, теперь понятно - у 65 более линейный ВК за счет снижения общего усиления, т.е. глубины общей ООС.

Дело скорее не в линейности, а в выходном сопротивлении ВК, которое может создавать проблемы с устойчивостью если нагрузка имеет ёмкостной характер.

[scarp]

Если сравнивать графики, то при почти одинаковой глубине ООС (30 и 28Дб на 1МГц) у 65 и 67, последние выдают больше искажений на 10Дб. Налицо бОльшая нелинейность ОУ не охваченного ОС.

у AD8067 в таком включении должны быть ниже.

Это да, согласен. При одинаковом усилении у 65 и 67.

[Nick]

Если сравнивать графики, то при почти одинаковой глубине ООС (30 и 28Дб на 1МГц) у 65 и 67, последние выдают больше искажений на 10Дб. Налицо бОльшая нелинейность ОУ не охваченного ОС.

Да, на 1мгц тогда разницы по искажениям небудет . Ан, нет, будет на 10дБ в лучшую сторону.
Судя по графикам, на 100кГц 2Vp-p 1 килоом (Figure 11.) у AD8067 в предложенном мной включении искажения потенциально будут меньше чем -130дБ, что вообщем то выше крыши.
Для AD8065 к сожалению они не нарисовали...
Так что с линейностью скорее всего всё хорошо, главное чтобы стабильно работал. Хоть у Сергея и вызывает опасение повышенное выходное сопротивление ВК, но я думаю если хорошо подобрать коррекцию и проверить как он выходит из перегрузки с нагрузкой в качестве моего усилителя то будет всё ок.

[Sagittarius]

Offтопик:

Естественно, если интегратор введен грамотно. Очень часто, кстати, это не так (приснопамятный УМЗЧВВ все помнят ).

Сергей Игоревич, а сколько их, ВСЕХ, до выхода в свет "Радио" №12.2004 г., было? Пятнадцать лет никто про интегратор не помнил, а тут вдруг вспомнили. И я не уверен, что ВСЕ тогда вспомнили. Многие просто на http://adsh.ukrweb.net/radiohobby/vi...p?id=1031&p=11 зашли, пост 109 прочли и не столь вспомнили, сколь воодушевились.

[antecom]

Кстати, за Бесселем гнаться не нужно, вполне можно более плоскую АЧХ или даже небольшой горбик. В моем варианте при близкой частоте среза добротность подбирали на слух.

Интересная информация. У вас F-3=50кГц и Q=0.69, почти Баттерворт. Если добротность подбирали на слух, значит влияние фильтра слышно. А не пробовали повысить частоту среза, например до 80-100кГц?

Как раз в тему, если кто ни видел "Оценка нелинейности некоторых ОУ"
http://musatoffcv.narod.ru/Docs/Desc...pAmpPartII.htm
в часности AD8065-66-67. Искажения измерены с точностью лучше -140дБ на 10кГц.

[nazar]

Вообщем если у кого будет желание попробовать, то вот. Я к сожалению незнаю когда у меня руки дойдут. Возможно надо будет чуть увеличить R6 до 1к.

только не лепи "это" на плату уся не порть хороший девайс

Offтопик:

Как раз в тему, если кто ни видел "Оценка нелинейности некоторых ОУ"
http://musatoffcv.narod.ru/Docs/Desc...pAmpPartII.htm
в часности AD8065-66-67. Искажения измерены с точностью лучше -140дБ на 10кГц.

раньше смотрел, некоторые данные вызывают большие сомнения

[sia_2]

Интересная информация. У вас F-3=50кГц и Q=0.69, почти Баттерворт. Если добротность подбирали на слух, значит влияние фильтра слышно. А не пробовали повысить частоту среза, например до 80-100кГц?

Слышно очень слабо, проверялся в канале микрофон-АС фильтр с частотой среза около 36 кГц, на нем и была подобрана добротность, а потом был пересчитан на большую частоту, чтобы "с запасом". 2 последовательно включенных 50 кГц фильтра (два для того, чтобы не было инверсии полярности) в канале не слышно (из 6 человек ЗР более-менее внятную разницу, и то неустойчиво замечал лишь 1, и только на его "любимые" наушники, не АС).

[MadAleks]

Собственное Rвых. без ООС у 8065 более чем на порядок ниже, чем у 8067.

Сергей, поясните тогда,почему при примерно одинаковом усилении в открытой петле (65 - 119дБ, 67 - 114дБ,типовое при +-12в), у 67 вых. сопротивление при Ку=10 (фиг. 28 даташита)и у 65 при Ку=2 (фиг. 37 даташита) примерно одинаково? Я чего-то недопонимаю?

[sia_2]

Сергей, поясните тогда,почему при примерно одинаковом усилении в открытой петле (65 - 119дБ, 67 - 114дБ,типовое при +-12в), у 67 вых. сопротивление при Ку=10 (фиг. 28 даташита)и у 65 при Ку=2 (фиг. 37 даташита) примерно одинаково? Я чего-то недопонимаю?

Нет, в даташите нарисовано более-менее правильно, только смотреть надо не на "плоскую" часть (она представляет собой артефакт измерений), а на "наклонную", она у 8067 идет левее, при том, что глубина "внешней" ООС у 8067 при К=+10 больше, чем у 8065 при К=2.
Кстати, собственная (без ООС) линейность обоих этих ОУ сильно зависит от нагрузки и на большом сигнале не очень хороша, хоть более-менее гладкая - и на том спасибо.. При этом GB у 8065 всего около 65 МГц - как у древнего 5534... У 318 - 40 МГц.... Где прогресс, спрашивается ?

[MadAleks]

что глубина "внешней" ООС у 8067 при К=+10 больше, чем у 8065 при К=2

одинаковом усилении в открытой петле (8065 - 119дБ, 8067 - 114дБ,типовое при +-12в)

У обоих оперов Rвых~1 Ом @ 6 Мгц, при условии Ку(8067)=+10, Ку(8065)=+2

она у 8067 идет левее, но график, в отличии от 8065 начинается не от 100Гц, а от 10кГц

Где прогресс, спрашивается ?

Производителя на мыло