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

[VVS_]

А не все ли равно, мегагерцы с малой амплитудой или килогерцы с большой? При условии равенства скорости нарастания сигнала в обоих случаях. Входной ФНЧ как раз и задает эту скорость, а "мегагерцы" влияют только на амплитуду себя самих, после фнч.

[Teoretic]

Ну вот типичная ошибка. Обычно на вход усилителя и подают меандр такой амплитуды, чтобы он не вошёл в клиппинг. Только процесс то будет нелинейный, так как на крутых фронтах меандра (больших dV/dt) усилитель входит в ограничение по скорости нарастания, связанное с конечным током перезарядки ёмкости. А это означает, что при любой амплитуде сигнала скорость нарастания ограничена. И клиппинг здесь вообще не имеет значения. В "линейном" режиме никогда не измеряют предельную скорость нарастания усилителя, т.к. пока режим условной линейный, значит усилитель ещё не достиг своей предельной скорости нарастания.

Ничего это не значит.
Нельзя так на пальцах проводить анализ. Вы ошибаетесь и не видите своей ошибки. И почему вы все время какую-то емкость заряжаете?
Зачем это вам?
И зачем загонять усилитель в нелинейный режим? Вы хотите так получить какие-то вразумительные параметры?
Почитайте все-таки про переходные характеристики и линейные цепи.
Вся терминология идет от линейных цепей, и измеряют переходные характеристики в линейных режимах, когда ничего не перегружается.
А если усилитель перегрузился, уж извините, что вы там намерили, уже не имеет значения.

[Slava!!!]

А не все ли равно, мегагерцы с малой амплитудой или килогерцы с большой? При условии равенства скорости нарастания сигнала в обоих случаях. Входной ФНЧ как раз и задает эту скорость, а "мегагерцы" влияют только на амплитуду себя самих, после фнч.

Это верно только для простейшей однополюсной коррекции АЧХ петлевого усиления. Для более сложных случаев частотная характеристика максимально допустимых амплитуд на выходе усилителя будет иметь более хитрую форму.

[VVS_]

ФНЧ 2 порядка по входу уже не применяются? Чем-то чревато?

[.Васильев]

Молчите про тесты? Вот вам тест меандр2кгц плюс синус15кгц в соотношении 4/1.По входу ограничение входным фильтром до 150кгц,далее крутой спад до нуля на 800кгц . Что скажите о реакции мощника и его динамических свойствах.

[Nikolav]

И зачем загонять усилитель в нелинейный режим? Вы хотите так получить какие-то вразумительные параметры?

Идеальный меандр перегрузит любой усилитель, просто не хватит скорости нарастания на выходе. Эта скорость ограниченна скоростью перезаряда емкости (как правило емкости УН).
Что тут не понятного? Об этом и пишет Павел.

По скорости нарастания.
Их есть две .
Первая. Подают меандр (и абсолютно всё равно что там перегружается внутри схемы) и измеряется скорость выходного сигнала. Этот параметр и пишется в даташитах.
Вторая. Измеряют скорость изменения выходного сигнала когда все каскады ещё в линейных режимах.
Первые измерения могут быть приблизительно равны вторым, например УМ Л.Зуева.
Или первые могут на порядок отличаться от вторых, например УМ по структуре ТОС.

Offтопик:
Недавно приехал, прочитал все 40 страниц. Поржал

[Teoretic]

Идеальный меандр перегрузит любой усилитель, просто не хватит скорости нарастания на выходе. Эта скорость ограниченна скоростью перезаряда емкости (как правило емкости УН).
Что тут не понятного? Об этом и пишет Павел.

А почему вы смешали в одну кучу перегрузку и скорость нарастания?
И Павел так же делает?
Непонятно, откуда такое мнение, что меандр всегда перегружает. Это совершенно не соответствует действительности. Такое ощущение, что здесь никто никогда не слышал про линейные искажения.
Это никакая не перегрузка.
Просто система отрабатывает ступенчатый перепад как может.
И все в линейном режиме.

---------- Добавлено в 12:33 ---------- Предыдущее сообщение в 12:24 ----------

Молчите про тесты? Вот вам тест меандр2кгц плюс синус15кгц в соотношении 4/1.По входу ограничение входным фильтром до 150кгц,далее крутой спад до нуля на 800кгц . Что скажите о реакции мощника и его динамических свойствах.
http://s018.radikal.ru/i522/1208/3d/47d3d53f26fc.gif

По-моему, проще синус посмотреть, не пытается ли он где-то на высоких (важных для вас) частотах в треугольник превратиться.

[Edgar]

По скорости нарастания.
Их есть две .
Первая. Подают меандр (и абсолютно всё равно что там перегружается внутри схемы) и измеряется скорость выходного сигнала. Этот параметр и пишется в даташитах.
Вторая. Измеряют скорость изменения выходного сигнала когда все каскады ещё в линейных режимах.
Первые измерения могут быть приблизительно равны вторым, например УМ Л.Зуева.
Или первые могут на порядок отличаться от вторых, например УМ по структуре ТОС.

У меня на модели УВВ Сухова реакция на трапецию по входу получалась при определенных условиях по времени даже короче, чем фронт

[Nikolav]

И Павел так же делает?

Нет, так делают все .

А почему вы смешали в одну кучу перегрузку и скорость нарастания?

Да потому, что это причина и следствие. А если посмотреть с другой стороны - яйцо и курица.

[Teoretic]

Нет, так делают все .

Да потому, что это причина и следствие. А если посмотреть с другой стороны - яйцо и курица.

К сожалению, диалог перестал быть конструктивным.
Можете продолжать верить в ваши заблуждения.

[Nikolav]

Просто система отрабатывает ступенчатый перепад как может.
И все в линейном режиме.

Чтобы всё было в линейном режиме, надо чтоб скорость нарастания входного сигнала была равна скорости нарастания выходного сигнала. Иначе будет срыв по петле ОС. Т.о. если на входе математический меандр с бесконечной скоростью нарастания, то и на выходе должен быть меандр с такой же скоростью. Но любой усилитель имеет ограничение по скорости нарастания. Значит будет срыв по петле ОС, значит что-то где-то обязательно перегрузится. Я ж говорю, яйцо и курица.

[Teoretic]

Чтобы всё было в линейном режиме, надо чтоб скорость нарастания входного сигнала была равна скорости нарастания выходного сигнала. Иначе будет срыв по петле ОС. Т.о. если на входе математический меандр с бесконечной скоростью нарастания, то и на выходе должен быть меандр с такой же скоростью. Но любой усилитель имеет ограничение по скорости нарастания. Значит будет срыв по петле ОС, значит что-то где-то обязательно перегрузится. Я ж говорю, яйцо и курица.

Все, что здесь написано, неправильно.
Такие рассуждения "на колбасе и мясе" совершенно не прокатывают.
Теория автоматического регулирования, даже в своей линейной части - весьма сложная математически вещь.
Все системы регулирования (а не только усилители с ООС) проверяют на переходные характеристики, и системы отрабатывают такие входные сигналы, полностью оставаясь в штатных режимах, и ничего у них не перегружается.
Если вы об этом ничего не знаете и знать не хотите - это ваше дело.
Только зачем здесь это демонстрировать?

[sia_2]

Т.о. если на входе математический меандр с бесконечной скоростью нарастания, то и на выходе должен быть меандр с такой же скоростью. Но любой усилитель имеет ограничение по скорости нарастания. Значит будет срыв по петле ОС, значит что-то где-то обязательно перегрузится. Я ж говорю, яйцо и курица.

Совершенно необязательно.
Если амплитуда этого "математического" меандра конечна, и меньше зоны линейности входных каскадов (которая может быть еще и частотно-зависимой, с ростом для ВЧ за счет коррекции "по входу") - никакого срыва ООС не произойдет и произойти не может в принципе. Независимо от скорости нарастания как "математического меандра", так и самого усилителя (!).

[Nikolav]

се, что здесь написано, неправильно.

Относительно большинства схем - правильно. Но чтоб избежать этого есть одна лазейка - коррекция по входу.

---------- Добавлено в 14:26 ---------- Предыдущее сообщение в 14:25 ----------

с ростом для ВЧ за счет коррекции "по входу") - никакого срыва ООС не произойдет.

Блин, опоздал я.

[AS79]

что по тесту Оталы меандр плюс синус ?

TIM100(30)

[Nikolav]

Теория автоматического регулирования,

Teoretic, когда я был ровесником Павла, мне тоже казалось, что я самый умный , зная всякие теории, но реалии жизни показали мне ограничения, в которых эти теории не работают, по теме - это заход в нелинейный режим. Пора уже переходить от чёрных ящиков с идеальными параметрами к реальным реализациям, так сказать с небес на землю.

[Teoretic]

Teoretic, когда я был ровесником Павла, мне тоже казалось, что я самый умный , зная всякие теории, но реалии жизни показали мне ограничения, в которых эти теории не работают, по теме - это заход в нелинейный режим. Пора уже переходить от чёрных ящиков с идеальными параметрами к реальным реализациям, так сказать с небес на землю.

Я как раз работаю с системами регулирования, самыми что ни на есть реальными. О них вам и говорю.
Все работает по теории.
Знаю тех, у кого практика не сходится с теорией. Всегда у таких - беда с теорией.

Я создаю такое впечатление, что считаю себя самым умным?
Мне казалось, я пытаюсь объяснить, в чем именно мои оппоненты неправы.
Но они меня не слышат.

Возвращаясь к теме.
Любой усилитель с любой скоростью нарастания способен отработать идеально прямоугольный сигнал, не перегружаясь (Нет, если задаться целью, перегрузить можно что угодно). И совсем не обязательно при этом, что у линейного усилителя на выходе будет прямоугольник. Можно даже сказать, никогда не будет.
Линейные искажения потому так и называются, что существуют в линейных системах. И никаких разрывов петли ОС при этом не происходит.

[Mepavel]

Я как раз работаю с системами регулирования, самыми что ни на есть реальными. О них вам и говорю.
Все работает по теории.
Знаю тех, у кого практика не сходится с теорией. Всегда у таких - беда с теорией.

Teoretic, не понимаю о чём идёт спор. Вы обвиняете всех в том, что они не понимают связи между АЧХ, ФЧХ и ПХ в линейных системах. Только к предельной скорости нарастания (того параметра который указывается в даташитах на ОУ) реального усилителя это не имеет никакого отношения. И нельзя связать АЧХ и ФЧХ любого реального ОУ с его предельной скоростью нарастания, которая ограничена током перезарядки ёмкости. И никакими АЧХ и ФЧХ на максимальном сигнале это в общем-то не описывается. Хотя нельзя вообще водить эти понятия для нелинейных систем. И тем более обсуждать какие-то АЧХ и ФЧХ на большом сигнале. По-мимо того, что с научной точки зрения это некорректно, так ещё и показывает непоследовательный подход нелинейного анализа.

[Nikolav]

Offтопик:

Я создаю такое впечатление, что считаю себя самым умным?

Честно ответить?

[.Васильев]

TIM100(30)

угу .