УНЧ на TDA7294/93

[Mihalych]

TDA7294 в качестве УНЧ для сабвуфера.

[AudioKiller]

Недостаток этой схемы - несколько большее выходное постоянное напряжение смещения.

Это так. Поскольку в этом случае ООС по постоянному току не 100%, то постоянка на выходе больше, чем в "обычной" ООС. Это расплата за уменьшение сопротивления. На самом деле глубину ООС по постоянке можно повысить до 100%, установив последовательно с R4 конденсатор >=10 мкф, но электролит ставить нехорошо, а пленочный - очень большой. Но практика показывает, что эта постоянка нестрашна.

если делать инв. сумматор - повышается ли уровень шума от количества входов?

От непосредственно входов (ни к чему не подключенных) - очень мало. Не столько шум, сколько ловля помех висящими в воздухе входами. Но причем здесь это? В моем усилителе никаких дополнительных входов нет - к инвертирующему входу микросхемы подключено 2 резистора, как и в классической схеме.

Именно приведённое мною строгое определение (т.е. как отношение выходного напряжения схемы к дифференциальному напряжению на входах этой схемы) петлевого усиления верно всегда, учитывает возможные цепи коррекции на входах

Михаил (я правильно интерпретировал ваш ник?). А вы не могли бы показать, где конкретно вы нашли именно такое определение петлевого усиления? Мне кажется, есть некоторая перепутанница...

Дык фокус как раз в том , что он есть : оторви цепи ООС от выхода

Если оторвать - то действительно... Но так можно и еще что-нибудь нечаянно оторвать... Дело в том, что оторвав цепь ООС от выхода, мы коренным образом изменяем работу точки суммирвания - она "повисает", как в неинвертирующем усилителе. И тогда ты прав - появляется делитель. Если же цепь ООС замкнута, то это не просто так - ОУ постоянно регулирует свое выходное напряжение, чтобы в точке суммирования был виртуальный ноль. Поэтому никакого делителя не образуется - эта точка заземлена. И обе цепи (входная и выходная) превращаются в это:

При этм они не влияют друг на друга и входной сигнал не может попадать в те резисторы. Естественно, это получается не само-собой. Это ОУ так регулирует свое выходное напряжение, что выполняются 2 условия:
1. Напряжение в точке В = 0 (при заземленном неинвертирующем входе)
2. Iвх=Iоос
В реальном ОУ все это "чуть-чуть не так" из-за конечности его Ку и существования входного тока, но это такой мизер! Поэтому в реальном ОУ цепь ООС приводит к "делению входного сигнала", но это происходит при любой схеме ООС - в этом "делении" участвует напряжение Uвых и резистор ООС. Вот как это происходит в классической схеме:

Поиграйтесь R3 и Uвых - и увидите, что они влияют на напряжение в точке В. Правда в реальности это все настолько мало, что этим запросто можно пренебречь.

[ViktKors]

Это так. Поскольку в этом случае ООС по постоянному току не 100%, то постоянка на выходе больше, чем в "обычной" ООС. Это расплата за уменьшение сопротивления. На самом деле глубину ООС по постоянке можно повысить до 100%...

Так как-же так.. Постоянка на выходе - это то-же самое, что и помеха. Не будь ООС, улетела бы постоянка до напряжения питания практически мгновенно.
И это помеху Т-ООС почему-то отказывается давить в той-же степени, что и ООС организованая двумя резисторами..

А вот другие помехи - искажения усилителя - такая Т-ООС почему-то должна давить обычным образом, такая вот избирательная ОС.


AudioKiller, ну их все эти смещения, делители, отрывания выходов и т.п.
вот был пост
Там были схемки.

На графиках нечто, что определенным образом связано с АФЧХ петлевого усиления.. Где-же тут коварный обман? Или Вы со всем согласны и считаете, что отличие полосы петлевого усиления вдвое - это и есть "крохи"?
И что фактически неважно (ну например если кто-то задумался о коррекции), имеет-ли усилитель полосу 500 кГц или 1 Мгц?

Как быть с тем, что помеха (а это и есть сигнал "ошибки") доходит до входа ОУ ослабленная в Т-ООС сильнее, чем в обычной ООС на на "крохи", а вдвое?
Как бедному ОУ догадаться, что на самом деле на выходе искажений вдвое больше, чем он "видит", и подавить их тем-не менее в той-же степени, что и обычная ООС??

[SAPR]

От непосредственно входов (ни к чему не подключенных) - очень мало.

От ни к чему не подкл. - действительно мало (можно сказать - ничего). Но в экв. схеме треуг. (Вы сами рисовали) - есть резистор, подкл. с инв. входа на землю - хотя Вы его почему - то легко удаляете. А вот он и явл. источником доп. шума.

[misha88]

Михаил (я правильно интерпретировал ваш ник?). А вы не могли бы показать, где конкретно вы нашли именно такое определение петлевого усиления? Мне кажется, есть некоторая перепутанница...

Да, меня зовут Михаил. Путаницы нет, если подставить моё определение в формулу, то результат будет такой же, как и усиление схемы без цепей ООС умноженное на коэффициент обратной связи, равный отношению дифференциального входного напряжения к выходному напряжению. В обоих случаях на входе есть напряжение ООС, т.е. понятие "виртуальный ноль" не имеет физического смысла и в серъёзных книгах не упоминается. На рисунке я привожу полную формулу обращённого коэффициента обратной связи (1\В) схемы с параллельной ООС, где видно влияние сопротивления между инв. и неинв. входами схемы (комплексное Zд) и в которое можно включить и искуственно включенный резистор, соответственно уменьшается и глубина ООС в отличие, если бы это резистор отсутствовал. Как видим, и влияние синфазного сопротивления нельзя считать равным нулю (компенсируется только с неинв. входа).

[AudioKiller]

Постоянка на выходе - это то-же самое, что и помеха. Не будь ООС, улетела бы постоянка до напряжения питания практически мгновенно.
И это помеху Т-ООС почему-то отказывается давить в той-же степени, что и ООС организованая двумя резисторами..

1. Не надо путать постоянку с помехой - у них абсолютно разные способы воздействия. Разница между 100 мВ постоянки на выходе и 100 мВ переменки частотой 1 МГц - это примерно как разница между 100 гр шоколада и 100 гр стрихнина при приеме внутрь. Хотя постоянка - это не шоколад, но и не стрихнин.
2. ООС, организованная 2-мя резисторами может дать еще большую постоянку на выходе, если нет конденсатора. В Т-образной ООС я от конденсатора отказался, когда понял, что постоянка не достигает неприятных значений.
3. Постоянка на выходе есть всегда, даже при использовании сервосистемы поддержания нуля. Разница только в ее величине.

А вот другие помехи - искажения усилителя - такая Т-ООС почему-то должна давить обычным образом, такая вот избирательная ОС.

А вы знаете, что глубина ООС по постоянному и переменному току может отличаться?

вот был пост Там были схемки

Элементарно, Ватсон - неправильные схемки. В той точке, откуда в симуляторе снимается выходное напряжение, должно быть 0 вольт! Просимулировать тоже нужно правильно.

Как быть с тем, что помеха (а это и есть сигнал "ошибки") доходит до входа ОУ ослабленная в Т-ООС сильнее, чем в обычной ООС на на "крохи", а вдвое?

Если в обном и том же ОУ при охвате разными ООС, коэффициент усиления в обоих случаях одинаковый, то как вы считаете - будет ли одинаковой при этом глубина ООС? И как эта глубина влияет на подавление помех?

Как бедному ОУ догадаться, что на самом деле на выходе искажений вдвое больше, чем он "видит",

Вот для этого перед изучением электроники изучают теорию цепей. Да и электронику, чтобы понимать, что ОУ "видит" и что при этом искажает.

Но в экв. схеме треуг. (Вы сами рисовали) - есть резистор, подкл. с инв. входа на землю - хотя Вы его почему - то легко удаляете. А вот он и явл. источником доп. шума.

Ваша ошибка вот в чем: эквивалентный "треугольник" - это означает, что если мы вместо "звезы" подключим вот такой "треугольник", то с точки зрения остальных цепей ничего не поменяется. Значит, если при включении резисторов "треугольником" в схеме есть какие-то напряжения и токи, то точно такие же напряжения и токи бдут и при включении "звездой". Поэтому я сделал такой фокус: на 5 минут вкюлчил ООС "треугольником", рассчитал все, а потом обратно переключил на "звезду". И "дополнительный" входной резистор исчез! Вы смотрите на реальную схему, эквивалентные схемы могут быть какими угодно.

Вот не зря я не хотел приводить этот самый "треугольник". Просто я подумал, что так будет быстрее и нагляднее, чем вычислять коэффициент передачи Т-цепи.

На рисунке я привожу полную формулу обращённого коэффициента обратной связи

Миша, вы наверняка знаете из физики, что существует световое давление. Поэтому для вас должно быть очевидно, что поднимать штангу в светлом помещении тяжелее, чем в темном - свет давит на штангу сверху (откуда он идет), и тем самым увеличивает ее вес. Почему соревнования тяжелоатлетов не проводят в темноте? Это я намекаю, что:
1. Влияние неидеальности ОУ довольно мало, в 99% случаев им можно пренебречь, и у нас как раз такой случай. Подставтье в вашу формулу значения, и вы увидите, что она с большой точностью совпадает с "упрощенной" формулой для идеального ОУ.
2. Иногда, начиная разбираться в чем-то подробном, упускают общую картину (за деревьями не видно леса).
Поэтому предлагаю - давайте сначала разберемня с упрощенным вариантом, тем более, что физический смысл при этом полностью сохраняется и не затуманивается частностями.

Путаницы нет

петлевое усиление это отношение выходного напряжения схемы к дифференциальному напряжению на входах этой схемы

Сейчас нет времени, но позже обязательно про это поговорим. А пока подумайте вот над чем:
1. Если у усилителя, охваченного ООС, нет дифференциальных входов, тогда у него нет и дифференциального напряжения (и это понятие к нему неприменимо). Как быть тогда с вашим определением? Или тогда и петлевого усиления не бывает?
2. Вспомните, как работает ОУ. На синфазный сигнал он не реагирует. А усиливает дифференциальный сигнал. Т.е. выходное напряжение ОУ получается как дифференциальное входное напряжение, умноженное на его Ку. По определению: отношение выходного напряжения ОУ к дифференциальному напряжению на его входах есть Ку этого ОУ. А вы это называете петлевым усилением.

Я как освобожусь - напишу про это подробнее, а вы может к тому времени и самостоятельно разберетесь.

[misha88]

1. Влияние неидеальности ОУ довольно мало, в 99% случаев им можно пренебречь, и у нас как раз такой случай. Подставтье в вашу формулу значения, и вы увидите, что она с большой точностью совпадает с "упрощенной" формулой для идеального ОУ.

Вы не поняли, я привёл формулу не для того, чтобы учитывать дифференциальное и синфазные сопротивления, они действительно часто достаточно большие, чтобы их надо было учитывать (хотя дифференциальное сопротивление иногда бывает всего пару десятков килоом, например, см. NE5532\4, кроме того дифференциальное и синфазные сопротивления в формуле комплексные и учитывают влияние входных ёмкостей, что для проверки устойчивости бывает важно учитывать), а чтобы показать, что включение резистора или цепочки RC между землёй и инв. входом (а это фактически уменьшает дифференциальное сопротивление Zд) уменьшает глубину ООС.

1. Если у усилителя, охваченного ООС, нет дифференциальных входов, тогда у него нет и дифференциального напряжения (и это понятие к нему неприменимо). Как быть тогда с вашим определением? Или тогда и петлевого усиления не бывает?

Причём тут включение ООС и определение, понятие дифференциальное напряжение используется в формулах для универсальности, просто для параллельной ООС (т.е. неинв. вход заземлён) дифференциальное напряжение это то же самое, что и напряжение на инв. входе относительно земли, и формула действительна как и для последовательной ООС. Наличие напряжения на инв. входе остаётся.

По определению: отношение выходного напряжения ОУ к дифференциальному напряжению на его входах есть Ку этого ОУ. А вы это называете петлевым усилением.

Если это отношение вы рассчитываете без цепей ООС, то это Ку, а если при наличии замкнутой ООС, то петлевое усиление (поэтому и слово петлевое). Разве вы не замечаете разницы?

[Валет]

Если это отношение вы рассчитываете без цепей ООС, то это Ку, а если при наличии замкнутой ООС, то петлевое усиление (поэтому и слово петлевое). Разве вы не замечаете разницы?

Это отношение не рассчитывается, оно является параметром операционника и называется коэффициентом усиления по напряжению. Оно не зависит от наличия или отсутствия ОС и будет одинаковым как при работе операционника без ОС, так и при использовании его в качестве повторителя.
40 книг, которые Вы проштудировали, это мало, 456 надо, как минимум.

[misha88]

Это отношение не рассчитывается, оно является параметром операционника и называется коэффициентом усиления по напряжению. Оно не зависит от наличия или отсутствия ОС и будет одинаковым как при работе операционника без ОС, так и при использовании его в качестве повторителя.
40 книг, которые Вы проштудировали, это мало, 456 надо, как минимум.

Валет, прежде чем критиковать и иронизировать, потрудились бы прочесть то сообщение, на которое я отвечал. То что вы написали я (да и все) естественно знаю (для этого и одной книжки хватает, поздравляю за то, что вы её осилили), вопрос AudioKiller-а был: что такое отношение выходного напряжения схемы к дифференциальному напряжению на входах этой схемы - изначальный коэффициент усиления по напряжению или петлевое усиление. Если вы не читали о чём весь сыр бор и зачем вообще этот теоретический спор об определениях, то сообщаю, что мы обсуждаем, есть ли влияние (в том числе способа включения ООС) цепей параллельной ООС на глубину этой ООС. Я и ещё несколько человек утверждаем, что есть (она снижается), т.к. снижается именно петлевое усиление, хотя изначальный коэффициент усиления по напряжению схемы и не меняется (естественно, если рассматривать одну и ту же частоту и нагрузку).

[SAPR]

Это отношение не рассчитывается, оно является параметром операционника и называется коэффициентом усиления по напряжению. Оно не зависит от наличия или отсутствия ОС и будет одинаковым как при работе операционника без ОС, так и при использовании его в качестве повторителя

Валет, я, например, в теоретических спорах не участвую . Задаю самые простые вопросы - и не получаю ответов (отAudioKiller -либо ответы неверные).
Есть стандартная схема паралл. ОС, есть с мостом. Какая из них лучше?
AudioKiller ( в посте # 3201)утверждает, что схема с мостовой ОС - лучшая схема всех времен и народов. О.К,, я не против - только докажите.
Как контраргумент - у мостовой схемы возрастает напряжение смещения и шум. Почему?

[misha88]

Кстати, если AudioKiller и Валет так любят оперировать с Ку (что типично для преподавателей), то выбросим спор о петлевом усилении (это просто другой способ вычисления), просто в известную формулу определения глубины ООС с Ку и 1\В подставим выражение для 1\В, которое я привёл на картинке в посте 3224 на этой же странице, тогда так же получим тот же результат влияния сопротивления между землёй и инв. входом (обозначенный как Zд) на глубину ООС.

[Валет]

[b]Есть стандартная схема паралл. ОС, есть с мостом. Какая из них лучше?

При одинаковом усилении и входном сопротивлении каскада никакой разницы в напряжении смещения и шумовых параметрах нет. Имеется в виду инвертирующее включение. Но при стандартной схеме ООС (с одним резистором между выходом операционника и инв. входом) меньше нагружается выход операционника.

[SAPR]

Кстати, если AudioKiller и Валет так любят оперировать с Ку (что типично для преподавателей),

misha88, да забейте на этот Ку. В этом случае все гораздо проще. Достаточно преобразовать исходный мост (звезду) в эквивалентный треугольник вместе с паразитными емкостями. И посмотреть, что вносит каждый элемент (а не упрощать(выкидывать) резисторы - а потом говорить, что все в шоколаде). И не забывать, что ОУ (усилитель) - реальные, а не идеальные (т.е. есть такие, к примеру параметры, как ток смещения и напряжение смещения).

---------- Добавлено в 12:57 ---------- Предыдущее сообщение в 12:54 ----------

При одинаковом усилении и входном сопротивлении каскада никакой разницы в напряжении смещения и шумовых параметрах нет

Опять двадцать пять ... Про увеличеное напряжение смещения на выходе даже AudioKiller уже вроде не спорит.

[misha88]

И посмотреть, что вносит каждый элемент (а не упрощать(выкидывать) резисторы - а потом говорить, что все в шоколаде).

В том то и дело, что в программе моделирования всё это прекрасно наблюдается, но, как видите, есть люди, которые этому не доверяют (ещё бы, привыкли к упрощённым вузовским формулам) и требуют теоретического обоснования. Вот в посте 3230 я надеюсь им ответил с понятными им терминами.

[Валет]

Опять двадцать пять ...

Напряжение смещения определяется (при прочих равных параметрах) только глубиной ООС на постоянном токе. От способа введения ООС не зависит. При одинаковом усилении каскада на постоянном токе глубина ООС тоже одинаковая. Одинаковое и смещение.

[misha88]

Напряжение смещения определяется (при прочих равных параметрах) только глубиной ООС на постоянном токе. От способа введения ООС не зависит.

А по-моему как раз напряжение смещения на выходе от глубины ООС практически не зависит, а вот от тока и цепи ООС ещё как.

При одинаковом усилении каскада на постоянном токе глубина ООС тоже одинаковая.

Так вы видимо и не можете отойти от идеальных формул. Я же привёл расчёт глубины ООС в зависимости от Ку и 1\В с учётом Zд, это ведь действует хоть на переменном токе, хоть на постоянном.

[SAPR]

Напряжение смещения определяется (при прочих равных параметрах) только глубиной ООС на постоянном токе. От способа введения ООС не зависит. При одинаковом усилении каскада на постоянном токе глубина ООС тоже одинаковая. Одинаковое и смещение.

Валет, посмотрите внимательно на экв. схему (треугольник). Она имеет два входа. Один сигнальный (с разделительным конденсатором), другой заземлен. Вот благодаря этому второму входу возрастает постоянное напряжение на выходе и уровень шума.
А вот попытки борьбы с постоянкой:

Это так. Поскольку в этом случае ООС по постоянному току не 100%, то постоянка на выходе больше, чем в "обычной" ООС. Это расплата за уменьшение сопротивления. На самом деле глубину ООС по постоянке можно повысить до 100%, установив последовательно с R4 конденсатор >=10 мкф, но электролит ставить нехорошо, а пленочный - очень большой. Но практика показывает, что эта постоянка нестрашна.

Вот только если использовать конд. 10 мкФ, то проще просто поставить такой конденсатор на вход и уменьшить номиналы резисторов в цепи ОС - и не заморачиваться с мостовой схемой.

[Валет]

[Она имеет два входа. Один сигнальный (с разделительным конденсатором), другой заземлен. Вот благодаря этому второму входу возрастает постоянное напряжение на выходе и уровень шума.

Рассуждая о напряжении смещения на выходе я имел в виду глубину ООС для постоянного тока. Шум на выходе определяется с учетом глубины ООС на измеряемой частоте.

[misha88]

Смещение просто усиливается на ту же величину 1\В, которую я приводил на картинке в посте 3224, просто для постоянного тока если последовательно с Z1 включить конденсатор, то Z1 из формулы надо выбросить. Так что и для постоянного тока влияние Zд (или дополнительного резистора) есть - увеличивает напряжение смещения на выходе. Но это для схем с входом на полевиках, для биполяров надо ещё учитывать падение напряжения на резисторах ООС из-за входного тока.

[Nikolay_Po]

Вот только если использовать конд. 10 мкФ, то проще просто поставить такой конденсатор на вход и уменьшить номиналы резисторов в цепи ОС - и не заморачиваться с мостовой схемой.

Именно такой вариант я и предлагал в качестве оптимального для TDA7293 (на мой взгляд), за что был раскритикован AudioKiller*ом. Если источник сигнала хорошо работает на нагрузку, допустим, в 10кОм (типично для большинства современных источников, с которыми используют TDA7293/4), то целесообразно снизить входное сопротивление инвертирующего усилителя до этой величины и отказаться от T-образной ООС.
Учитывая, что современные источники сигналов имеют действующее значение выходного напряжения для синусоиды 2В, и типичная нагрузка TDA7293/4 - 4Ом, достаточно Ку=9. При таком Ку, сопротивление резистора ООС (с выхода на инв. вход) составляет менее 100кОм при входном сопротивлении усилителя 10кОм. Считаю, что это не слишком большая величина, чтобы проявились паразитные ёмкости и утечки.

P.S. В моём конкретном случае не понадобилось даже устанавливать разделительный конденсатор (6..10мкФ) - схема отлично заработала в режиме УПТ с допустимым смещением, сильно улучшив субъективное восприятие баса. Правда, подстраховался и добавил в УНЧ схему защиты АС.

[SAPR]

Именно такой вариант я и предлагал в качестве оптимального для TDA7293 (на мой взгляд), за что был раскритикован AudioKiller*ом

И правильно предлагали (несмотря на критику ).