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]

Положение первого полюса зависит от частоты еденичного усиления, а не наоборот. И в реальных усилителях он (полюс) сильно плавает, в зависимости от амплитуды, выходного тока и т.д., при том что частота еденичного усилени остается достаточно стабильной, поскольку является функцией Gm и Cm (для класической двухкаскадной топологии. Хотя эти параметры тоже плавают, от температуры например.). Иначе усилители с многополюсной компенсацией нельзя было бы нормально скомпенсировать.

[Mepavel]

Offтопик:

В профиле написано:
Род занятий инженер-электроник

Ничего себе, я как-то и не ожидал. Мне кажется с его хорошими знаниями линейных цепей и плохими знаниями нелинейных, надо работать не электроником, а электриком. Либо в области пассивных цепей ВЧ и СВЧ электроники, а также антенн и т.п.

---------- Добавлено в 16:47 ---------- Предыдущее сообщение в 16:43 ----------

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

Ну это понятно, что нельзя разложить в ряд Фурье функцию, имеющую разрывы и т.п. Конечно непрерывный сигнал. (периодический не хочется употреблять - т.к. некоторые могут неправильно понять).

[Shaq]

Mepavel,

Offтопик:
В СВЧ (на ПП) без знания нелинейных дел тоже не обойтись, но там частенько функция скорее утилитарная. Например иногда появляются веселые эфекты на переходах, когда токи вдруг начинат течь в обратных направлениях

[Nikolav]

А что же это? Посчитайте гармоники от 500 Гц!

При одинаковой исходной линейности до охвата ОС, после охвата гармоники в обоих случаях будут равны. Конечно, если выше 500 Гц до охвата ОС у них одинаковая АЧХ

[korolkov24]

Либо в области пассивных цепей ВЧ и СВЧ электроники, а также антенн и т.п.

Там посложнее будет.

[Mepavel]

При одинаковой исходной линейности до охвата ОС, после охвата гармоники в обоих случаях будут равны.

Интересно получается. Если исходная линейность одинаковая в обоих усилителях, но глубина ООС отличается, к примеру, на 30 дБ, то гармоники в обоих случаях будут равны? Это называется не верь глазам. В даташитах же приводятся частотные зависимости THD и IMD. И там где глубина ООС постоянна THD и IMD - практически тоже постоянны. С увеличением глубины ООС искажения уменьшаются.
Да и сама по себе высокая исходная линейность при малой глубине ООС не даёт никаких преимуществ при работе на нелинейную и комплексную нагрузку, которой является настоящая АС. Хотя на резистор может быть такой усилитель будет и нормально работать. Но высоких показателей точного воспроизведения звука всё равно ждать нельзя от такой концепции.

[Nikolav]

Виктор пишет что АЧХ выше 500 Гц у них одинаковые, значит глубина ОС выше 500 гц тоже будет одинаковой.
Что тут непонятного? (с) Mepavel,

[viktor8m]

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

И еще раскажите, какая тогда взаимосвязь этого с положения первого полюса, откуда взялись милисекндные задержки о которых вы говорили несколько страниц назад?

Я уже сказал, что продолжать спор не намерен (т.к. он по десятому кругу и я просто в десятый раз, отвечая, цитирую свои старые посты, кто хочет там прочтёт, что я имел ввиду). Что касается вопроса "откуда взялись миллисекундные задержки", то отвечаю, что они взялись от Вас с Mepavel-ом. Всё началось с моего поста 1049, где я про полюс и миллисекундные задержки говорил в контексте времени перегрузки и заметности от этой перегрузки, Вы же сразу приписали мне их как задержку всего сигнала. Прочтите мои первые посты и может дойдёт о чём идёт речь.

[Mepavel]

Виктор пишет что АЧХ выше 500 Гц у них одинаковые, значит глубина ОС выше 500 гц тоже будет одинаковой.
Что тут непонятного?

Nikolav, кстати, изучил более внимательно даташит на ADA4898-1 и обнаружил, что спор был ни о чём. Я то думал Виктор привёл в пример ADA4898-1, как ОУ с ультразвуковым полюсом (доверился ему). И меня это не смутило, т.к. графики АЧХ у неё начинаются от 100 кГц, и видно, чо усиление спадает с отметки 63 дБ). Вот я и думал, что у ADA4898-1 усиление не больше 70 дБ, против 100 дБ у LM4562 на 500 Гц.
А в даташите на ADA4898-1 написано, что у неё усиление на постоянном токе 103 дБ. Т.е. частота первого полюса лежит в пределах 350-700 Гц. Поэтому никаким облагораживающим звучание ультразвуковым полюсом и не пахнет. И глубина ООС поэтому будет одинаковая на 500 Гц.
viktor8m, что же Вы в пример то приводите?

[Shaq]

viktor8m,

Да, а в посте 1055?

Сообщение от Mepavel
при охвате обратной связью ОУ с инфразвуковым полюсом задержек в 1 мс не будет. Смотрите как ФЧХ выравнивается после охвата обратной связью.
Это на единственном синусе задержек не будет, а на импульсном сигнале будет

И какая разница в контектсте чего, я так и не увидел ни один сигнал в области ОУ задержаный на милисекунды.

---------- Добавлено в 16:54 ---------- Предыдущее сообщение в 16:51 ----------

и вот еще

В учебнике по акустике посмотрел принятые пороги слуха для времени (они найдены прослушиванием, поэтому может быть, что у кого-то порог ещё ниже): для частот ниже 1кГц это 1 мс, для 1-10кГц это 0.5 мс. Значит, даже если полюс в усилителе единственный, его не стОит выбирать ниже 320 Гц (к примеру, у LME49710 полюс около 5 Гц, а у ADA4898-1 с той же единич. частотой полюс около 500 Гц, и ADA4898-1 на энергичной музыке может звучать лучше LME49710, несмотря на то, что у последней формально меньше гармонические искажения, тем более, что и у ADA4898-1 они ниже порога слышимости). А если учесть, что в разных УМ могут быть два полюса, плюс по петле ООС приходят сигналы ошибки от реакции колонок и частоты, создающиеся в ВК (особенно, если он в классе АВ\В), то понятно стремление увеличить первый полюс как можно больше и даже отодвинуть вообще за пределы 20кГц.

[viktor8m]

viktor8m, что же Вы в пример то приводите?

Посмотрите опять мой пост 1092, я там так и написАл, что у ADA4898-1 полюс около 500 Гц, а сравнивал я LME49710 и ADA4898-1 только в плане возможной заметности TIM на том же сигнале (там также о задержках только в плане заметности, а не о сдвиге сигнала).

[Shaq]

Кстати, вот такая мысль. Два однотипоных усилителя, один с деградированым УНом для выноса полюса, допустим, за звуковую область вверх. Так вот, усилитель с более низкочастотным полюсом с меньшей вероятностью перегрузится по входу на сложном сигнале, поскольку он будет работать с меньшим входным сигналом, и как следсвие в какой-то произвольный момент времени будет обладать большим запасом амплитуды тока входного каскада.

[viktor8m]

И какая разница в контектсте чего, я так и не увидел ни один сигнал в области ОУ задержаный на милисекунды.

Вы опять про сам сигнал, а я про отдельные составляющие (иначе говоря о форме сигнала).

и вот еще

И где там о задержке на мс сигнала? Там лишь акустические пороги промежутков времени, которые наше ухо не замечает, поэтому если даже и возникнет TIM (перегрузка) на время меньше минимума (0.5мс), то уши не заметят. Вот о чём пост.

Так вот, усилитель с более низкочастотным полюсом с меньшей вероятностью перегрузится по входу на сложном сигнале, поскольку он будет работать с меньшим входным сигналом, и как следсвие в какой-то произвольный момент времени будет обладать большим запасом амплитуды тока входного каскада.

Если у обоих усилителей одна един. частота, то и входной разностный сигнал будет одинаковый вплоть до более высокочастотного полюса.

[Mepavel]

Посмотрите опять мой пост 1092, я там так и написАл, что у ADA4898-1 полюс около 500 Гц, а сравнивал я LME49710 и ADA4898-1 только в плане возможной заметности TIM на том же сигнале (там также о задержках только в плане заметности, а не о сдвиге сигнала).

viktor8m, у меня просто нет слов. А я то думаю, что это Вы про какие-то 500 Гц всё твердите и твердите, когда речь идёт об инфра- и ультразвуковом полюсе. А это получается вообще полюс прямо в звуковой полосе (встречаю ещё одно новое мнение!). По Вашему это лучший вариант?

[viktor8m]

По Вашему это лучший вариант?

Чисто умозрительно (я это сразу сказал) в плане заметности от TIM (полюс выше 320 Гц, а не именно 500 Гц). Если так сделать (напр., фильтрами), чтобы явление TIM никогда не получилось, то пофиг какой полюс. Я только об этом и говорил, а Вы на меня набросились.

[Shaq]

Вы опять про сам сигнал, а я про отдельные составляющие (иначе говоря о форме сигнала).

Покажите мне хоть какие-нибудть составляющие которые будут устанавливаться в течении милисикунд, вокруг того же lm4562 (за исключением температурных эффектов)

И где там о задержке на мс сигнала? Там лишь акустические пороги промежутков времени, которые наше ухо не замечает, поэтому если даже и возникнет TIM (перегрузка) на время меньше минимума (0.5мс), то уши не заметят. Вот о чём пост.

Покажите мне перегрузку входного каскада вызваное динамикой звукового сигнала которая будет длится непрерывно пол милисекунды, право интересно. Да даже наверное и не только звуковым сигналом.

Если у обоих усилителей одна един. частота, то и входной разностный сигнал будет одинаковый вплоть до более высокочастотного полюса.

ООО! А это уже интересно! Какой промах однако Показать вам, или сами исправитесь? Сигнал будет одинаком выше первого полюса усилителя с более низким Ку. Ниже этой точки усилитель с более высоким Ку будет иметь меньший входной сигнал. Темболее что на реальном звуковом сигнале амплитуда сигнала в нижней части диапазона выше

---------- Добавлено в 17:16 ---------- Предыдущее сообщение в 17:14 ----------

Чисто умозрительно (я это сразу сказал) в плане заметности от TIM (полюс выше 320 Гц, а не именно 500 Гц). Если так сделать (напр., фильтрами), чтобы явление TIM никогда не получилось, то пофиг какой полюс. Я только об этом и говорил, а Вы на меня набросились.

Покажте как без фильтров, ОУ с более низкочастотным полюсом (при прочих равных) "заметней", как вы говорите, перегружается?

[viktor8m]

Покажите мне хоть какие-нибудть составляющие которые будут устанавливаться в течении милисикунд

Опять о другом (меня спор о вещах, которые я не говорил, уже измотал). При чём тут установление (это совсем другой термин и к непрерывному сигналу отношение не имеет). Хорошо, давайте говорить не о задержке, а о сдвиге по фазе (для синусов это то же самое до 360 гр.), так будет понятно? Идеальным усилением сложного сигнала (т.е. суммы синусов с разной амплитудой, частотой и фазой) будет, если и на выходе сигнал будет той же формы (т.е. там будут те же синусы с той же частотой и фазой, только у них у всех амплитуды увеличатся на одну величину)? Мы усиливаем не сам сигнал, а разность этого сигнала с сигналом ООС? Сделайте выводы сами или укажите на ошибки.

Ниже этой точки усилитель с более высоким Ку будет иметь меньший входной сигнал.

А где я утверждал обратное (прочтите ещё раз мои слова)?

[Shaq]

Покажите.

Показываю. График амплитуды входного сигнала для двух однотипных ОУ. Коричневым - усилитель с большим Ку

(Щаз вставлю картинку, что-то не аплоадится)

---------- Добавлено в 17:41 ---------- Предыдущее сообщение в 17:40 ----------

А где я утверждал обратное (прочтите ещё раз мои слова)?

Вы говорите "одинаковый вплодь до более высокочастотного полюса", в моем понимании это обозначает что они одинаковы ниже а не выше этого полюса.
А если вы со мной согласны, то значит признаете что на входе усилителя с большим Ку будет меньшая амплитуда сигнала?

[Shaq]

Хорошо, давайте говорить не о задержке, а о сдвиге по фазе

Стоп-стоп! Это не одно и тоже. Либо задержка, либо здвиг фазы.

[viktor8m]

в моем понимании это обозначает что они одинаковы ниже а не выше этого полюса.

Нет, я имел ввиду по направлению убывания частоты (я всегда начинаю с единич. частоты), так что получилась путаница.

А если вы со мной согласны, то значит признаете что на входе усилителя с большим Ку будет меньшая амплитуда сигнала?

Только ниже какой то частоты. Но в чём идея? В защите от перегрузки? Так это зависит от конкретной схемотехники, можно сделать, что и входной сигнал больший на порядок номинального не перегрузит.