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]

Подтвердились мои соображения насчет зависимости между скоростью нарастания и частотой единичного усиления (формула 37).

Teoretic, в Ваших соображениях даже 2*pi не фигурировало , но в принципе ход мысли был верный. Кстати, не могли бы объяснить вывод этой формулы (37)?

[Teoretic]

Teoretic, в Ваших соображениях даже 2*pi не фигурировало ,

Да ладно! Я же пренебрег им ввиду грубости модели.

но в принципе ход мысли был верный. Кстати, не могли бы объяснить вывод этой формулы (37)?

Да он в точности такой же (с учетом, конечно, что круговая частота в 2пи раз больше линейной), просто для получения размерной скорости подставлено максимально возможное входное напряжение дифференциального каскада. Тут еще надо подумать, но интуитивно возражений не возникает.

[Mepavel]

Да ладно! Я же пренебрег им ввиду грубости модели.

Ничего себе. Ну нельзя же множителем 2*pi перед всей формулой пренебрегать.

Offтопик:
C такими расчётами наши ракеты полетят не на вражеские территории, а в нас же самих.

Да он в точности такой же (с учетом, конечно, что круговая частоа в 2пи раз больше линейной), просто для получения размерной скорости подставлено максимально возможное входное напряжение дифференциального каскада. Тут еще надо подумать, но интуитивно возражений не возникает.

Ну так в том то Ваша ошибка, что Вы неправильно задачу сформулировали. А дальше все формулы - филькина грамота.

[Shaq]

Нельзя вырывать формулу из контекста, там четко сказано что она справедлива для какой-то конктретной тополигии (741 type), соотв тип входного каскадаи возможно ток покоя предопределены.

Так же интересно заключение представленое в абзаце "The effect of feedback for SS>SR"

[АЛВАЛИ]

АЛВАЛИ, не понимаю в чём претензии.
Я вроде ясно дал понять, что в общем случае скорость нарастания ОУ или УМЗЧ
нельзя связать с их АЧХ и ФЧХ.
Добавите конденсатор (неважно по входу или через ООС) - получите ФНЧ,
искусственно ограничите скорость нарастания на входе ОУ или УМЗЧ.

Не ну конечно, я понял вашу позицию по этому вопросу, но считаю что она ошибочна.
Предельная скорость нарастания обусловнена характеристиками примененных эл. приборов
(транзисторы), внутренней топологией и структурой усилителя. А далее, она уменьшается
(снижается, лимитируется) разного рода ООС, включая и цепь коррекции. И по фигу,
какая она там, местная общая и т.д. Все усилители имеют эти самые ООС, и оторвать их
от усилителя нельзя. Именно эти ООС нормируют АЧХ и ФЧХ, и как следствие, скорость нарастания.

Чииииистую, предельную, т.е. максимальную скорость нарастания, где либо встреть очень трудно.
Причина проста, все реально работающие усилители и ОУ, уже с этой самой коррекцией
(с внутренними ООС), и тем самым изначально они все с лимитом (ограничением) на скорость нарастания. И собственно и представляют собой типичный ФНЧ.

[Teoretic]

Нельзя вырывать формулу из контекста, там четко сказано что она справедлива для какой-то конктретной тополигии (741 type), соотв тип входного каскадаи возможно ток покоя предопределены.

Да-да. Только вот почему-то выводы этой статьи они применяют ко всем усилителям вообще.
Надо смотреть шире. И видеть, где у авторов конкретика, а где - применение общей теории. А не упираться в одну выдернутую из контекста формулу.

Offтопик:

А Вы, Mepavel, меня разочаровали.
Нельзя так, как флюгер, легко менять свою позицию на противоположную. Оставаясь на своей точке зрения, Вы, конечно, должны были опровергать и позицию авторов той статьи (как и мою), настаивая на том, что связи скорости нарастания с АЧХ нет и быть не может. Но Вы с легкостью соглашаетесь с ними (причем, даже не признавая свои ошибки).

[Shaq]

Да-да. Только вот почему-то выводы этой статьи они применяют ко всем усилителям вообще.
Надо смотреть шире. И видеть, где у авторов конкретика, а где - применение общей теории. А не упираться в одну выдернутую из контекста формулу.

Выводы и формула это несколько разные вещи. Но переубеждать я вас не собираюсь

P.S. Формулу из контекста выдергивал не я Есть четкие границы и условия где она применима и не указывать из нельзя. Формула как она есть ссылается на строго определенные Gm и Ibias, или же Vth, поскольку Vth = Ibias/Gm (26мВ). Но что там написано никак не V ~ 10 * Ft. И то это все справедливо только для схем с входным ьиполярным ДК без диградирующих резисторов . Если тип входа другой то ограничение может наступать по другой причине или в другой момент. И даже среди ДК есть случаи когда это неприменимо, если присутсвуют диградирующие резисторы соотношение поменяется, либо как упомянуто в той же статье, если применяется feedforward, увеличивающий скорость наростания, соотношение будет опять другим.

[Johny]

Надо смотреть шире. И видеть, где у авторов конкретика, а где - применение общей теории.

В статье рассматривается один из механизмов продуцирования TIMD, о чем и указано в названии статьи.
Другие аспекты возникновения TIMD рассмотрены другими авторами (см., в том числе, библиографию в этой статье).

[Edgar]

....настаивая на том, что связи скорости нарастания с АЧХ нет и быть не может. Но Вы с легкостью соглашаетесь с ними (причем, даже не признавая свои ошибки). [/OFF]

Связь с АЧХ есть, но по АЧХ и АФХ определить скорость нарастания нельзя.

[Teoretic]

Связь с АЧХ есть, но по АЧХ и АФХ определить скорость нарастания нельзя.

Offтопик:

По-вашему, нельзя. А в статье - вычисляют.

[.Васильев]

Offтопик:

Робяты, а вы иллюстрировать свои мысли не хотите? Подтверждать свои слова схемными решениями не хотите?

[Teoretic]

Итак, поскольку никаких вразумительных возражений не последовало, принципиально важный для меня тезис об отстуствии всякой связи между динамическими искажениями и скоростью нарастания - включаем в содержание статьи.
(динамические искажения понимаются в смысле определения в статье, хотя какие-либо другие автору не известны).

[Edgar]

Offтопик:

По-вашему, нельзя. А в статье - вычисляют.

Прочитал я статью. В статье вычисляют вовсе не по АЧХ и АФХ, там ещё очень многое учитывается.

[Mepavel]

И по фигу,
какая она там, местная общая и т.д. Все усилители имеют эти самые ООС, и оторвать их
от усилителя нельзя. Именно эти ООС нормируют АЧХ и ФЧХ, и как следствие, скорость нарастания.

Чииииистую, предельную, т.е. максимальную скорость нарастания, где либо встреть очень трудно.
Причина проста, все реально работающие усилители и ОУ, уже с этой самой коррекцией
(с внутренними ООС), и тем самым изначально они все с лимитом (ограничением) на скорость нарастания. И собственно и представляют собой типичный ФНЧ.

АЛВАЛИ, Ваша позиция понятна. ООС тоже могут работать как ФНЧ. Сама по себе предельная скорость нарастания никак не определяется ФНЧ. Можно просто подать амплитуду по больше, так что ФНЧ не поможет или просто придёт сигнал с ВЧ-гармониками через эту же ООС и перегрузит УМ. Дело в том, что для любого усилителя предельная скорость нарастания лимитирована. ФНЧ - лишь средство для уменьшения скорости нарастания у входного меандра при данной амплитуде. Если скорость нарастания уже ограничена по входу, что разумеется лимита по выходу не будет. И это совсем не означает, что у данного усилителя нет лимита по скорости нарастания.

---------- Добавлено в 12:01 ---------- Предыдущее сообщение в 11:57 ----------

А Вы, Mepavel, меня разочаровали.
Нельзя так, как флюгер, легко менять свою позицию на противоположную. Оставаясь на своей точке зрения, Вы, конечно, должны были опровергать и позицию авторов той статьи (как и мою), настаивая на том, что связи скорости нарастания с АЧХ нет и быть не может. Но Вы с легкостью соглашаетесь с ними (причем, даже не признавая свои ошибки).

Teoretic, да я и не менял свою позицию. Мне было просто интересно как Вы обоснуете ход мысли тех авторов.

---------- Добавлено в 12:04 ---------- Предыдущее сообщение в 12:01 ----------

Формула как она есть ссылается на строго определенные Gm и Ibias, или же Vth, поскольку Vth = Ibias/Gm (26мВ).

Shaq, поддерживаю. О чём я и толкую! Teoretic, вообще непонятно как поставил исходную задачу. Это вот уже ценный результат, показывающий предел перегрузки реального ОУ.

---------- Добавлено в 12:13 ---------- Предыдущее сообщение в 12:04 ----------

Связь с АЧХ есть, но по АЧХ и АФХ определить скорость нарастания нельзя.

Да связать то можно с АЧХ и ФЧХ, но нельзя рассчитать скорость нарастания руководствуясь только этими характеристиками, как это настойчиво утверждал автор темы!

[Shaq]

...

Еще ж напрмер если деградировать входной каскад то надо брать Gm не отдельного транзистора а всего каскада, или не Vth а Vth + Rэ*Iкаск/2, что существенно меняет соотношение.

[Shaq]

Offтопик:

Робяты, а вы иллюстрировать свои мысли не хотите? Подтверждать свои слова схемными решениями не хотите?

Два условных усилителя с существенно отличающейся граничной частотой но близкой максимальной скроростью наростания.

[Mepavel]

Еще ж напрмер если деградировать входной каскад то надо брать Gm не отдельного транзистора а всего каскада, или не Vth а Vth + Rэ*Iкаск/2, что существенно меняет соотношение.

Всё совершенно верно. А в большинстве УМЗЧ (те же Yamaha) между входным ДК и УН ставится буфер. И в этом случае скорость нарастания уже ограничена не ДК, а источником тока, являющимся нагрузкой в УН. Кстати и сам каскад ОЭ в УН ограничен по току, чтобы при перегрузке не войти в глубокое насыщение (а если питание раздельное для УН и ВК, то ограничение по току в УН - это просто необходимость).
Разумеется, если известно, на какой частоте и амплитуде начинается ограничение по максимальной скорости нарастания, то вычислить эту самую скорость нарастания не составит труда. Но это лишь подчёркивает, что нет никакой прямой связи между скоростью нарастания и АЧХ и ФЧХ усилителя. И практически не один ОУ не сможет воспроизвести сигнал максимальной амплитуды на своей граничной частоте.

---------- Добавлено в 13:35 ---------- Предыдущее сообщение в 13:31 ----------

Два условных усилителя с существенно отличающейся граничной частотой но близкой максимальной скроростью наростания.

Хороший пример. Видно, что эмиттерные резисторы заваливают усиление и следовательно граничную частоту. Однако при этом скорость нарастания не меняется, потому как ИТ в ДК и УН одинаковые в этих двух схемах.

[Shaq]

А в большинстве УМЗЧ (те же Yamaha) между входным ДК и УН ставится буфер. И в этом случае скорость нарастания уже ограничена не ДК, а источником тока, являющимся нагрузкой в УН.

Не совсем понял без схемы. Вот например в таком случае применения буфера слю рейт будет все так же ограничиватся током покоя входного каскада:



Возможно там применяют другой метод частотной компенсации

[Mepavel]

Вот например в таком случае применения буфера слю рейт будет все так же ограничиватся током покоя входного каскада:

Разумеется да, потому что воздействие ёмкостью коррекции прилагается к выходу ДК. В таком включении буфера входная ёмкость УН осталась на прежнем уровне. Разумеется и скорость нарастания осталась на прежнем уровне.

[.Васильев]

на пост 1019. Изените немного каскад уна.сделав его на транзисторах разной структуры и включив ОЭ_ОК .Тогда можно уйти от такой коррекции