УМЗЧ с ОС по вычитанию искажений

[Yauhen]

Уважаемые господа,
Как-то в №3 «Радио» за 1997г. обнаружил статью О.Русси «УМЗЧ с обратной связью по вычитанию искажений». Тема заинтересовала своей революционностью. Однако в Интернете практически нет её обуждений. Нашёл здесь, у Konkere, ветку двухлетней давности, да и та короткая, и состоит из высказываний двух-трёх человек. Странно, ведь похоже, О.Русси дело говорит.
Если кто-то всерьёз отрабатывал этот усилитель или хотя бы идею, огласите результаты, плиз. Также буду рад любым высказанным мнениям на эту тему.
Теория в изложении автора здесь: http://russi.boom.ru/Osfi.htm
Статья об усилителе здесь:

[Валет]

И это отражено в патенте US3825854.

Я не претендую на изобретение. Да и нет практического смысла (полезного эффекта) от ОСВИ в УМЗЧ,имхо. Но мне все-таки интересно, какую схему из восьми в этом патенте Вы имеете в виду. Я ни в одной сходства не увидал.

[viktor8m]

Но мне все-таки интересно, какую схему из восьми в этом патенте Вы имеете в виду. Я ни в одной сходства не увидал.

При чём тут это, посмотрите US3825854.

[Валет]

При чём тут это, посмотрите US3825854.

Да, я по ошибке посмотрел другой патент. А вообще желательно давать адреса материалов, на которые ссылаетесь.

[SAPR]

Да и нет практического смысла (полезного эффекта) от ОСВИ в УМЗЧ,имхо.

Ну вот, столько постов исписано и результат ...
Во вложениях - АЧХ и искажения (красным) самого обыкновенного инвертирующего АВшника. Синим - тот же усь, но с введением ОСВИ. Причем не проблема уменьшить искажения еще на пару порядков. И (в отличие от мифического уся LabAta) АЧХ хоть с ОСВИ, хоть без нее самая обычная. Соотв. нет проблем с устойчивостью. Кроме того, не нужно никаких регулировок.

[Валет]

Синим - тот же усь, но с введением ОСВИ. Причем не проблема уменьшить искажения еще на пару порядков.

Такое уменьшение искажения еще на пару порядков может быть при определенных условиях. О них я писал ранее:

3. Режим компенсации усиливаемого напряжения также будет полезен, когда КуА2 мал, а А1 имеет искажения большие, чем А2. Но на практике такой случай маловероятен, если только специально не постараться.

[SAPR]

еще на пару порядков может быть при определенных условиях.

Да не нужно никаких условий. А2 - самый обыкновенный. Просто придется более тщательно отнестись к А1. С другой стороны, лично я считаю, что уменьшение искажений на 30 - 40 дБ вполне достаточно.

[viktor8m]

Во вложениях - АЧХ и искажения (красным) самого обыкновенного инвертирующего АВшника. Синим - тот же усь, но с введением ОСВИ.

А cir можете выложить?

[АЛВАЛИ]

... Гармоники усилителя не имеют сдвига по фазе, даже говорить об этом уже бред, у них разные частоты....

Плакал.

Плакал???... да ну нафик - сполсс со стулы. Очиньь хароший йумор.

[теоретизирующий практик]

(красным) самого обыкновенного инвертирующего АВшника. Синим - тот же усь, но с введением ОСВИ.

Чтобы не было недосказанного, А1 в обычном инвертирующем применялся как обыкновенный предусилитель, а а в другом случае в цепи ОСВИ?

Анатолий.

[Валет]

Да не нужно никаких условий. А2 - самый обыкновенный. Просто придется более тщательно отнестись к А1.

Для самых обыкновенных см. не п.3, а п.1:

1. В двухкаскадных усилителях на А1 и А2 без ОСВИ напряжение сигнала на выходе А1 в КуА2 раз меньше выходного напряжения устройства и в большинстве подобных схем А1 работает в режиме малого сигнала. Введение ОСВИ как на рис.1 в «Радио» (А1 в этом случае будет работать в режиме еще более малого сигнала) даст незначительный эффект в уменьшении искажений устройства, практически неощутимый. Т.к. А2 работает в режиме большого сигнала на выходе, то основные искажения создаются именно в А2, а не в А1.

и прикидочный расчет:

Вот прикидочный расчет.
Примем КуА2=10, а его нелинейные искажения за 1 (единицу).
Поскольку А1 маломощный усилитель (работающий в кл.А), а А2 мощный, работающий в кл.АВ, принимаем, что А1 имеет КНИ в 3 раза меньше, чем А2.
Положим, что при выходном сигнале А1, равном 0,1 от максимального на выходе УМЗЧ (т.е. меньше в КуА2), искажения А1 уменьшаются еще в 3,3 раза, т.е. станут равны 0,1 от КНИ А2.
Суммарные искажения усилителя на А1 и А2 равны сумме в квадратуре их искажений т.е. будут в этом случае без ОСВИ 1,005. Даже если ОСВИ полностью уберет искажения А1, суммарные искажения усилителя на А1 и А2 будут определяться только А2 и составят 1,000, т.е. уменьшатся на 1/201 долю.
Таким образом введение ОСВИ как на рис.1 в «Радио» (А1 в этом случае будет работать в режиме еще более малого сигнала) даст незначительный эффект в уменьшении искажений устройства, практически неощутимый. Т.к. А2 работает в режиме большого сигнала на выходе, то основные искажения создаются именно в А2, а не в А1.

[SAPR]

А cir можете выложить?

Выложил. (Вчера не смог, поскольку там схемы А1 и А2 которые я отрабатываю и не хочу пока выкладывать).
По симулятору:
А1 обычный инв. АВшник. Если ток покоя выходников (поскольку модели могут быть разные) будет отличаться от 100..150 мА, то подрегулировать смещение на входе драйверов ПТ (уменьшение напр. ведет к увеличению тока покоя ).
В первом случае А2 - идеальный с высоким входным сопр., во втором - идеальный ОУ в инв. включении (вместо него можно включать разные модели ОУ - простор для перетыкивания )
Никаких подстроек для А2 нет, кроме как сформировать нужную АЧХ. Формулы не привожу, ибо их тут уже нарисовано ну очень много . При желании их несложно вывести.
В принципе, всего лишь одно требование (для сохранения устойчивости А1) : коэфф. усиления А2 в полосе частот F-3dB/2 ...F1 должен быть равен 1 (F-3dB -частота по уровню -3дБ усилителя А1 с замкнутой ОС, F1 - частота единичного усиления А1 с замкнутой ОС. В принципе, основное требование - чтобы он был постоянным в этой полосе частот, но при значениях более 1 придется корректировать А1.
На НЧ козфф. усиления - какой хочется - уменьшение искажений А1 ему пропорционально.

А1 в обычном инвертирующем применялся как обыкновенный предусилитель,

Схема в файле CIR

[теоретизирующий практик]

Сообщение от теоретизирующий практик


А1 в обычном инвертирующем применялся как обыкновенный предусилитель,



Схема в файле CIR

Ну не могу я читать такой формат. Словами было бы короче, чем ссылаться на CIR

Анатолий.

[LabAT]

Да...
LabAT,
Там слева от каждого моего сообщения возраст написан. Ознакомьтесь.

Ну так спектралаб поставили али нет?

Давайте буду отвечать по порядку.
Да, возраст написан, я потом увидел, но что это меняет, я постарше Вас на 12 лет, и давно не «ученик», хотя всю жизнь учусь. А что, спекралаб, это панацея от всех бед?

Да...
LabAT, вы не понимаете одну простую вещь: в общем случае сдвиг фазы гармоники после прохождения нелинейной цепи может быть любым, даже в том случае, если цепь безынерционная, это зависит от вида нелинейности и амплитуды входного сигнала.
Простейший пример: нелинейности вида y(t)=A*x+B*x^2 и Y(t)=A*x-B*x^2 генерируют противофазную вторую гармонику по отношению друг к другу.

Да, может быть и такое теоретически, но это ничего не меняет в данном случае. Потому что в рамках поднятого вопроса, никаких сдвигов фазы быть не может. Просто потому, что все сдвиги обусловлены реактивностью радиоэлементов, а у программных генераторов и анализаторов их попросту НЕТ!!!!! Если у кого-то такой сдвиг есть, то он только в голове. Вот и теперь, viktor8m уже в который раз, долдонит одну и ту же «абракадабру».

Variator уже ответил, Вы всё время ведёте речь о фазе всего сигнала, а я и другие о фазах отдельных гармоник сигнала относительно фазы его первой гармоники. Пусть от генератора пришёл сигнал, где у гармоник есть некоторые фазовые сдвиги относительно первой гармоники, усилитель действительно (это верно естественно только до некоторой частоты) не сдвигает фазу сигнала генератора, т.е. эти сдвиги фаз гармоник также не меняются относительно первой гармоники, но усилитель создаёт свои гармоники со своими фазами относительно той же первой гармоники и при этом фазы у гармоник того же номера, пришедшие от генератора и созданные усилителем (т.е. имеющие одну частоту) в общем случае (т.е. чаще всего) не совпадают. Что тут не понятного? Почитайте в любом месте о преобразованиях Фурье.

Откуда у Вас возьмется этот сдвиг??? Он что специально туда вмонтирован? Тогда зачем? Можете объяснить?
Уже говорил, что цифровые методы позволяют избавиться от всяких фазовых сдвигов. Вот тогда и следует, что ни генератор, ни анализатор спектра, сдвигов фазы гармоник не вносят, а значит и сигнал генератора будет на входе усилителя без сдвигов фазы гармоник, которых попросту нет, что и должен зафиксировать анализатор, что и фиксирует. Причем независимо от вашего мнения. Можно упереться и сказать, что у ЗК есть аналоговая часть, которая и вносит и гармоники (а за какие еще гармоники Вы можете зацепиться?), а поэтому и возможен их фазовый сдвиг. НО!!! Только что Вы согласились, что усилитель реально не внесет фазового сдвига в гармоники генератора, но всю аналоговую часть ЗК можно интерпретировать как лишний каскад испытуемого усилителя, что это кардинально меняет? Да ничего. Пусть даже сам усилитель будет сдвигать фазу своих гармоник, что здесь изменится в суммарном сигнале? Тоже ничего. Гармоники всех каскадов усиления генератора и усилителя просто сложатся не абсолютно точно, но погрешность будет минимальной, фактически только чуть-чуть исказится форма этой гармоники, но суммарная амплитуда будет реальной. Вся разница измерения будет укладываться в рамки погрешности анализатора.
Далее, полосовой фильтр, настроенный на полосу более широкую, чем частота любой из гармоник, может отфильтровать такой сигнал генератора, даже если сдвиг вдруг имел место? Ответьте. Пока я за Вас отвечу. А что ему мешает? Фильтр фазы не видит, даже если есть отклонения. Полосовой фильтр обязан выделить такую гармонику, что он опять независимо от вашего мнения и делает. Причем интерпретирует это как сигнал без всякого сдвига.
Вот и получится, что, возможно, измерить отдельно Кг источника сигнала (генератора + ЗК) и отдельно сумму гармоник усилителя и генератора + ЗК. Тогда что мешает мне рассчитать эту разницу? Даже Вы помешать не сможете. Да и я Вам не буду мешать перекладывать из пустого в порожнее весь ряд Фурье. Пожалуйста.
С вами я тему не читаю, давайте уж останемся каждый при своем мнении. Приходят на ум слова Жеглова: «Упертость, это первый признак тупости». Вы меня не убедили, убедил ли я всех оппонентов, не знаю.

[SAPR]

Словами было бы короче,

А1 - основной усилитель, А2 - вспомогательный инвертирующий. Без ОСВИ не используется совсем.

[SAPR]

Была ошибка в CIR и в схеме п#417. Исправил.

[АЛВАЛИ]

Упертость, это...

Упираимся значит... ну, ну.

[SAPR]

Offтопик:

Упираимся значит... ну, ну.

Перечитал ветку. Оказывается вон оно как:

Эта идея не принадлежит ни Русси, ни Сучкову. Кстати, патент Сучкова аннулирован в 2007 году, но это уже не важно. Это моя идея 1980 года рождения, которой я поделился со своими сокурсниками на Физфаке МГУ, все были в восторге от простоты и эффективности.

А тут ... упираются.

[viktor8m]

viktor8m уже в который раз, долдонит одну и ту же «абракадабру».

Если я буду всё время долдонить, что дважды два четыре, то это перестанет быть фактом? Да и «абракадаброй» мои слова кажутся только Вам.

Приходят на ум слова Жеглова: «Упертость, это первый признак тупости».

Я всё время старался не использовать слово "тупость" в отношении Вас, но до Вас действительно не доходит, о чём мы говорим.

Потому что в рамках поднятого вопроса, никаких сдвигов фазы быть не может. Просто потому, что все сдвиги обусловлены реактивностью радиоэлементов

Откуда у Вас возьмется этот сдвиг??? Он что специально туда вмонтирован?

Вот и первый признак тупости. Вы всё время толдычите об реактивности радиоэлементов, видимо все процессы в усилителе рассматриваете в виде линейного усиления (т.е. и искажения у Вас линейные от реактивных радиоэлементов), а куда же делись нелинейные искажения, которые Вы сами же измеряли? Значит они всё таки есть? А теперь подумайте, что такое нелинейные гармонические искажения (и это второй признак тупости), Вы не можете понять, что это означает создание усилителем различных гармоник, имеющих разные амплитуды и фазы, за счёт нелинейности радиоэлементов. Никакого отношения к этому реактивность не имеет, нелинейность имеет другие (намного более сложные, чаще всего не имеющие точной формулы) законы и она с лёгкостью порождает в исходном сигнале новые частоты со своими фазами (просто нарисуйте нелинейную ВАХ диода и смешайте с синусом в симуляторе).

Пусть даже сам усилитель будет сдвигать фазу своих гармоник, что здесь изменится в суммарном сигнале?

Третий признак. Не сдвигает усилитель гармоник, он их создаёт своей нелинейностью, поэтому фазы гармоник случайны.

Гармоники всех каскадов усиления генератора и усилителя просто сложатся не абсолютно точно, но погрешность будет минимальной, фактически только чуть-чуть исказится форма этой гармоники, но суммарная амплитуда будет реальной.

Вам бы тригонометрию подучить. Сложите два синуса с одной частотой (это две гармоники одного номера от разных источников нелинейности), но у одного фаза 0, а у другого 180, тоже погрешность будет минимальной?

Фильтр фазы не видит, даже если есть отклонения. Полосовой фильтр обязан выделить такую гармонику, что он опять независимо от вашего мнения и делает. Причем интерпретирует это как сигнал без всякого сдвига.

А Вы оказывается и в теории фильтров не разбираетесь. Полосовые фильтры всегда крутят фазу в зависимости от частоты (можете убедиться в этом в любом симуляторе), именно поэтому безфильтровые спектроанализаторы (через преобразования Фурье) намного более точные. Но сейчас это как раз неважно, ведь суммирование гармоник генератора и гармоник от нелинейности самого усилителя произошла уже в усилителе, и на вход полосовых фильтров (если это фильтровой спектроанализатор) поступает уже сумма (согласно тригонометрии, а не как Вы думаете, только по амплитуде) гармоник. Вот при применении ЗК есть добавочная значительная погрешность от гармоник (от своей нелинейности) микросхемы АЦП (это ещё кроме нелинейности внешней аналоговой части АЦП), поэтому без применения специальных мер (напр., Т-мост с усилением) достоверное измерение малых искажений ни одна ЗК не даст (гармоники ЗК также имеют свои случайные фазы, так что Вашей простой арифметикой их не учесть).

Тогда что мешает мне рассчитать эту разницу? Даже Вы помешать не сможете.

Конечно никто не может помешать Вам заблуждаться и кичиться совершенно неправильными результатами, но Вы же нам их выдаёте за действительные.

Вы меня не убедили

В начале этого поста я даже предположил, по какой причине.

[теоретизирующий практик]

А1 - основной усилитель, А2 - вспомогательный инвертирующий. Без ОСВИ не используется совсем.

SAPR ваш спор с ВАЛЕТом не имеет под собой почвы. Сначала и я с ним спорил, но оказалось, что ВАЛЕТ имеет в виду оба варианта сравнения эффективности или неэффективности ОСВИ с включением предусилителя либо просто как простого предусилителя, либо хитро включенного в цепь выделения ОСВИ. В обеих случаях усиление суммы двух усилителей будет одинаково, и хотя с ОСВИ как будто нет прямой связи сигнала через первый усилитель, но совершенно не исключена ООС с выхода на вход первого усилителя, откуда можно сделать вывод, что при одинаковой ООС- и КНИ и устойчивость будут практически одинаковы.

Анатолий

[SAPR]

SAPR ваш спор с ВАЛЕТом не имеет под собой почвы.

Мой спор с Валетом ??? Это где?