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.

[thickman]

"Плавающий" источник сигнала - вариант крайне непрактичный.

Почему? Кроме паразитных монтажных ёмкостей какие есть ещё засады?

[Nick]

Да, у Агеева большой синфазный входной сигнал. В моей схеме, если на выходе LM/TDA буфером, - всего около 100мВ под нагрузкой при макс. мощности и при любом Ку схемы. Синфазка на входе-это напряжение ошибки выходного буфера, и на выходе ОУ тот же сравнительно небольшой сигнал причём, повторюсь, при любом Ку всей схемы.
Усилитель напряжения не нужен, я же на рисунке специально выделил цепь ПОС, и не надо её бояться, поскольку именно она придаёт новое положительное качество . Следящее питание и ПОС взятые по отдельности не могут кардинально что то улучшить скорее только ухудшить, но в совокупности придают положительные качества, отмеченные мною выше.

Если ваша схема будет усиливать по напряжению, то входное напряжение будет к примнру 2 вольта, а земля источников ОУ это выход, значит будет вольт 20 к примеру. Получается что ОУ имеет синф. сигнал около 18 вольт.

[thickman]

Если ваша схема будет усиливать по напряжению, то входное напряжение будет к примнру 2 вольта, а земля источников ОУ это выход, значит будет вольт 20 к примеру. Получается что ОУ имеет синф. сигнал около 18 вольт.

Входной источник "подвешен" цепью ПОС.

[Nick]

Входной источник "подвешен" цепью ПОС.

Насколько я знаю ПОС работает только на низких частотах. К тому же как быть если она мне не нужна?

[Nick]

Собрал на LT1363. Немного не так как задумывалось получилось, но всё равно лучше чем LM318. Вот файл с IMD 19+20кГц на 4ома 12VRMS . Верхний график (Left) - это выход усилителя, нижний (Right) вход. Выходной сигнал с усилителя я поделил делителем, но всё равно он больше чем входной, это видно по уровню 19 и 20 кГц. Пока на сегдня всё, завтра продолжу.

[Satana99]

Вот интересный документ (AN) от National Semi. Касается применения LM12, но в большей мере годится и для 3886.

[Nick]

Вот интересный документ (AN) от National Semi. Касается применения LM12, но в большей мере годится и для 3886.

Спасибо, посмотрю.

[A.R.]

Собрал на LT1363. Немного не так как задумывалось получилось, но всё равно лучше чем LM318. Вот файл с IMD 19+20кГц на 4ома 12VRMS амплитуды. Верхний график (Left) - это выход усилителя, нижний (Right) вход. Выходной сигнал с усилителя я поделил делителем, но всё равно он больше чем входной, это видно по уровню 19 и 20 кГц. Пока на сегдня всё, завтра продолжу.

Отлично. А реакцию на прямоугольник есть возможность посмотреть? Постоянка на выходе не плавает?

[Nick]

Отлично. А реакцию на прямоугольник есть возможность посмотреть? Постоянка на выходе не плавает?

Не, прямоугольник пока несмотрел. Зато на 1uF парралельно 4ома нагружал - работает, мало того по измерениям ничего неменяется. С отключенным входом тоже не возбуждается. Постоянка не плавает. Придёт генератор во вторник, гляну прямоугольник.

[Yury Novikov]

Касается применения LM12, но в большей мере годится и для 3886.

Не, LM12 и LM3886 это сильно разные вещи.

[Satana99]

Не, LM12 и LM3886 это сильно разные вещи.

Ага, по корпусам.

[Yury Novikov]

Ага, по корпусам

Ну нет, не только. Для LM12 единичное усиление - штатный режим, а для LM3886 это зона неустойчивости, плюс, первый полюс в разных местах. Есть и другие отличия. Это два совершенно разных усилителя. Я работал и с тем и с другим. LM12 это типичный драйвер для электродвигателей, сделан для авиации, для машинок САУ, а LM3886 это все таки специализированный УНЧ. Но в некоторых применениях LM12 была интереснее, например в "токовой помпе" которую теперь почему-то называют "схемой Мауро".

[thickman]

Насколько я знаю ПОС работает только на низких частотах. К тому же как быть если она мне не нужна?

Доброе утро Николай.
Не только на низких, работает она как и ООС, но с точностью до «наоборот».
Наверное ты не до конца понял как работает моя схема. Со мной к примеру такое часто бывает, когда я на чужие схемы смотрю . Возможно ты здесь проводишь аналогию с ПОС по току, используемой иногда для управления добротностью системы УМЗЧ-ДГ. У меня задача совсем другая – поднять усиление УМЗЧ, оставляя при этом ОУ в малосигнальном режиме. Такой режим вот ещё чем интересен – увеличение ПОС ведёт к пропорциональному росту искажений (если УН остаётся в малосигнальном режиме), а простое увеличение напряжения на выходе того же УН но в традиционной топологии - не всегда, ситуация может быть и хуже. Работу ПОС желательно «валить» сразу за пределами звукового диапазона, тогда вполне реально получить усиление до 20dB без потери устойчивости. Для «кводовского» варианта такая топология привлекательна. Реальный «кводовский» мост после тщательной настройки очень хорошо подавляет искажения и ПОС по этой причине вредит не очень сильно, а вот на частотах в сотни кГц даже на компонентах хорошего качества подавление около -40 dB и чем выше частота тем хуже подавление. У меня во всяком случае в железе реальном так получалось. Но ПОС там уже нет практически, поэтому искажения в целом остаются на низком уровне.
Однако уважаемый sia_2 прав и упираться я сильно не буду – реально в конструктиве могут быть серьёзные проблемы, во всяком случае, рекомендовать такую топологию в «массы» было бы пожалуй безответственно.

P.S. Видимо по «коррекции связью вперёд» надо отдельную ветку заводить, тема интересная, но здесь она не в «струю».

[Satana99]

Yury Novikov, LM3886 при "1" усилении то-ж довольно устойчива. Макс неуст. при Кус ~6-9дб.
"Токовая помпа" применялась с маломощными ОУ ещё задолго до LM12. И "схема Мауро" это не только "токовая помпа", а весь усилитель в целом (и надо признать, весьма неплохой).

[Yury Novikov]

LM3886 при "1" усилении то-ж довольно устойчива

Неустойчива. От экземпляра и от монтажа сильно зависит. Этот режим не рекомендован производителем. Она при Ку>11 нормально работает. Маура может и работает, но применительно к 3886, такое включение это чистое шарлатанство.

[Nick]

Доброе утро Николай.
Не только на низких, работает она как и ООС, но с точностью до «наоборот».
Наверное ты не до конца понял как работает моя схема.

Вероятно да , номиналов то нет. Вообще чтобы синфазного напряжения на ОУ небыло ПОС надо делать без делителя, т.е. второй вывод источника сигнала должен быть подключен к выходу усилителя. Если подключать источник сигнала как у вас по схеме или так как я описал, то обычный источник так не подключить, у него обычно земля общая на 2 канала. У Агеева в этом плане более практичный вариант, у него земля ОУ подлючена через делитель к выходу.

[thickman]

Вероятно да , номиналов то нет. Вообще чтобы синфазного напряжения на ОУ небыло ПОС надо делать без делителя, т.е. второй вывод источника сигнала должен быть подключен к выходу усилителя.

ОУ включен повторителем, значит на входах у него, в первом приближении, то же напряжение, что и на выходе, так какое же напряжение имеем на входе ОУ?
Если бы у Агеева не было синфазки на входах ОУ, то она была бы безупречной.

[Nick]

ОУ включен повторителем, значит на входах у него, в первом приближении, то же напряжение, что и на выходе, так какое же напряжение имеем на входе ОУ?
Если бы у Агеева не было синфазки на входах ОУ, то она была бы безупречной.

Теперь понятно .

[Nick]

Сделал два канала, устороил прослушивание. Сравнивали с двумя известными криками, они есть на фото (да простит меня Алексей , других усилителей у меня нет пока). Вердикт - LM3886 с LT1363 лучше Он слегка порезче, я бы даже сказал едва заметно, потому что это слышно не на любой фонограмме. Но зато заметно детальней, как будто пелену с ушей сняли, стерео панорама заметно больше.
На НЧ с криками вообще что-то странное, бас какой-то неконтроллируемый, особенно это слышно на 5350SE , хотя по идее он должен быть лучше чем 4330MK2. LM3886+LT1363 на НЧ значительно лучше, бас упругий и хорошо контроллируемый, и при этом очень глубокий. Возможно это проблема с интеграторами в криках, так они взаимодействуют с моей акустикой, что-то другое на ум неприходит.
Вообщем звук LM3886+LT1363 неутомляет и на большой громкости, даже хочется сделать погромче, что хороший признак, короче очень приятно играет.
Хочу отметить что это мнение двух человек, меня и моего брата и не претендует на истину в высшей инстанции.
Слушали с Echo Indigo IO, как 16 битные так и 24 битные (с www.linnrecords.com) фонограммы. С DVD player-a - OPPO слушали SACD. Колонки Revel Performa M22.
Как нибудь померяю крики, АЧХ сниму и искажения, так как я не ожидал такого результата.

[Gajdar]

ага, смотрю уже и резситор с индуктивностью у выходных клемм )) был ли от этого реальный какой результат по измерениям???