Глубокая ООС и динамические искажения в УМЗЧ

[Teoretic]

Динамические искажения.pdfНаверное, это надо было сделать намного раньше, но лучше поздно, чем никогда.
Надеюсь, эта тема внесет некоторую ясность в вопрос о глубокой ООС.

Сама заметка:
http://minus.com/lbwxxedETMAj0

Выкладываю в pdf, там формулы и рисунки.

Модели в MicroCap8:
http://minus.com/lbuW9uqjOJEmpQ
http://minus.com/lba5ivZ94guuqV

Вот плод коллективных трудов, исправленная заметка и модели.
tim2.cir
tim1.cir
Динамические искажения.pdf

[Mepavel]

На выходе всего усилителя и не будет перерегулирования.

Проблема в том, что усилитель может плохо звучать. Не исключено, что наличие такого перерегулирования уже на синусе звуковой частоты может плохо сказаться на детальности звучания. Считаю, что в нормальном усилителе не должно происходить процессов перерегулирования на ЗЧ.

[AS79]

Зачем такие страсти Господни? Вы что, на матюгальник его поставить хотите, и чтобы непременно с ленточным микрофоном?

Как то не понял о чем речь.

в классе А обеспечивает Ку без ООС порядка 100 - 400

Это у меня и сейчас работает в 4х полосном УМе

[Nick]

Проблема в том, что усилитель может плохо звучать. Не исключено, что наличие такого перерегулирования уже на синусе звуковой частоты может плохо сказаться на детальности звучания. Считаю, что в нормальном усилителе не должно происходить процессов перерегулирования на ЗЧ.

Почему он может плохо хвучать? Где это написано? Даже выбросы выходе всего усилителя на звуке вполне могут никак не сказаться. Если это перегулирование не меняется в зависимости от выходного сигнала, то значит это линейный эффект - это АФЧХ такая значит у усилителя, (подьём на на ВЧ, скорее всего за пределами звукового дипазона). Если не нравится его всегда можно убрать входным фильтром.

[Mepavel]

Если не нравится его всегда можно убрать входным фильтром.

Так в Вашей схеме вроде уже есть входной фильтр.

[Nick]

Так в Вашей схеме вроде уже есть входной фильтр.

Ну так на выходе и нет перерегулирования. (Хотя на моей схеме это не совсем то и фильтр, по крайней мере его роль там несколько иная).

[Mepavel]

Ну так на выходе и нет перерегулирования.

А может быть и есть. Никто же не тестировал усилитель импульсами одной полярности. Чтобы можно было посмотреть, как выходит усилитель на полку V(OUT)=0.

[Nick]

А может быть и есть. Никто же не тестировал усилитель импульсами одной полярности. Чтобы можно было посмотреть, как выходит усилитель на полку V(OUT)=0.

И чего это даст по твоему?

[Mepavel]

И чего это даст по твоему?

Элементарно. Проверим устойчивость, когда на выходе напряжение равно нулю.

[Nick]

Элементарно. Проверим устойчивость, когда на выходе напряжение равно нулю.

Как ты проверишь устойчивость? С частотозависимыми цепями коррекции тебе это ничего не даст. И ты опять про устойчивость, ты как то уже определись...

[Mepavel]

Как ты проверишь устойчивость?

Nick, разве Вам неизвестно, что устойчивость усилителя надо проверять на разных точках выходного напряжения? Вот при нуле на выходе, ток через ВК мал. У LM3886 могут возникнуть из-за этого проблемы, поскольку в этом состоянии выходное сопротивление повторителя достаточно большое. Отсюда больший фазовый набег Rвых*Свых. Мне понятно одно, что усилитель который уходит в перерегулирование на ЗЧ - плохой усилитель. Вот я пытаюсь разобраться из-за чего это происходит в Вашем усилителе.

[Nick]

Nick, разве Вам неизвестно, что устойчивость усилителя надо проверять на разных точках выходного напряжения?

Ты думаешь я не проверял?

---------- Добавлено в 13:40 ---------- Предыдущее сообщение в 13:35 ----------

У LM3886 могут возникнуть из-за этого проблемы, поскольку в этом состоянии выходное сопротивление повторителя достаточно большое. Отсюда больший фазовый набег Rвых*Свых.

Самый проблемный участок это когда близко к питанию, при тяжёлой нагрузке там падает как усиление так и частотные св-ва ВК ухудшаются. В нуле как раз всё относительно неплохо.

[Nick]

Мне понятно одно, что усилитель который уходит в перерегулирование на ЗЧ - плохой усилитель. Вот я пытаюсь разобраться из-за чего это происходит в Вашем усилителе.

Там нет никакого перерегулирования, это так по дизайну, внутри схемы могут быть такие сигналы. И частота там не звуковая, потому как искажения ВК от 20кГц это за пределами ЗЧ. Видел как выглядит усилиение ВК? Вот помнож это на синус (на 90гр только надо сдвинуть, из-за коррекции) и получишь примерно то, что у меня на осциллограмме.

[krulfa]

Нельзя в усилитель прикрутить просто так усиление в середину полосы при этом не завалив скорость нарастания.

Это смотря как прикручивать. Можно умножением, введя еще один усилительный каскад. Можно сложением, добавив параллельный низкочастотный канал усиления, как у Литаврина. А можно методом ПОС, как у Матюшкина. Главное, понимать, что делаешь и зачем.

[Mepavel]

Это смотря как прикручивать. Можно умножением, введя еще один усилительный каскад. Можно сложением, добавив параллельный низкочастотный канал усиления, как у Литаврина. А можно методом ПОС, как у Матюшкина. Главное, понимать, что делаешь и зачем.

И это я тоже учитываю.

---------- Добавлено в 21:57 ---------- Предыдущее сообщение в 21:56 ----------

Там нет никакого перерегулирования, это так по дизайну, внутри схемы могут быть такие сигналы. И частота там не звуковая, потому как искажения ВК от 20кГц это за пределами ЗЧ. Видел как выглядит усилиение ВК? Вот помнож это на синус (на 90гр только надо сдвинуть, из-за коррекции) и получишь примерно то, что у меня на осциллограмме.

Да это проще промоделировать, подвесив дискретный двухтактный эмиттерный повторитель.

[Nick]

Вот я пытаюсь разобраться из-за чего это происходит в Вашем усилителе.

Ты можешь и в своём такое же наблюдать. Возьми выход усилителя и вычти то что на его входе помноженное на его Ку (только надо точно, и скорректировать по АФЧХ усилителя, например RC цепью, селектор искажений видел? ). Ты получишь сигнал искажений твоего усилителя за вычетом его линейных искажений. На низкоомной нагрузке у тебя будет примерно такая же картинка как и у меня, ведь на ней как раз и есть искажения LM3886. Чтобы их небыло на её выходе, их надо подавать на её вход. И кто ещё не понял, то ОС в ZD-50 грубо говоря по вычитанию (разностная) .

[Mepavel]

Ты можешь и в своём такое же наблюдать. Возьми выход усилителя и вычти то что на его входе помноженное на его Ку (только надо точно, и скорректировать по АФЧХ усилителя, например RC цепью). Ты получишь сигнал искажений твоего усилителя за вычитом его линейных искажений.

А не проще в моём усилителе для этого просто посмотреть сигнал на дифференциальных входах? Или в любой точке усилителя, например на выходе УН?

[Nick]

А не проще в моём усилителе для этого просто посмотреть сигнал на дифференциальных входах? Или в любой точке усилителя, например на выходе УН?

На диф входах именно такого не будет, потому как на них будет выходной сигнал делённый на К усилителя (т.е. его усиление без ОС, с учётом его нелинейности и пр.). А это не одно и то же.

[krulfa]

Одним предложением:

Порог возникновения динамических искажений снижается, если цель увеличения петлевого усиления и глубины ООС достигается путем увеличения крутизны входного каскада без пропорционального увеличения его режима, которое необходимо для сохранения его перегрузочной способности. Собственно, вот почему ОООС оказывается "виноватой".

И увеличение крутизны, и снижение режимов транзисторов в массовой аппаратуре продиктовано коммерцией, чтобы сохранить дешевизну и простоту изделий. Так же, как и "экономные" выходные каскады в классах B и AB. В результате мы имеем то, что имеем.

[Mepavel]

krulfa, ни капельки с Вами не согласен. Одни входным каскадом проблему не решить!

---------- Добавлено в 22:15 ---------- Предыдущее сообщение в 22:13 ----------

На диф входах такого не будет, потому как на них будет выходной сигнал делённый на К усилителя (т.е. его усиление без ОС, с учётом его нелинейности и пр.). А это не одно и то же.

На диф. входах будет именно то что Вы и написали

Ты можешь и в своём такое же наблюдать. Возьми выход усилителя и вычти то что на его входе помноженное на его Ку (только надо точно, и скорректировать по АФЧХ усилителя, например RC цепью, селектор искажений видел? ). Ты получишь сигнал искажений твоего усилителя за вычетом его линейных искажений.

Можно даже отдельно резистивный делитель подключить к выходу усилителя, такой же как обратная связь. И сравнивать входной сигнал с точкой выхода этого делителя. Т.е. как раз и провести то вычитание V_IN-V_FB.
P.S. Не забываем, что у меня нет ФНЧ по входу.

[Nick]

На диф. входах будет именно то что Вы и написали

По виду может быть, если К усилителя без ОС большой, но по сути нет.

Можно даже отдельно делитель подключить к выходу усилителя, такой же как обратная связь. И сравнивать входной сигнал, точкой выхода этого делителя.
P.S. Не забываем, что у меня нет ФНЧ по входу.

Нет, делитель должен быть немного с другим соотношением, чтобы полностью компенсировать сигнал (усилитель то имеет не бесконечность усиления в петле, значит его Ку не равен строго делителю). То же на ВЧ, у усилителя падает К, надо делитель на ВЧ чтобы был другим немного. Мы же хотим видеть все искажения за вычетом линейных (какие например вносит идеальная RC цепь).