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

[Shaq]

Ну, и в статье говорится точно в том же ключе, что и я (про задержки и влияние полюсов). Вот, к примеру, цитата из статьи о кручении фазы из-за коррекции (полюсов):

Returning to the origins of TlM, the situation is further aggravated by the additional slowness of response introduced in the open-loop amplifier by necessary feedback compensation. Each stage in a multi-stage amplifier introduces phase shift that increases with frequency.

Если бы вы прочитали статью немного внимательней, да и не только эту статью но и другие материалы которые упоминались, то поняли что глубина компенсации влияет только на частоту еденичного усиления, и два усилителя с разным усилением на НЧ могут иметь одну и ту же глубину компенсации и еденичную частоту и как следсиве одинаковоае быстродействие. Два усилителя с разным положением первого полуюса, при прочих равных, установятся одинаково быстро. Не поленитесь, прочитайте беседу с этим же человеком - http://www.diyaudio.com/forums/solid...-feedback.html

[viktor8m]

то поняли что глубина компенсации влияет только на частоту еденичного усиления

В общем случае не верно (из-за слова "только")

и два усилителя с разным усилением на НЧ могут иметь одну и ту же глубину компенсации и еденичную частоту и как следсиве одинаковоае быстродействие.

А с этим я никогда не спорил. Но согласитесь, верно, что определённые схемы могут и не "иметь". Понятно, что на быстродействие влияет и схемотехника, а не только коррекция (посмотрите мой пост 1140). Просто более высокий первый полюс с лёгкостью ведёт к бОльшему быстродействию, вот и всё.

[Mepavel]

По мне это всё совершенно не верно. Итак берём LME49710 (полюс 5 Гц) и ADA4898-1 (полюс 500 Гц), т.к. у них близкие Ft и SR.

Ничего себе близкие.

По твоему получается, что LME49710 на 2 порядка точнее ADA4898-1. На пост. напряжении действительно это так, а выше 500 Гц?

А что человеческий слух не воспринимает сигнал ниже 500 Гц? Вот как раз и получится, что у ADA4898-1 будет грязная середина. Особенно если её использовать в режиме Ku=20-40 дБ. Там начнут сказываться и тепловые искажения и нелинейность нагрузки. Глубина ООС на НЧ чрезмерно маленькая у ADA4898-1, что же тут непонятного.

Offтопик:
P.S. viktor8m, не стоит всерьёз воспринимать то, что пишут на форумах. Там задача выделиться и отличиться от стандартных решений. Вот и начинают выдумывать преимущества УМЗЧ с ультразвуковым полюсом, поскольку массовые решения УМЗЧ имеют инфразвуковой полюс. Там же на форумах пишут, что если использовать специальный сетевой кабель, то звук улучшается и всё такое. Тоже касается и сетевых фильтров.
viktor8m, не обманывайте себя. Купите лучше LME49710 (или LM4562) и ADA4898-1. Сделайте из них усилитель с Ku=40 дБ, подайте на них сигнал через низкоомный аттенюатор 40 дБ. И сравнивайте звучание с байпасом. Я уверен, что Вы резко поменяете своё мнение.

[Shaq]

Вот еще полезный материал, в частности на странице 13-102 - http://www.analog.com/static/importe...92756AN359.pdf

---------- Добавлено в 12:52 ---------- Предыдущее сообщение в 12:47 ----------

Просто более высокий первый полюс с лёгкостью ведёт к бОльшему быстродействию, вот и всё.

Передергиваете, это не одно и тоже. Часто более быстродействующие ОУ имеют однокаскадную конструкцию, и как следствие меньшее усиление, что дополнительно сдвигает полюс в ВЧ область. Если вы возьмете два одинаковых усилителя, в одном из которых первый поблюс смещен в ВЧ область, то устанавливатся они будут одинаково быстро.

В общем случае не верно (из-за слова "только")

Выкинем "только", пойдет?

[viktor8m]

Ничего себе близкие.

Не понял, это сарказм? Малосигнальная Ft (65 и 55 МГц) и при 1Vpp (14 и 10 МГц) близки, а быстродействие разное из-за полюса.

А что человеческий слух не слышит сигнал ниже 500 Гц? Вот как раз и получится, что у ADA4898-1 будет грязная середина.

Во-первых, это не середина. Во-вторых, ниже 1 кГц искажения уже не уменьшаются (ограничены шумом), а в-третьих, даже если у ADA4898-1 искажения ниже -115дБ и не падают на НЧ частотах, то это уже ниже порога слышимости, так что не понял, о какой грязи идёт речь.

Там начнут сказываться и тепловые искажения

А вот тут сказывается незнание что такое тепловые искажения. К глубине ООС они отношения не имеют, а зависят только от схемотехники и выходного напряжения.

Если вы возьмете два одинаковых усилителя, в одном из которых первый поблюс смещен в ВЧ область, то устанавливатся они будут одинаково быстро.

Да не спорю я со всеми вариантами разных схемотехник, может получаться всё что угодно. Разговор идёт исключительно о влиянии схемотехники на TIM.

[Shaq]

Разговор идёт исключительно о влиянии схемотехники на TIM

У нас с вами насколько я помню спор про милисекундные задержки?

[Mepavel]

даже если у ADA4898-1 искажения ниже -115дБ и не падают на НЧ частотах, то это уже ниже порога слышимости, так что не понял, о какой грязи идёт речь.

viktor8m, так это искажения при Ku=0 дБ, а если Ku=40 дБ, то уже не -115, а минус 75 дБ! Ну и о чём можно дальше говорить?

---------- Добавлено в 14:09 ---------- Предыдущее сообщение в 14:08 ----------

Во-первых, это не середина.

А что же это? Посчитайте гармоники от 500 Гц!

---------- Добавлено в 14:10 ---------- Предыдущее сообщение в 14:09 ----------

А вот тут сказывается незнание что такое тепловые искажения. К глубине ООС они отношения не имеют, а зависят только от схемотехники и выходного напряжения.

Ну это Вы тогда не знаете, что тепловые искажения от ВК прекрасно компенсируются ООС. И чем глубина ООС больше, тем лучше эта компенсация.

---------- Добавлено в 14:14 ---------- Предыдущее сообщение в 14:10 ----------

Не понял, это сарказм? Малосигнальная Ft (65 и 55 МГц) и при 1Vpp (14 и 10 МГц) близки, а быстродействие разное из-за полюса.

Ничего себе. Смотрите АЧХ и ФЧХ усиления этих микросхем. У LM4562 Ft=30 МГц, у ADA4898-1 - 100 МГц. И скорость нарастания 20 В/мкс, против 55 В/мкс.

[viktor8m]

viktor8m, так это искажения при Ku=0 дБ, а если Ku=40 дБ, то уже не -115, а минус 75 дБ! Ну и о чём можно дальше говорить?

Это спор ради спора? А что, при Ku=40 дБ у LME49710 искажения на 20кГц будут выше -75 дБ? Или ниже 1кГц для тебя самое важное в усилении звука? Да и глупо использовать эти микросхемы с усилением больше 5 (всегда можно добавить композит), а для большего усиления есть другие микросхемы.

Ну это Вы тогда не знаете, что тепловые искажения того ВК прекрасно компенсируются ООС. И чем глубина ООС больше, тем лучше эта компенсация.

Вообще-то под термином "тепловые искажения" понимают процессы во входном каскаде, а не ВК.

Смотрите АЧХ и ФЧХ усиления этих микросхем. У LM4562 Ft=30 МГц, у ADA4898-1 - 100 МГц.

Я брал из таблиц (именно это гарантирует производитель, а графики только для начального проектирования).

Offтопик:
Купите лучше LME49710 (или LM4562) и ADA4898-1. Сделайте из них усилитель с Ku=40 дБ, подайте на них сигнал через низкоомный аттенюатор 40 дБ. И сравнивайте звучание с байпасом. Я уверен, что Вы резко поменяете своё мнение.

Не знаю, зачем мне на них делать Ku=40 дБ, но LME49710 у меня есть (а также сдвоенный LME49860) и я один раз проводил прослушивание LME49710 в УМ по схемотехнике ВВ, и там звучал очень хорошо (ADA4898-1 у меня нет, не сравнивал), но это усилитель только для НЧ и на входе стоял ФНЧ на 700 Гц, так что о динам. искажений вопрос не стоял.

У нас с вами насколько я помню спор про милисекундные задержки?

Опять? А какая задержка (или, если приятней, кручение фазы) у сигналов выше частоты полюса без ООС? Не все понимают физический принцип работы ООС на сложных сигналах, изучая всё только по формулам, когда ООС замкнута, хотя эти формулы верны только для синуса одной частоты, и к другим сигналам отношения не имеют.

[Shaq]

Опять? А какая задержка (или, если приятней, кручение фазы) у сигналов выше частоты полюса без ООС? Не все понимают физический принцип работы ООС на сложных сигналах, изучая всё только по формулам, когда ООС замкнута, хотя эти формулы верны только для синуса одной частоты, и к другим сигналам отношения не имеют.

Как-то так:

Вот еще полезный материал, в частности на странице 13-102 - http://www.analog.com/static/importe...92756AN359.pdf

И еще раз напомню что здвиг фазы и абсолютная задержка это не одно и то же!

[Mepavel]

Это спор ради спора? А что, при Ku=40 дБ у LME49710 искажения на 20кГц будут выше -75 дБ? Или ниже 1кГц для тебя самое важное в усилении звука? Да и глупо использовать эти микросхемы с усилением больше 5 (всегда можно добавить композит), а для большего усиления есть другие микросхемы.

Это не спор ради спора. Вопрос стоит в концепции проектирования УМЗЧ. Вы утверждаете, что Вам не важно какой уровень искажений на СЧ. Т.е вопрос чистоты и прозрачности звучания Вас не волнует. Тогда мои претензии к Вам снимаются, прошу прощения, дальше спорить нет смысла.

---------- Добавлено в 15:07 ---------- Предыдущее сообщение в 15:04 ----------

Не все понимают физический принцип работы ООС на сложных сигналах, изучая всё только по формулам, когда ООС замкнута, хотя эти формулы верны только для синуса одной частоты, и к другим сигналам отношения не имеют.

По-моему то все этот принцип прекрасно понимают. Любой даже самый сложный сигнал можно разложить в ряд Фурье и анализировать фазу каждой гармоники по АЧХ и ФЧХ. Какие проблемы? По-моему это Вы ничего не понимаете, к сожалению.

[Shaq]

Еще напомню что любой апериодический сигнал раскладывается на непрерывный спектр частот. Так что для таких систем без разницы переодический сигнал или нет, просто спектр меняется от непрерывного к дискретному.

[Mepavel]

Offтопик:
Shaq, прошу прощения, но то чем сейчас занимается viktor8m не что иное, как мракобесие. Полностью антинаучные и необоснованные заявления, которые никакого подтверждения на практике, разумеется, не будут иметь.

---------- Добавлено в 15:21 ---------- Предыдущее сообщение в 15:16 ----------

Вообще-то под термином "тепловые искажения" понимают процессы во входном каскаде, а не ВК.

Опять же - где такое написано? (в журнале "радио" ?) Почему тепловые искажения в выходном каскаде не могут иметь место?

[viktor8m]

Вы утверждаете, что Вам не важно какой уровень искажений на СЧ.

Если гармонические искажения на 20 кГц уже -110дБ, то ниже меня уже не интересует, прозрачность это не добавит.

Любой даже самый сложный сигнал можно разложить в ряд Фурье и анализировать фазу каждой гармоники по АЧХ и ФЧХ.

Еще напомню что любой апериодический сигнал раскладывается на непрерывный спектр частот.

Верно, и я об этом говорил не раз. Наконец-то Вы приближаетесь к тому, о чём я толкую. Итак, разные составляющие сложного сигнала за одно время проходят каскады усилителя , чтобы потом образовать нужный сигнал ООС, или, иначе, у них будет одинаковый сдвиг фазы между собой?

Offтопик:
Shaq, прошу прощения, но то чем сейчас занимается viktor8m не что иное, как мракобесие. Полностью антинаучные и необоснованные заявления, которые никакого подтверждения на практике, разумеется, не будут иметь.

Нашёл несколько статей в старых (ещё советских) журналах Радио прямо по моим словам (ещё скажете, что я оттуда всё взял), сделай поиск в Гуголе о динам. искажений, они сразу выходят (выкладывать не буду). Хотя как можно сравнивать советских инженеров и современную гениальную молодёж?

[Mepavel]

Верно, и я об этом говорил не раз. Наконец-то Вы приближаетесь к тому, о чём я толкую. Итак, разные составляющие сложного сигнала за одно время проходят каскады усилителя , чтобы потом образовать нужный сигнал ООС, или у них будет сдвиг фазы между собой?

viktor8m, Вы же сами видели, что в усилителе с инфразвуковым полюсом ФЧХ после охвата ООС - практически идеально ровная и ничем не хуже ФЧХ усилителя с ультразвуковым полюсом. Отсюда вывод - никаких фазовых сдвигов в сложном сигнале (и тем более задержках в 1 мс, о которых Вы пишите) в принципе быть не может!

---------- Добавлено в 15:36 ---------- Предыдущее сообщение в 15:33 ----------

Offтопик:

Хотя как можно сравнивать советских инженеров и современную гениальную молодёж?

А чем советские инженеры были лучше? Мы сейчас пожинаем плоды их кривых разработок. Об этом я с уверенностью могу сказать, т.к. работаю на предприятии, основанном ещё в 50-х. Те антинаучные высказывания, которые Вы пишите - это квалификация тех инженеров? Хотя я сомневаюсь. Уж что-то, а раньше хорошо понимали связь между частотной и временной областью. Автор темы, кстати, это тоже правильно делает, хотя он и не инженер.

[kaskod]

Почему тепловые искажения в выходном каскаде не могут иметь место?

Моё имхо , ВК-повторитель и кроме того как вы писали они прекрасно компенсируются ООС. А входной другая песня.

Offтопик:
Я сам был молодым и горячим, это проходитА вот позвольте спросит чего такого изобрела современная молодёжь, в отличии от советских инженеров ?По моему россия вообще живёт благодаря заделам советских инженеров, ну и ныне иногда тупого копирования зарубежной техники, даже не пытаясь нагнать то технологическое отставание

[viktor8m]

У нас с вами насколько я помню спор про милисекундные задержки?

никаких фазовых сдвигов в сложном сигнале (и тем более задержках в 1 мс, о которых Вы пишите) в принципе быть не может!

Я вижу Вы не можете врубиться в мои слова, т.к. интерпретируете мои слова не верно. Поясняю в последний раз (просто надоело бороться с ветренными мельницами, а унижающие эпитеты в мой адрес меня не трогают, у меня о некоторых тоже есть определённое мнением, просто не говорю). Я не говорю про сдвиг по времени всего сигнала (сто раз уже это говорил, а Вы опять это мне приписываете). Я говорю про сдвиг по времени определённого амплитудного значения ООС, который должен обеспечить минимальный разностный сигнал, но при некоторой скорости изменения входного сигнала (но не превышающей макс. SR усилителя) из-за этого сдвига разностный сигнал увеличивается и если это будет выше некоторого значения, то перегрузит входной каскад. Это и есть одна из двух причин TIM (вторая, это когда сигнал превышает SR усилителя, такие искажения ещё отдельно называют SID).

[Mepavel]

Я вижу Вы не можете врубиться в мои слова, т.к. интерпретируете мои слова не верно. Поясняю в последний раз (просто надоело бороться с ветренными мельницами, а унижающие эпитеты в мой адрес меня не трогают, у меня о некоторых тоже есть определённое мнением, просто не говорю). Я не говорю про сдвиг по времени всего сигнала. Я говорю про сдвиг по времени определённого амплитудного значения ООС, который должен обеспечить минимальный разностный сигнал, но при некоторой скорости изменения входного сигнала (но не превышающей макс. SR усилителя) из-за этого сдвига разностный сигнал увеличивается и если это будет выше некоторого значения, то перегрузит входной каскад. Это и есть одна из двух причин TIM (вторая, это когда сигнал превышает SR усилителя, такие искажения ещё отдельно называют SID).

Ну вот отлично, а какое имеет к этому отношение частота первого полюса?

---------- Добавлено в 16:18 ---------- Предыдущее сообщение в 16:16 ----------

Offтопик:

А вот позвольте спросит чего такого изобрела современная молодёжь, в отличии от советских инженеров ?

Встречный вопрос. Позвольте спросить, а чего изобрели советские инженеры в области радиоэлектроники и микроэлектроники, кроме добывания спирта из клея БФ?

[kaskod]

области радиоэлектроники

Offтопик:
В начале пути не самые последние, да на одной микроэлектронике свет клином не сошелся А где ныне та область где блещет современная российская молодеж ? Не будем о больном Не хочу затевать офф палемику, но и вы с уважением относитесь к прошлому, поверте хорошего было немало, и сдаётся мне что гораздо больше чем ныне.

[Shaq]

viktor8m,

Я вам еще раз скажу, почитайте статьи Боба Кордела, кто кого перегружает или не перегружает. И еще раскажите, какая тогда взаимосвязь этого с положения первого полюса, откуда взялись милисекндные задержки о которых вы говорили несколько страниц назад?

[Alex]

Любой даже самый сложный сигнал можно разложить в ряд Фурье

Строго академически - совсем не любой, а только удовлетворяющий специальным условиям.

Автор темы, кстати, это тоже правильно делает, хотя он и не инженер.

В профиле написано:

Род занятий инженер-электроник