УНЧ на TDA7294/93

[Mihalych]

TDA7294 в качестве УНЧ для сабвуфера.

[misha88]

Вот интересно. Переменный ток превращается в постоянный приравниванием частоты к нулю. Поэтому схема изначально рассчитанная для постоянного тока (отбрасыванием катушек-конденсаторов) может быть не верна для переменного тока. Но не бывает так, чтобы схема верная на переменном токе была неверна на постоянном. Это "закон природы". Ребята, учите теорию!!!

Вы только забыли, что в отличие от постоянного тока при работе ОУ (или усилителя с нормальным входным каскадом) на переменном токе на процесс усиления практически не влияют входные токи и смещение, т.к. они практически с сигналом (в определённом для данного входного каскада диапазоне) не меняются (не модулируются), а иначе такой входной каскад надо выкинуть. А формула для постоянного тока входные токи и смещение должна учитывать.

[Валет]

Вообще, как вы себе представляете ситуацию, когда усиление у двух схем с одним и тем же ОУ одинаково, а остальные параметры - разные? Если и усиление, и все остальное определяется именно глубина ООС. А то вы в своих выкладках получаете величину сигнала (глубину) обратной связи в 2 раза меньше, а Ку у вас остается почему-то тем же самым, где ваша логика? А если у вас оказывается, что Ку имеет другое значение, то значит и схемы неэквивалентные, и их нельзя сравнивать. Разве что придумать некое "эквивалентное усиление операционника".

Усиление только примерно одинаково, как следует из моего поста.
Погрешность усилителя на ОУ зависит от его Ку. Чем больше Ку, тем ближе усиление усилителя к величине К (для схемы в Вашей статье это R3/R2). Для «обычной» ООС погрешность усиления определяется величиной Ку.
Для Т-ООС погрешность определяется величиной усиления, приведенной к точке соединения R3, R4, R5, которая в N раз меньше, чем Ку (N=(R5+R4)/R4 для схемы в Вашей статье). Уменьшение величины К для сохранения усиления усилителя эту погрешность уменьшает, но не устраняет. Это означает, что схемы неэквивалентны, что следует из их сравнения в моем посте.
Количественные соотношения ясны из моей формулы. С математикой не спорят. Если Вы хотите проверить правильность формулы, готов выложить подробно ее вывод.
PS. Ошибки, имхо, в формулах Вашего поста определяются дуальностью исходных позиций. Считая Ку конечной величиной, Вы в то же время напряжение в точке А приравниваете к нулю, что может быть только при бесконечно большом Ку.

[AudioKiller]

Вы только забыли, что в отличие от постоянного тока при работе ОУ (или усилителя с нормальным входным каскадом) на переменном токе на процесс усиления практически не влияют входные токи и смещение, т.к. они практически с сигналом (в определённом для данного входного каскада диапазоне) не меняются (не модулируются), а иначе такой входной каскад надо выкинуть. А формула для постоянного тока входные токи и смещение должна учитывать

Это формула коэффициента усиления должна учитывать смещение? Типа, если смещение 1 мВ, Ку=100, а подогрели микросхему, смещение стало 2 мВ, то Ку возрос до 200. Так что ли? Смещение - это некий дополнительный источник сигнала, не более того. На переменном токе эту же роль выполняет шум.

Усиление только примерно одинаково, как следует из моего поста

Если Ку для разных типов ООС одинаково, следовательно одинакова глубина ООС и все остальное тоже одинаково. Если вы не знаете элементарной теории ООС, то нет смысла ни в ваших формулах, ни в ваших выводах.

Для «обычной» ООС погрешность усиления определяется величиной Ку. Для Т-ООС погрешность определяется величиной усиления, приведенной к точке соединения R3, R4, R5, которая в N раз меньше

Я специально несколько раз повторил, что глубина ООС определяется коэффициентом передачи цепи ООС (т.е. величиной сигнала ООС по отношению к выходному напряжению) безотносительно к схеме ООС.

Ошибки в формулах Вашего поста

Покажите конкретно, где и в чем ошибка.

Если Вы хотите проверить правильность формулы, готов выложить подробно ее вывод.

Да, пожалуйста. И выведите формулу погрешности, коорая по вашему у меня больше. Только я подозреваю, что это будет не та формула - если не знать теорию обратной связи, то как можно выводить ее формулу?

Вы в то же время напряжение в точке А приравниваете к нулю, что может быть только при бесконечно большом Ку

Совершенно верно, Ку конечен. Он равен не бесконечности, а 100000. Поэтому формула Ку=Rоос/Rвх дает ошибку в 0,01% Для правильного вычисления Ку (т.е. без этой ошибки) надо применить другую формулу. Но эта "другая" формула не является принципиально другой. Она получается из той же теории ООС и из того же соотношения Ку*=Ку/(1+b*Ку). Просто при бесконечном усилении пренебрегли единицей в знаменателе.

[anatol0]

Offтопик:

но не подскажет ли кто новичку,хватит ли фильтров 4-го порядка для разделения на полосы?Планируется 4 полосы усиления плюс отдельный саб.И как правильно выбрать частоты разделения? Все усилители-TDA7294.Заранее огромное спасибо!

Выбор частот раздела ,порядка и других параметров фильтров зависит, в первую очередь, от применяемых головок, их оформления и т.п., а не от

Все усилители-TDA7294.

Советую посмотреть соответствующие разделы форума: АС и предв. усилители.

[Валет]

Покажите конкретно, где и в чем ошибка.

Ваша ошибка в том, что Вы приравняли напряжение в точке А к нулю, что имеет место только при Ку=∞. Вы тем самым определили область правильности Ваших утверждений этим условием. Только при этом условии справедливо Ваше утверждение об эквивалентности обычной и Т-ООС. Приняв напряжение в точке А равным Uвых/Ку (как это принято при выводе моей формулы) Вы и получите мою формулу. Из нее следует, что только при Ку=∞ обычная и Т-ООС дают одинаковый результат. Это частный случай, которого в реальной жизни не бывает. Реальные операционники имеют конечный Ку. Это приводит к появлению различий в свойствах ООС. В примере моего поста 3274 усилитель с Т-ООС эквивалентен по усилению (и другим параметрам) усилителю с обычной ООС, в котором Ку операционника почти вдвое меньше. В другом примере (пост 3267) после замены номиналов R13 и R17 в цепи Т-ООС ни один реальный операционник вообще не будет работать, а если Ку=∞, то нет проблем, все будет точно как при обычной ООС.
PS. Вы и сами с разными свойствами обычной и Т-ООС столкнулись в «инвертирующем усилителе на TDA7293 с Т-образной ООС», получив «несколько большее выходное постоянное напряжение смещения» и до сих пор не разобрались с причинами. Поэтому странно выглядит с Вашей стороны обвинение в незнании элементарной теории ООС.

[AudioKiller]

Ребята, еще раз пытаюсь до вас достучаться. Ну оставьте попытки "разоблачить" меня! Тут нечего разоблачать! Постарайтесь разобраться и понять. Все элементарно, как разберетесь - сами увидете!

Доказательство №3. Как и доказательство №1 в посте 3279, оно не зависит от идеальности или неидеальности ОУ. Эквивалентность Т-цепи "класической" следует еще и из теоремы об эквивалентном генераторе (на Западе она называется теоремой Тевенина, поэтому в переводной литературе может иметь такое название). Этой теореме 120 лет и она такая же незыблемая, как и теорема Пифагора. Она говорит, что цепь, содержащую любое количество резисторов и источник можно заменить эквивалентным источником и одним-единственным резистором. Вот, например, эквивалентные схемы:

А метод эквивалентного генератора даже показывает, как этот резистор рассчитать. Поэтому, если резистор эквивалентен схеме, то и схема эквивалентна резистору. Только для того, чтобы эта схема была эквивалентна резистору с именно этим сопротивлением, значения ее компонентов нужно специальным образом подобрать. Что я и сделал для Т-образной схемы, там эквивалентность показывается через глубину ООС, задающую нужный коэффициент усиления усилителя с ООС. Какой бы при этом ни был операционник - идеальный, или нет, цепь эквивалентна одиночному резистору и работает точно также, как и он.

Ваша ошибка в том, что Вы приравняли напряжение в точке А к нулю, что имеет место только при Ку=∞. Вы тем самым определили область правильности Ваших утверждений этим условием. Только при этом условии справедливо Ваше утверждение об эквивалентности обычной и Т-ООС.

Нет у меня ошибки!
1. Для ОУ это нормально. И эти формулы используются и работают.
2. Тот факт, что Ку ОУ конечен (и напряжение в точке суммирования А не равно нулю), не означает, что Т-ООС неэквивалентна "классической". Это означает, что те формулы, которые я написал, не точны. Формулы будут немного другими. А эквивалентность останется. В принципе. Естественно, что номиналы Т-цепи, рассчитанные для бесконечного Ку не будут годиться в случае, когда Ку не бесконечен. Но опять же, поскольку усиление микросхемы высокое, то даже применение таких вот "упрощенных" формул дает небольшую погрешность, в результате которой глубина ООС окажется чуть-чуть не такая, а на пару процентов меньше. В любом случае Т-ООС абсолютно эквивалентна "обычной".
3. Эквивалентность означает, что Т-цепь обеспечивает в точке суммирования те же токи и напряжения, что и "простой" резистор. Вы утверждаете, что Т-цепь в принципе не способна на это?

усилитель с Т-ООС эквивалентен по усилению (и другим параметрам) усилителю с обычной ООС, в котором Ку операционника почти вдвое меньше

Нельзя так говорить. Как это может быть, если усиление микросхемы не изменилось? И как это "эквивалентен по усилению", когда как раз усиление с Т-ООС такое же, как и при обычной ООС? Есть параметр - петлевое усиление, он в обоих случаях одинаков.

Это приводит к появлению различий в свойствах ООС.

Покажите конкретно - в чем различия? Пока что они только у вас на словах.

В другом примере (пост 3267) после замены номиналов R13 и R17 в цепи Т-ООС ни один реальный операционник вообще не будет работать,

Я вас очень прошу, не надо результаты вашего неправильного моделирования применять к моим разработкам.

Вы и сами с разными свойствами обычной и Т-ООС столкнулсь в «инвертирующем усилителе на TDA7293 с Т-образной ООС», получив «несколько большее выходное постоянное напряжение смещения» и до сих пор не разобрались с причинами

Два раза неправильно.
1. Я с этим не "столкнулся". Я шел на это намерено, поскольку посчитал это "меньшим злом".
2. Я знаю причины. И не только знаю, но и их прогнозирую. И причну я уже говорил - глубина ООС по постоянному току в моей схеме такая же, как и по переменному. А в "классической" ООС эта глубина составляет 100%.

странно выглядит с Вашей стороны обвинение в незнании элементарной теории ООС.

А что делать, если вы ее не знаете? Не понимаете простой формулы Ку*=Ку/(1+b*Ку). Придумываете какие-то несуществующие параметры... Цепляетесь за свое неправильное моделирование... Вы ведь сами сказали, что хотите разобраться. А почему даже не пытаетесь сделать это? Почему пытаетесь "докопаться" до меня? Ну одинаковы схемы, ну что тут сделаешь? Это элементарщина, тут вообще сомнений быть не должно! И эти элементарные вещи я знаю очень хорошо. И помогу вам разобраться. Я потому и предложил начать с простого, чтобы было проще. Начать с бесконечного усиления, потом посмотреть, что изменится для неидеального ОУ. Но все мои усилия будут бесполезными, если вы не измените своей позиции с "разоблачателя" на "ученика". Поверьте преподавателю с 25-летним стажем - вы "плаваете" в этом, вам есть чему учиться.

[Серый Мыш]

Поскольку при "класссической" ООС и приТ-образной ООС Ку(ООС) одинаков, то одинаков и коэффициент b.

Ашипка в утверждении.

коэффициент передачи цепи ООС

в 2 раза ниже , и входной сигнал в 2 раза ниже, тем самым там где усиление ОУ близко к бесконечности - разницы мост немост нету. Но там где усиление ОУ опускается под сотни раз - разница достаточно велика.

---------- Добавлено в 22:23 ---------- Предыдущее сообщение в 22:16 ----------

дает небольшую погрешность,

Да - Усиление ОУ недоиспользуется в 2 раза - 6дБ. Поставьте входные резисторы неодинаковыми, скажем 30к и 10k - а резисторами делителя выходного сигнала выставьте нужное усиление. Опять ничего не заметили? А в действительности потеряли 12дБ усиления до ввода ООС , и глубина ООС упадёт на те же 12дБ.

ну а вообще мне надоело : бурундук - птичка певчая. Пусть будет так.

[Валет]

Эквивалентность Т-цепи "класической" следует еще и из теоремы об эквивалентном генераторе (на Западе она называется теоремой Тевенина, поэтому в переводной литературе может иметь такое название). Этой теореме 120 лет и она такая же незыблемая, как и теорема Пифагора. Она говорит, что цепь, содержащую любое количество резисторов и источник можно заменить эквивалентным источником и одним-единственным резистором.

Когда речь идет о сравнении обычной ООС и Т-ООС теорема Тевенина совершенно не причем. Преподаватель ВУЗа должен это понимать. В случае с обычной ООС цепь ООС представляет собой генератор напряжения Uвых с внутренним сопротивлением Rос. В случае с Т-ООС напряжение эквивалентного источника в N раз меньше, и соответственно меньше выходное сопротивление. Работа этих двух источников при нулевом падении напряжения на нагрузке (т.е на КЗ в точке А, что имеет место при Ку=∞) совершенно одинакова. Когда напряжение на нагрузке не равно нулю (что имеет место с реальными ОУ) ток от обычной ООС всегда больше тока от Т-ООС при равных Uвых. Непонимание этого не только не дает Вам возможность признать погрешность от замены обычной ООС на Т-ООС, но и приводит к качественно ошибочно выводу об их эквивалентности.
Эта исходная, базовая ошибка делает бессмысленным рассмотрение остальных Ваших аргументов.

[AudioKiller]

В общем, ни формула Ку с ООС, содержащая всего один переменный параметр, одинаковый для двух схем и поэтому дающий одинаковый Ку с ООС (кстати, не зависящий от того, с каким реальным Ку работает ОУ), ни теорема, применимая к любой цепи (даже к цепи ООС ), ни здравый смысл, говорящий, что если

Усиление ОУ недоиспользуется в 2 раза

то и коэффициенты усиления будут отличаться, а раз этого не наблюдается, то никакого "в 2 раза" там и нет... Все это почему-то не воспринимается. Все упорно твердят, что два усилителя с одинаковыми параметрами на самом деле разные. Ну чтож, это у меня такая карма - кто-нибудь другой скажет какую-нибудь глупость, ему все верят. Если что-то скажу я, даже подтвердив это формулами - мне не верят. Собственно, мне это по барабану - я на этом деньги не зарабатываю и в привлечении клиентов не нуждаюсь. И меня не очень-то и беспокоит мнение обо мне "чайников", которые не хотят или не могут разобраться в элементарных вещах. Я попытаюсь последний раз достучаться до сознания, расписав все от и до. Если и на этот раз без результатно, то и ладно. Только все же попрошу мои схемы не критиковать. Особенно подобным образом:

Когда напряжение на нагрузке не равно нулю ... ток от обычной ООС всегда больше тока от Т-ООС при равных Uвых.

Поскольку это уже ни в какие ворота не лезет: расчет Т-ООС исходит как раз из равенства этих токов. А если это говорится вообще в принципе, то выходит, что автор утверждает, что ток обычной ООС через резистор 1 МОм "всегда больше" тока через резистор 1 Ом в Т-ООС. Такого рода критику я буду коментировать подобающим образом. Также, как и критику меня, как преподавателя. Пардон, а судьи кто?

Итак, что я хочу сделать:
1. Еще раз поговорю про вообще ООС, независимо от схемы.
2. На мой взгляд, недостаточное знание теории цепей создает некий ступор и мешает пониманию процессов. Поэтому я постараюсь показать Т-ООС с несколько другой стороны. Как для идеального ОУ, так и для неидеального. Может так будет привычнее и легче для понимания.
3. Выложу анализ (вывод формул) инвертирующего неидеального ОУ для обычной и Т-ООС. Тут правда есть одна проблема - формулы выводятся для Ку с ООС, поэтому там нет ни слова об эквивалентности схем ООС. И если человек так и не понимает, что раз при помощи Т-ООС можно сделать все то же самое, что и при "обычной" ООС, то это и означает их полную эквивалентность... Если не понимает, что формула справедлива для любого Ку усилителя без ООС... Ну тогда пардон.

Еще раз повторю: то, что я говорю - это не мое мнение, это так и есть на самом деле.
И еще, я говорю об резистивной ОС, иначе вообще утонем. В принципе это ничего не меняет, можно и для нерезистивной - все формулы останутся теми же, но не с вещественными, а с комплексными коэффициентами. Комплексами друг-друга пугать не надо, ничего особенного в них нет.

1. Обратная связь передает часть выходного напряжения обратно на вход. И имеет значение только то, какая именно часть (сколько конкретно % от Uвых) напряжения на вход попадает. От этого зависит глубина ООС. Это может быть 1/2 от Uвых. Или 1/2000 от Uвых. Как именно это происходит, какой именно схемой это оуществляется - значения не имеет. Поэтому если схема А предает на выход 1/10 от Uвых, и схема В также передает на вход 1/10 от Uвых, то эти схемы идентичны. Как узнать эту идентичность? Два пути. Первый - посчитать, проанализировав схему ООС. Второй - посмотреть по результату. Ку(ООС)=Ку/(1+b*Ку), где Ку - усиление "голого" ОУ, а b - это как раз та часть выходного напряжения, которая попадает на вход. Поэтому, если одинаковы Ку (без ООС) - а они одинаковы, т.к. одна и та же микросхема; и одинаковы Ку(ООС), следовательно и глубина ООС b в обоих схемах также одинакова. Заметьте, что конкретная величина Ку(без ООС) здесь не важна. Поэтому идентичность сохраняется как на НЧ, где Ку ОУ велико, так и на ВЧ, где Ку ОУ снижается. Равенство b двух схем однозначно определяет равенство их Ку(ООС) и наоборот.

Итак, если две (или больше) разные схемы подачи ООС с выхода усилителя на его вход при одном и том же выходном напряжении обеспечивают на входе одинаковые напряжения и токи обратной связи, то эти схемы идентичны. И не важно, сначала выходной сигнал поделили, потом умножили, или наоборот. Идентичность схем однозначно соответствует равенству Ку(ООС) усилителя.

Давайте теперь поговорим о погрешностях. Что за погрешность имеется ввиду в этой фразе:

погрешность от замены обычной ООС на Т-ООС

а) Если речь идет о том, что при Т-ООС Ку(ООС) не такой, как при "обычной" ООС, то это означает, что у этих двух схем ООС разные значения глубины связи b. Не верно. Мы подобрали такие параметры цепи Т-ООС, чтобы b были одинаковы (и реально получили нужное Ку).
б) Если речь идет о том, что на НЧ (где усиление ОУ большое) глубины двух типов ООС совпадают, а на ВЧ, где усиление падает, глубины разные, то опять-таки неверно. Резистивная цепь частотно независима. И ее коэффициент передачи не зависит от частоты. b = const. Глубина ООС с ростом частоты падает, но не за счет изменения b, а за счет снижения Ку ОУ. И происходит это одинаково в обоих схемах по закону: Ку(ООС)=Ку/(1+b*Ку), причем и b и Ку в обоих случаях одинаковы. Петлевое усиление b*Ку также одинаково. И снижается за счет снижения Ку. Поэтому, если глубина ООС и усиление одинаковы на одной частоте, то они будут также одинаковы и на любой другой частоте.
в) Если речь идет о том, что "простая" формула для вычисления Ку Т-ООС дает погрешность, при снижении Ку ОУ - так все они дают эту погрешность, для "обычной" ООС в том числе. Под погрешностью понимается отклолнение значения Ку реального усилителя от значения, вычисленного по "упощенной" формуле.
г) Где-то тут мелькала фраза "погрешность усилителя", но непонятно, что под ней имелось ввиду. Что-то такое "вообще".

2. Выводим формулы Ку идеального ОУ в инвертирующем включении (схема внизу). Вход ОУ тока не потребляет, поэтому Iвх=Iос. Напряжение в точке суммирования А стремится к нулю, т.к. это входное напряжение ОУ (а не усилителя в целом!), равное Uвых/Ку, причем Ку стремится к бесконечности, а Uвых конечно. Причем нулевое напряжение в точке А поддерживает сам ОУ, регулируя соответствующим образом свое Uвых. Вышесказанное называется условиями статической устойчивости.

В "обычной" ООС ток обратной связи получается очень просто: выходное напряжение делим на сопротивление резистора ООС: Iос=Uвых/Rос.

В Т-ООС резисторы R5 и R4 образуют делитель, который делит выходной сигнал в Кдел раз. У меня на схеме в 20 раз (чтобы на работу делителя не влияли другие цепи, я взял его сопротивления маленькими). И ток ООС, приходящий на вход ОУ создается уже из напряжения в точке В, действующее через резистор R3. Чтобы получить точно такой же ток Iос, как и в "обычной" ООС, надо взять R3 во столько же раз меньше, чем Rос, во сколько раз мы поделили выходное напряжние, т.е. в Кдел раз меньше. Тогда меньшее напряжение Uв, снимаемое с делителя, "меньше ослабляется" меньшим сопротивлением R3, и ток получается точно такой же.

Вся разница: большое напряжение делим на большое сопротивление или маленькое напряжение делим на маленькое сопротивление. Результат один и тот же. Надо понимать, что при реальных значениях R4 и R5 на коэффициент деления влияет и R3, и в реальной схеме это учитывается - формула получается более сложная, чем приведенная. Да, длитель ослабляет Uвых, идущее на создание ООС. Но его и так надо ослабить - ведь для получения Ку(ООС)=20, коэффициент передачи цепи ООС b=1/20! Фокус в том, что инвертирующее включение ОУ - "хитрая" схема. Она управляется токами (для идального ОУ), поэтому нужный ток Iос можно получить даже при очень маленьком Uв. Поэтому коэффициент деления делителя Кдел может быть любой конечный - потом все выравняется нужным значением резистора R3.

Говорят, что

чем меньше сопротивление R17 и больше коэффициент деления R13/R18, тем больше тока управления пройдет мимо входа МС и тем в меньшей степени используется Ку микросхемы, а, следовательно, и меньше петлевое усиление по сравнению с обычной схемой, когда практически весь ток попадает на инв. вход МС

Это неверно в принципе - в ОУ ток вообще не втекает! Он весь проходит мимо! Входной ток уходит в цепь ООС - посмотрите, на схеме реальные направления токов для положительного входного напряжения усилителя. Принцип тут такой - если Iвх>Iос, то напряжение в точке А (где будут "накапливаться плюсы") будет повышаться. Это есть повышение входного напряжения ОУ и оно вызовет повышение Uвых, которое отрицательно. По цепи ООС "минус" с выхода придет на вход ОУ и "компенсирует плюс" (на самом деле повысится ток Iос и повышение будет продолжаться до теж пор, пока токи не сравняются). Для неидеального ОУ можно придумать комбинацию номиналов резисторв Т-цепи при которых ООС не будет работать. Но это ни о чем не говорит: точно также можно придумать "негодное" значение сопротивления Rос при "обычной" ООС. Точно также можно придумать такую ситуацию, при которой не работает любая техника!

Вот схема. Идеология: подбираем такие параметры цепи Т-ООС, чтобы получить такой же Ку(ООС), как и в "обычной" схеме. При этом получаем одинаковую глубину ООС и одинаковое петлевое усиление. Т.е. получаем эквивалентные схемы. И в обоих случаях Ку(ООС) может быть любым разумным - он зависит от глубины ООС b.

[Nota Bene]

Поэтому, если глубина ООС и усиление одинаковы на одной частоте, то они будут также одинаковы и на любой другой частоте.

Прокомментируешь (AMP - идеальный усилитель с Gain=1)?
Особенно интересно поведение АЧХ точек MID (черный) и MID1 (желтый).

[AudioKiller]

2. Теперь рассмотрим неидеальный ОУ. Тут у меня большая проблема: я не знаю, можно ли мне это публиковать. Я хочу показать работу цепи Т-ООС с другой стороны - возможно ее пониманию препятствует инерция мышления (страшная штука - по себе знаю). Но для повышения наглядности (надеюсь, что она повысится) я вынужден пожертвовать правильностью. Т.е. то, что я буду говорить на самом деле неверно - формулы получаются не те, формулы условные. Но при этом поясняется принцип работы цепи Т-ООС на привычных примерах. И я рискую, что кто-то на основании этих формул и картинок не разобравшись начнет обвинять меня в невежестве. Эти схемы и формулы неправильные! Но принцип передачи сигнала с выхода ОУ на его вход они объясняют правильно. Просто не учитывают влияния входных цепей, а без них на самом деле нельзя.

Итак, для повышения наглядности я выдрал из схем входные цепи, а оставил только выходные, чтобы показать, как сигнал с выхода ОУ попадает на его вход и как из выходного напряжения получается сигнал обратной связи. Правильные формулы будут дальше!

Неидеальный ОУ характеризуется:
а) Его Ку без ООС небесконечен. А может быть даже очень маленьким. Поэтому надо учитывать реальное значение этого Ку.
б) Его входное сопротивление не бесконечно. И вход ОУ потребляет ток. Поэтому входное сопротивление ОУ Rоу должно быть учтено.
в) Выходное сопротивление ОУ Rвых не нулевое. Оно должно быть учтено. Поскольку Rвых включено последовательно с резистором ООС, подключенным на выход ОУ (это либо Rос, либо R5), то его просто прибавляем к этим сопротивлениям и отдельно не тянем. В реальности оно намного меньше их, и без особого ущерба его можно выкинуть. Если хотите великой точности, то считайте, что Rос=Rос+Rвых и R5=R5+Rвых (это "программистсткие" формулы, а не "математические").

Поехали. Напряжение в точке суммирования А не равно нулю, это входное напряжение собственно ОУ и оно равно Ua=Uвых/Ку ОУ без ООС.

"Обычная" ООС. Сопротивление цепи ООС Rос и входное сопротивление ОУ Rоу образуют делитель, который делит выходное напряжение в Кд раз. И так получается сигнал ООС - это типа коэффициент передачи цепи ООС. Получившееся после деления напряжение в точке А - это как раз напряжение обратной связи. А его отношение к породившему его Uвых - это глубина ООС b. Зная Ку(без ООС) и b, Ку(ООС) найдете сами.

Т-ООС. Тут у нас не один делитель, а два. Для еще большей наглядности я считаю их невлияющими друг на друга, но если они будут взяимно влиять - это ведь легко учесть, усложнив формулы. В реальном расчете все это учтено. Первый делитель образован резисторами R5 и R4 и делит выходное напряжение в Кд1 раз, образуя точку В. Напряжение в точке В в Кд1 раз меньше, чем Uвых. Второй делитель образован R3 и Rоу и делит уже напряжение Uв в свой собственный Кд2 раз. Тут уже надо понимать, что напряжение в точке В должно быть больше, чем в точке А, поэтому первый делитель очень сильно делить не может. Поскольку Uа=Uв/Кд2, а Uв=Uвых/Кд1, то Ua=Uвых/(Кд1*Кд2). Теперь осталось правильно подобрать номиналы резисторов R3, R4, R5, чтобы Uа в Т-цепи получилось такое же, как и в "обычной" ООС.

Разница между схемами: в одной мы выходной сигнал делим один раз (сильно), в другой - два раза (послабее). Но в обоих схемах делим в конечном итоге в одинаковое число раз. А раз так, обе схемы идентичны - коэффициент деления выходного сигнала не зависит от усиления ОУ, частоты, амплитуды сигнала и прочего (а определяется номиналами резисторов). Мы в любой из схем из одного и того же выходного сигнала получаем одинаковые сигналы цепи ООС.

Вот схема:



Повторяю, и эта схема и эти формулы - искусственные, они получены исключением из схемы входных цепей, влияющих на ее работу. И полученные формулы для расчета не годятся - они описывают не всю схему, а ее часть. Но принцип работы реальной схемы именно такой: в "обычной" ООС выходное напряжение делится один раз после чего попадает на вход, в Т-ООС выходное напряжение делится 2 раза подряд, но на ту же самую величину!

А вот настоящие правильные формулы для неидеального ОУ с обоими схемами ООС. Тут выходное сопротивление ОУ прибавлено к сопротивлению соответствующих резисторов, чтобы не загромождать расчет. В расчете использован метод теории цепей "метод узловых напряжений (потенциалов)" - по нему составлены первоначальные уравнения. За черновой вид не извиняюсь - и так много времени на это все потратил.

Неидеальный ОУ.pdf

PS. Возражения принимаются в виде: "Такая-то схема, такая-то формула, неправильна потому что <веское обоснование, выражения "не применима" тоже должны быть обоснованы>. Должно быть <формула и обоснование как и почему она получена>". Поскольку проблемы с пониманием есть, обоснование следует начинать с самого начала, типа "по 1-у закону Кирхгофа...".

[ViktKors]

Прокомментируешь (AMP - идеальный усилитель с Gain=1)?
Особенно интересно поведение АЧХ точек MID (черный) и MID1 (желтый).

Бесполезно, я уже спрашивал, в частности тут и, самое веселое, тут. Справшивал просто по поводу тамошних схемок. Ответов два:
1) "моделировать надо уметь правильно";
2) "эквилибристика и не стоит времени, чтобы разобраться, что именно там не так".

AudioKiller, я думал вы прикалываетесь, но после постов такого объема понимаю, что это всерьез.
все пытался свести дискуссию к самым простым понятиям, теперь вот я предлагаю обойтись вообще без каких-либо "Kу* ".
Может прокомментируете нижеследующее для усилителя, у которого на выходе помимо сигнала есть еще и искажения - обзовем их "дельта".
Имеется в виду, что ОУ, усиливая сигнал до, например 10 вольт, немного "ошибается" в выходном каскаде и усиливает его до, скажем 9-ти (например нагрузка низкоомная). Этот 1 вольт разницы и есть искажения, известно, что "ООС все поправит", и мне стало интересно, а "насколько".

Для трех приведеных мной схем (с практически идентичным усилением при замкнутой ООС) можно записать банальный баланс напряжений на входе (Ud) и выходе (Uo) ОУ:

А это значит, что у типичной TDA-шки или LM-ки помеха (как и их собственные искажения) частотой 2-3 кГц, (когда K ~ 3000) будет подавляться обычной схемой с Ку ~ 20 на ~43 дБ;
схемой с Т-ООС (при R1=R2) на ~37 дБ;
схемой с Т-ООС (при 100*R1=R2) на ~1,2 дБ, то есть не будет подавляться вовсе.

Вот такое забавное следствие применения формальной логики к ОУ с Т-ООС, которая "абсолютно то-же самое", что и обычная ООС на двух резисторах.



Я надеюсь у Вас не вызовет возражений то небольшое (и типичное!!!), но также и принципиальное в данном примере допущение, что выходное сопротивление источника сигнала принято равным нулю?
В конце концов (хотя Вы и говорите о том, что Т-ООС "работает с током") как-то принято "раскачивать" усилители чем-то более подобным скорее источнику напряжения, чем источником тока.

Или это тоже демагогия и некто Кирххофф все-же запрещает так прикидывать глубину обратной связи?
Или чтобы Вы обратили внимание, на входе нужно обязательно добавить ненулевое напряжение?

[AudioKiller]

Nota Bene, Наиль, а как быть с формулой Ку*=Ку/(1+b*Ку)? Если коэффициент передачи цепи ООС = const... Как ты сам думаешь, что тут не так?

ViktKors, Я не совсем понял - коэффициенты "бетта", которых вы привели 3 штуки - это что, коэффициент передачи цепи ООС? Ну и что? Они зависят от сопротивлений резисторов и могут быть разные. Кроме того, делители R1R2 и R3R4 взаимно влияют, так что не так считается. Но не в этом дело. Я не понял в чем вопрос или с чем вы несогласны?

[ViktKors]

ViktKors, Я не совсем понял - коэффициенты "бетта", которых вы привели 3 штуки - это что, коэффициент передачи цепи ООС? Ну и что? Они зависят от сопротивлений резисторов и могут быть разные.

Ничего, кроме того, что они определяют многие вещи, как-то: выходное сопоротивление, полоса рабочих частот, искажения, устойчивость, постоянка на выходе и пр..
В итоге при одинаковом "общем" усилении получаются разные усилители.

Кроме того, делители R1R2 и R3R4 взаимно влияют, так что не так считается.

Ну я надеюсь, в предложенном случае это ни кому не помешает, ведь когда делитель на R3R4 гораздо более низкоомен чем на R1R2, этим взаимным влиянием можно и пренебречь.
Ну если сильно нужно, то и подсчитать-то совсем не долго, вероятно тут все понимают как это "на самом деле считается".

Я не понял в чем вопрос или с чем вы несогласны?

Я не соглашаюсь с одним маленьким Вашим утверждением:

Т-образная ООС - это абсолютно то же самое, что и "обычная". Только с меньшими номиналами резисторов в цепи ООС.

собственно, когда я писал пост, я совсем не предполагал, что поднимется волна на 130 сообщений

[AudioKiller]

А это значит, что у типичной TDA-шки или LM-ки помеха (как и их собственные искажения) частотой 2-3 кГц, ... не будет подавляться вовсе.

Встречный вопрос. Вот здесь http://www.electroclub.info/invest/tda7294/bad_load.htm измерен реальный Кг такого усилителя. И этот Кг получился достаточно низким, что означает хорошее подавление помех и нелинейности, что не совпадает с вашими выводами. Как вы это прокоментируете?

[ViktKors]

Вот здесь http://www.electroclub.info/invest/tda7294/bad_load.htm измерен реальный Кг такого усилителя. И этот Кг получился достаточно низким, что означает хорошее подавление помех и нелинейности, что не совпадает с вашими выводами. Как вы это прокоментируете?

А что тут комментировать.. "Не будет подавляться вовсе" относится к анекдотичному случаю 100*R1 = R2, на который, тем не менее, в Ваших рассуждениях не налагается принципиального запрета. Хотя неприменимость подобного подбора элементов Т-ООС и очевидена, если прикинуть основные параметры для усилителя с такой Т-ООС.
И упоминавшийся Вами конденсатор в разрыве земляного вывода резистора Т-ООС (как и возможность применения интегратора) тут не при чем, вопрос в том, что такой усилитель по факту уже как-бы и не охвачен ООС, хотя формально там реализуется коэфициент усиления равный -20-ти.

А наивный читатель этой ветки, подкупленный Вашим авторитетом и фразой про "абсолютно то-же самое", не станет и заморачиваться с такими (безусловно необходимыми) прикидками для Т-ООС и совершенно закономерно нарвется на неприятности.


Я уже упоминал, что ничего не имею против осознаного применения Т-ООС. Она является еще одним инструментом в арсенале приемов конструктора. И порой вполне разумно обменять немного искажений (выходной "постоянки", выходного сопротивления) на банальное удобство/стоимость/простоту (например сэкономить конденсаторы для частотной коррекции, они ведь подороже резисторов).

Ухудшение подавления искажений - это не самый важный эффект и относится в чистом виде только к подавлению искажений выходного повторителя. Очевидно, что искажения, например, входного каскада не ослабляются ни обычной, ни Т-ООС и при их относительно большой доле "смажут" ухудшающий эффект Т-ООС. Потому я никогда сознательно не упоминал 6 дБ именно общих искажений усилителя с Вашими номиналами Т-ООС.
Но вот для устойчивости усилителя уменьшение полосы почти вдвое (при Ваших номиналах) никуда не девается, и именно в дискуссии об этом я и затронул этот, неожиданно ставший столь болезненным, вопрос.

[Nota Bene]

Как ты сам думаешь, что тут не так?

В том примере схемы НЕэквивалентны.
Вот эквивалентные между собой схемы (добавлен резистор R8):

[Валет]

Я писал, что Ваша ошибка в том, что Вы не учитываете напряжение на инв. входе ОУ и неправильно приравниваете его к нулю. Из Ваших последующих многословных постов совсем не следует, что это не так. А ведь это главная причина Ваших заблуждений.

Обратная связь передает часть выходного напряжения обратно на вход. И имеет значение только то, какая именно часть (сколько конкретно % от Uвых) напряжения на вход попадает. От этого зависит глубина ООС. Это может быть 1/2 от Uвых. Или 1/2000 от Uвых. Как именно это происходит, какой именно схемой это оуществляется - значения не имеет.

Это еще одна Ваша ошибка. Такой подход справедлив только для неинвертирующего включения ОУ. Неправильно определять влияние ООС в инвертирующем усилителе по передаче напряжения цепью ООС на х.х., т.к. напряжение на выходе цепи ООС в инв. усилителе равно напряжению на инв. входе ОУ и зависит от Ку (а Вы вообще считаете его нулевым). Эффективность ООС в этом случае определяется в единицах тока, приходящихся на единицу изменения напряжения Uвых, совместно с сопротивлением Rвх. Эта эффективность зависит от напряжения на инв. входе ОУ (т.е. от Ку ОУ), т.к. оно влияет на величину падения напряжения на Rос, а следовательно и ток через него и степень этого влияния зависит от величины N. Все это учтено в формуле, которую я привел в посте 3274 и которую Вы отвергли, мотивируя это моим незнанием теории ООС.

Где-то тут мелькала фраза "погрешность усилителя", но непонятно, что под ней имелось в виду.

Под погрешностью усиления я имею в виду степень относительного отклонения реального усиления от произведения KN в формуле поста 3274. Чем больше это отклонение, тем больше изменение усиления под воздействием различных дестабилизирующих факторов (температура, старение, радиация и т.п.).

это уже ни в какие ворота не лезет: расчет Т-ООС исходит как раз из равенства этих токов.

если две (или больше) разные схемы подачи ООС с выхода усилителя на его вход при одном и том же выходном напряжении обеспечивают на входе одинаковые напряжения и токи обратной связи, то эти схемы идентичны. И не важно, сначала выходной сигнал поделили, потом умножили, или наоборот. Идентичность схем однозначно соответствует равенству Ку(ООС) усилителя.

В Т-ООС резисторы R5 и R4 образуют делитель, который делит выходной сигнал в Кдел раз. У меня на схеме в 20 раз (чтобы на работу делителя не влияли другие цепи, я взял его сопротивления маленькими). И ток ООС, приходящий на вход ОУ создается уже из напряжения в точке В, действующее через резистор R3. Чтобы получить точно такой же ток Iос, как и в "обычной" ООС, надо взять R3 во столько же раз меньше, чем Rос, во сколько раз мы поделили выходное напряжние, т.е. в Кдел раз меньше. Тогда меньшее напряжение Uв, снимаемое с делителя, "меньше ослабляется" меньшим сопротивлением R3, и ток получается точно такой же.

Насколько Вы правы можно понять из сравнения (приложено) схем с обычной и Т-ООС при Ку=200, имеющих равные напряжения на выходе, равные сопротивления Rвх и одинаковые произведения KN. Остальные напряжения рассчитаны по формуле поста 3274. Покажите ошибки, у Вас есть возможность не обвинить, а уличить меня в незнании основ теории ООС. Где здесь равенство токов и идентичность?

Для неидеального ОУ можно придумать комбинацию номиналов резисторв Т-цепи при которых ООС не будет работать.

Вопрос не в том, что не будет работать, а в том, как она будет работать, а это покажет моя формула. При больших N удобно качественно проследить влияние Т-ООС на постоянку и шум на выходе. Но это уже следующая тема.

[Серый Мыш]

Вот эквивалентные между собой схемы

Интересно, хватит ли авторитета Наиля, чтобы доказать очевидное? Или задним числом - нужен ли авторитет, чтобы доказать свою правоту, вроде математики должно хватать?

AudioKiller, "Волна" идет не против усилителя, а против "разрухи в головах" , мне тоже доставалось изза неосторожности в высказываниях - приходилось включать голову... Советую сделать то же самое...

---------- Добавлено в 15:17 ---------- Предыдущее сообщение в 15:02 ----------

Поэтому если схема А предает на выход 1/10 от Uвых, и схема В также передает на вход 1/10 от Uвых, то эти схемы идентичны.

Звучит неплохо, но вот схема с Т-мостом подаёт на вход в 2 раза меньше, чем схема с обычной ООС. Так как входные резюки по 30к образуют делитель для сигнала ООС.
Почему же усиление обеих схем одинаково ? Потому что входной сигнал тоже делится теми же резисторами на 2. Ну короткое же объяснение - легче понять ( и опротестовать если что ) , чем 2 страницы описаний и формул...

[misha88]

Не понимаете простой формулы Ку*=Ку/(1+b*Ку).

Да нет, это вы не понимаете применимости этой формулы. Посмотрите на рисунок 1 и формулу 2 в вашей статье http://www.electroclub.info/article/oos1.htm, это стандартное начальное объяснение во всех книгах об ООС и никакой ошибки нет, если рассматривать рисунок 1, где входной сигнал смешивается в идеальном смесителе (т.е. без дополнительного ослабления и искажений) с сигналом ООС, и это прекрасно реализуется в усилителях с последовательной ООС (искажения не рассматриваем). А теперь посмотрим на усилитель с параллельной ООС, где смесителем является сама входная цепь усилителя (т.е. в вашей статье Uоос=Uвх), поэтому β разная, в зависимости если она разорвана или подключена ко входу усилителя (тогда она делит больше из-за входных сопротивлений). Посмотрите на особые свойства параллельной ООС, например, в пособии для вузов (это значительно более серъёзное пособие, чем Войшвилло, очень рекомендую) И. Г. Мамонкин "Усилительные устройства" 61-65 стр., там это показано с помощью графов четырёхполюсников, т.е. как раз с учётом всех сопротивлений.

Звучит неплохо, но вот схема с Т-мостом подаёт на вход в 2 раза меньше, чем схема с обычной ООС. Так как входные резюки по 30к образуют делитель для сигнала ООС.
Почему же усиление обеих схем одинаково ? Потому что входной сигнал тоже делится теми же резисторами на 2. Ну короткое же объяснение - легче понять ( и опротестовать если что ) , чем 2 страницы описаний и формул...

Именно это я показал математически в посте 3270, но AudioKiller настолько всё меряет формулой Ку*=Ку/(1+b*Ку), что считает её пригодной на все случаи жизни.