Как улучшить линейность Bene Gesserit в 25 раз, или о способе аккуратной коррекции CFB-усилителя

[Electrovoicer]

Продолжаю тему популяризации некоторых, не привычных для аудио-тематики, решений.
Спасибо Denisius-у (Денису), он, кажется, первый в рунете, доступно, просто и удачно реализовал на практике "композит" на базе очень интересной микросхемы TPA6120 (она же THS6012). Вот что значит прирожденная инженерная интуиция - хорошие решения всегда просты и лежат на поверхности. Надеюсь, не захвалил.

Однако, я как всегда затеял что-то улучшить.
Эти улучшения можно произвести в рамках распространяемой Denisius-ом конструкции.

Идея состоит в замене усилителя ошибки на более линейный усилитель ADA4898-2, увеличении коэффициента усиления внутреннего бустера и последующей более тонкой частотной коррекции всей схемы, учитывающей величину основных "паразитных" элементов топологии Bene Gesserit.

Главный "ход конем" - индуктивная коррекция операционного усилителя с токовой обратной связью (CFB), позволяющая заметно увеличить коэффициент усиления "внутреннего" бустера без опасения ухудшить устойчивость всей схемы.
Честно скажу, в литературе подобный простейший и элементарнейший, лежащий на поверхности, способ частотной коррекции CFB OA не встречал, скорее всего, из-за того, что от CFB, как правило, требуется именно предельное быстродействие. Также не буду лишний раз объяснять, почему CFB-усилители нельзя корректировать с помощью конденсаторов в цепи ООС - эту информацию вы без труда найдете в различных инструкциях по применению CFB-усилителей. Буду признателен за ссылки на соответствующую литературу, если таковая найдется. Этот прием особенно актуален в композитных усилителях с CFB-бустером, где требуется немного уменьшить скорость нарастания сигнала на высоких частотах в угоду устойчивости и линейности.

схема x25 Improved Bene Gesserit.pdf
Не повторяет полностью изделие Дениса, но без труда позволит его, при желании, улучшить. Подразумевается, местами, комбинированный (полунавесной, "домиком") монтаж SMD-элементов.

[JazMan]

я про то, что человек за всех говорит

Я естественно, имел в виду только (всех) владельцев.
Не слышал плохих отзывов.

Offтопик:
Сам я выбрал другое решение.

[Mepavel]

по каким критериям и кем были определены лучшие?

По звучанию мной лично. Кем? Производителями звуковых ОУ, которые приводят частотные зависимости IMD и THD в звуковой полосе.

[humbl]

Electrovoicer, Павел, спасибо за интересную идею. А можно составить что-то вроде кратенькой инструкции - чего отрываем и куда прикручиваем?

Нет предела совершенству.

Offтопик:

Продаю катушки индуктивности с голосами Витаса, Фреди Меркюри и Федора Шаляпина.

Попробуйте сделать катушки из разных проводов. Сравните звучание.

[Electrovoicer]

Попробуйте сделать катушки из разных проводов. Сравните звучание.

А есть ли возможность ознакомиться с Вашими конструкциями?

[zindi]

А есть ли возможность ознакомиться с Вашими конструкциями?

Offтопик:
не воспринимайте в серьёзность вот таких троллей

[Denisius]

humbl, коллега, здесь люди катушек не делают, да еще из разных проводов.
Вы верно хорошо представляете себе размер предлагаемой к изготовлению катушки?
Мне изготовление подобного вполне доступно, другим и вам в том числе, сомневаюсь.

А есть ли возможность ознакомиться с Вашими конструкциями?

Да!
Я тоже заинтересован.
Предъявите обществу свои катушки!
Или катышки, в общем предъявите, что есть!

[humbl]

humbl, коллега, здесь люди катушек не делают, да еще из разных проводов.
Вы верно хорошо представляете себе размер предлагаемой к изготовлению катушки?
Мне изготовление подобного вполне доступно, другим и вам в том числе, сомневаюсь.


Да!
Я тоже заинтересован.
Предъявите обществу свои катушки!
Или катышки, в общем предъявите, что есть!

В обсуждаемом дросселе может применяться провод(или микропровод-для особо продвинутых управляющих миром) разного диаметра.Это имелось в виду...

[Denisius]

humbl, спасибо коллега, вы некоторым образом открыли мне глаза. Вы конечно не станете возражать если отныне я стану именовать вас "Капитан Очевидность" или просто "Кэп".

[A.R.]

Electrovoicer, интересное решение, но немного непонятно, Вы таким образом корректируете Da2, или систему в целом? Я не большой специалисть по CFA, но смутно помнится, что трансимпеданс такого усилителя зависит не от делителя в цепи ООС, а только от номинала R7 (по Вашей схеме).

[LoneWolf_SPb]

Как улучшить линейность Bene Gesserit в 25 раз

Павел, а можно посмотреть результаты каких-нибудь измерений или хотя бы просимулированные графики, показывающие 25-кратную разницу в линейности нынешнего и модифицированного усилителей?

[Electrovoicer]

Павел, а можно посмотреть результаты каких-нибудь измерений или хотя бы просимулированные графики, показывающие 25-кратную разницу в линейности нынешнего и модифицированного усилителей?

посмотреть - можно.
стандартная версия

улучшенная версия

[Electrovoicer]

Electrovoicer, интересное решение, но немного непонятно, Вы таким образом корректируете Da2, или систему в целом? Я не большой специалисть по CFA, но смутно помнится, что трансимпеданс такого усилителя зависит не от делителя в цепи ООС, а только от номинала R7 (по Вашей схеме).

тут ведь все сильно завязано. я корректирую DA2, уменьшая его усиление на ВЧ для того, чтобы не вводить более глубокую коррекцию DA1, которая в конечном итоге ухудшает линейность системы. Иначе при большом усилении DA2 для сохранения устойчивости всей системы придется сильно тормозить DA1.

[Electrovoicer]

что можно получить в рамках той же концепции при еще более тонком расчете режимов?


как именно это получено - расскажу как-нибудь в следующей серии.
сразу оговорюсь, все модели, с которых даны графики, построены с учетом паразитных реактивных элементов, присутствующих в реальной конструкции, включая учет импеданса источника питания.

[Olegyurich]

посмотреть - можно.

Я конечно извиняюсь, но по моему здесь либо большой шаг интегрирования, либо переходной процесс. Почему спектр не спадающий? Можете Ваш файл выложить?

[Electrovoicer]

В обсуждаемом дросселе может применяться провод(или микропровод-для особо продвинутых управляющих миром) разного диаметра.Это имелось в виду...

главное, что имелось в виду, коллега - просьба предъявить Ваши реализованные конструкции, для понимания, с кем мы имеем дело. После этого можно будет продолжить разговор.

[Mepavel]

Я конечно извиняюсь, но по моему здесь либо большой шаг интегрирования, либо переходной процесс. Почему спектр не спадающий? Можете Ваш файл выложить?

Согласен, особенно интересно посмотреть модели элементов.

[Electrovoicer]

Я конечно извиняюсь, но по моему здесь либо большой шаг интегрирования, либо переходной процесс. Почему спектр не спадающий? Можете Ваш файл выложить?

нет, файл симуляции я выкладывать не буду, так как считаю его своей интеллектуальной собственностью и пока не готов поделиться этим.
спадающий спектр с подобными амплитудами гармоник (имеется в виду, такими малыми) в системах с глубокой ООС и относительно малыми токами покоя каскадов по моему скромному мнению получить не представляется возможным.
а вот переведя в режим без отсечки тока выходной каскад CFB, можно рассчитывать на такое:


забыл упомянуть, все графики даны для нагрузки 25 ом при размахе на ней 15В п-п, т.е. в очень тяжелом, на практике не используемом режиме

[Olegyurich]

спадающий спектр с подобными амплитудами гармоник (имеется в виду, такими малыми) в системах с глубокой ООС и относительно малыми токами покоя каскадов по моему скромному мнению получить не представляется возможным.

Ну, файл Дениса, который я смотрел, имел таки спадающий спектр(собственно кроме 2 гармоники ничего и нет), хотя и с более высокими значениями. Вот я и удивился Вашему))
Таки да при THD менее -140 дБ спектры перестают быть спадающими( добавил в свою симуляцию ADA4899 и предложенную Вами коррекцию).

[Mepavel]

нет, файл симуляции я выкладывать не буду, так как считаю его своей интеллектуальной собственностью и пока не готов поделиться этим.

Это правильно.

спадающий спектр с подобными амплитудами гармоник (имеется в виду, такими малыми)

Ещё бы гармоники были большими, когда используется макрос идеального ОУ. Хотя может я ошибаюсь. Вы можете выложить SPICE-модели используемых элементов? В частности ОУ и транзисторов?

Таки да при THD менее -140 дБ спектры перестают быть спадающими( добавил в свою симуляцию ADA4899 и предложенную Вами коррекцию).

Вот какой спектр показывает модель ADA4899 на частоте 1 МГц (G=+1, A_OUT=2V, Vcc=-Vee=5V, R_L=1 kOm):

Т.е. модель этого ОУ не соответствует даташиту в плане искажений (что и понятно из её текстового описания в MC). Отсюда можно сделать вывод, что для получения монотонно спадающего спектра скорее всего нужно просто добавить в схему какой-нибудь нелинейный элемент (например эмиттерный повторитель).

[IVX]

да уж, и копеечные оу в спайсе, бывают чудо как хороши. Помню, насобирал в MC из транзисторов несколько известных оу - и близко не то (может из-за несоответствия моделей bjt). Кстати, измерялось-ли чего в реале?