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

[viktor8m]

Полюс с 100 Гц сползает на 30 кГц, а ошибка в точке суммирования неизменна. Зачем тогда стремиться к выносу полюса за звуковые частоты?

А почему и не стремиться, если ошибка в точке суммирования неизменна (или мало увеличивается)? Это ведь мы смотрим на синусе, а на музыке будет по другому (выигрыш у более высокого полюса многие отмечают). Да и никто насильно не заставляет, идёт спор, так ли обязательно ухудшает характеристики более высокий полюс, я говорю, что не всегда, зависит от схемотехники (в посте 1246 УН из моего усилителя).

[теоретизирующий практик]

Полюс с 100 Гц сползает на 30 кГц, а ошибка в точке суммирования неизменна. Зачем тогда стремиться к выносу полюса за звуковые частоты?

По моему, даже небольшие изменения ошибки в точке суммирования могут на порядки менять искажения, когда речь идет о искажениях в доли процента. Возможно ошибаюсь.

Наверное, целью является увеличение петлевого усиления в звуковом диапазоне, или в части этого диапазона, а не смещение полюса вниз. Смещение полюса вниз является следствием при реализации увеличения петлевого усиления. Интуитивно, без всякого доказательства похоже, что с увеличением петлевого усиления, и ООС искажения должны пропорционально уменьшиться.

Анатолий.

[AS79]

А почему и не стремиться, если ошибка в точке суммирования неизменна (или мало увеличивается)?Это ведь мы смотрим на синусе,

В том то и дело, что на фронте импульса.

[Mepavel]

Ничего не понял, что с математикой? Что симулятор показывает, то я и показал.

viktor8m, да симулятором нужно пользоваться с умом. А не ловить искажения на пределе чувствительности при данном шаге и размере FFT.

---------- Добавлено в 19:23 ---------- Предыдущее сообщение в 19:22 ----------

А почему и не стремиться, если ошибка в точке суммирования неизменна (или мало увеличивается)?

viktor8m, если Вы не умеете пользоваться симулятором и не понимаете даташитов, то кто ж Вам чего докажет?
Возьмите и сравните два одинаковых усилителя на дискрете с частотой граничного усиления ну скажем 1 МГц (это реальное значение). У одного пусть будет полюс на частоте 20 Гц, у другого на 20 кГц . Вот и сравните искажения.
P.S. viktor8m, чем ниже частота полюса, тем меньше разностный сигнал на входе ДК. Тем меньше будет паразитная модуляция ВЧ сигнала большим НЧ сигналом. Вы думаете зарубежные специалисты дураки, что придумали тест SMPTE, где смешивают низкочастотный сигнал большой амплитуды 4 отн.ед (60 Гц) и высокочастотный сигнал малой амплитуды 1 единица (7 кГц). В случае ультразвукового полюса мощный НЧ сигнал будет модулировать крутизну входного ДК и на ВЧ тоне будет проявляться спектр амплитудной модуляции. Т.е. тон будет звучать очень грязно. В случае инфразвукового полюса разностный сигнал НЧ тона будет в сотню раз меньше разностного сигнала ВЧ тона и коэффициент амплитудной модуляции будет ничтожно мал. От того и звучание будет более чистым.

[viktor8m]

Интуитивно, без всякого доказательства похоже, что с увеличением петлевого усиления, и ООС искажения должны пропорционально уменьшиться.

В том то и дело, что это не абсолютная зависимость, есть ещё ограничение по шумам и разным эффектам во входном каскаде, из-за чего для данной схемы всегда есть минимум искажений, когда с увеличением глубины ООС искажения уже не уменьшаются (напр., из даташитов на ОУ видно, что искажения не уменьшаются ниже 0.5-1кГц, хотя полюс значительно меньше и петлевое усиление возрастает на частотах ниже 0.5-1кГц, или есть ОУ, где при усилении 1 и 10 искажения отличаются всего 2-3 раза).

В том то и дело, что на фронте импульса.

А, так там всё определяет ток диф. каскада и конденсатор коррекции С1. Чтобы сравнивать с одним SR я уменьшал R8, не трогая С1, но в реальности при уменьшении R8 и С1 можно уменьшить, не теряя устойчивости, поэтому с увеличением полюса здесь можно увеличить и SR.

viktor8m, да симулятором нужно пользоваться с умом. А не ловить искажения на пределе чувствительности при данном шаге и размере FFT.

Что за чушь, сделай, что сделал я, и увидишь (или покажи другой результат при тех же условиях).

У одного пусть будет полюс на частоте 20 Гц, у другого на 20 кГц . Вот и сравните искажения.

А я что сделал в посте 1278?

[Mepavel]

Интуитивно, без всякого доказательства похоже, что с увеличением петлевого усиления, и ООС искажения должны пропорционально уменьшиться.

Совершенно верно. О чём и свидетельствуют частотные зависимости THD и IMD в даташитах.
Странно, что viktor8m этого не может понять и приводит неправильно измеренный усилитель, где разница глубины ООС в 30 дБ даёт выигрыш по искажениям в 22%. Как говорится, нет слов.

[shkal]

Павел, вместо того, чтобы гнать откровенную пургу о уровне шумов СЛ, посчитайте относительный уровень шума при входном сигнале амплитудой 2.8В

[Mepavel]

Что за чушь, сделай, что сделал я, и увидишь (или покажи другой результат при тех же условиях).

viktor8m, я не виноват, что Вы не понимаете как шаг и размер FFT влияет на достоверность результатов. Особенно при нереальном уровне искажений меньше минус 120-130 дБ. Вот возьмите лучше реальную модель усилителя и сделайте тоже самое. Или мне за Вас сделать?

[Mepavel]

Павел, вместо того, чтобы гнать откровенную пургу о уровне шумов СЛ, посчитайте относительный уровень шума при входном сигнале амплитудой 2.8В

shkal, понятно, что чем больше входной сигнал, тем лучше соотношение сигнал шум. Ну а что считать то? Для обыкновенного усилителя входной сигнал имеет амплитуду 1 В. Т.е. выигрыш по С/Ш чуть менее 3-х раз. А ЭДС шумов LM318 больше, как минимум раз в 10-15, чем у любого малошумящего звукового ОУ. И о чём дальше можно говорить?

[viktor8m]

Совершенно верно. О чём и свидетельствуют частотные зависимости THD и IMD в даташитах.
Странно, что viktor8m этого не может понять и приводит неправильно измеренный усилитель, где разница глубины ООС в 30 дБ даёт выигрыш по искажениям в 22%. Как говорится, нет слов.

Mepavel, меня начинает раздражать твоя упёртость в глупости (а сначало ты произвёл впечатление более умного человека). Прежде чем обвинять других, открой любой даташит ОУ, где приведены искажения с частотой, и сам поймёшь свою глупость. Вот твои любимые LME49710, что мы видим, при +-15В, нагрузке 2к, вых. напряжении 3В искажения 0.00002% на частоте 1кГц и уже не уменьшаются с понижением частоты, хотя полюс 5 Гц, а значит петлевое усиление растёт ещё и растёт (представляю, как рушатся идеалы упрощённых представлений в голове Mepavel-а). Или извиняйся или объясни ошибку производителя.

Вот возьмите лучше реальную модель усилителя и сделайте тоже самое. Или мне за Вас сделать?

Зачем, сделай на моей модели (этот УН у меня в железе), покажи мою ошибку.

[Mepavel]

Mepavel, меня начинает раздражать твоя упёртость в глупости (а сначало ты произвёл впечатление более умного человека). Прежде чем обвинять других, открой любой даташит ОУ, где приведены искажения с частотой, и сам поймёшь свою глупость. Вот твои любимые LME49710, что мы видим, при +-15В, нагрузке 2к, вых. напряжении 3В искажения 0.00002% на частоте 1кГц и уже не уменьшаются с понижением частоты, хотя полюс 5 Гц, а значит петлеыое усиление растёт ещё и растёт.

viktor8m, Вы тоже производили впечатление более умного человека. А ничего, что искажения просто упираются в шумы? Там же на графиках THD полюс N. Какой ужас. Там же везде видно, что выше 5 кГц искажения резко растут, строго по спаду глубины ООС.

[viktor8m]

А ничего, что искажения просто упираются в шумы?

А я что написАл в посте 1286 (мне начинает казаться, что все чужие посты ты прочитываешь галопом по европе, и обвиняешь о том, что человек не говорил или говорил иначе).

[Mepavel]

А я что написАл в посте 1286 (мне начинает казаться, что все чужие посты ты прочитываешь галопом по европе).

Так ничего, что если Ku схемы увеличить то эта зависимость будет более явной? Смотрите лучше графики LM3886.

---------- Добавлено в 19:53 ---------- Предыдущее сообщение в 19:52 ----------

viktor8m, а что-то я не видел, чтобы Вы где-то упоминали про шумы?
viktor8m, Вы сейчас пытаетесь опровергнуть тот факт, что THD уменьшается пропорционально росту глубины ООС. Самое интересное, что Вас это нисколько не смущает.

[shkal]

Не 1В, а 2.8В амплитуды макс. А подход к разработке совершенно неверный. Задайся нужным уровнем шума, скажем, -110дб , и посчитай допустимую плотность шумов. Мы тут не о микрофонниках или УВ говорим.

[viktor8m]

viktor8m, а что-то я не видел, чтобы Вы где-то упоминали про шумы?

Ну так я прав насчёт галопом по европам, прочти ещё раз медленнее начало моего поста 1286.

viktor8m, Вы сейчас пытаетесь опровергнуть тот факт, что THD уменьшается пропорционально росту глубины ООС. Самое интересное, что Вас это нисколько не смущает.

Я говорю о наличии предела и меня это не смущает (т.к. этому есть объяснение).

[Mepavel]

Задайся нужным уровнем шума, скажем, -110дб , и посчитай допустимую плотность шумов. Мы тут не о микрофонниках или УВ говорим.

shkal, а мне нужно соотношение сигнал шум 130 дБ. Для двухсотваттного усилителя 110 дБ СШ - это не есть круто. В тишине будет шипеть на чувствительных АС. И ещё не факт, что С. Агеев правильно замерил.

---------- Добавлено в 20:02 ---------- Предыдущее сообщение в 19:57 ----------

Ну так я прав насчёт галопом по европам, прочти ещё раз медленее начало моего поста 1286.

Неужели Вы не понимаете, что если увеличить Ku схемы на LM4562, то большее усиление на НЧ будет благоприятно сказываться на THD? И резкий подъём THD будет начинаться не с 5 кГц, а с меньших частот. Результирующий выигрыш будет больше.

---------- Добавлено в 20:09 ---------- Предыдущее сообщение в 20:02 ----------

Я говорю о наличии предела и меня это не смущает (т.к. этому есть объяснение).

А кто отрицает, про существование предела? Думаете зря разгоняли усиление на НЧ?

[viktor8m]

Вот посмотри даташит на весьма малошумящий LT1115. Искажения на 1 кГц и 7Вэфф на выходе 0.001% при К=10, 0.0024% при К=100 и 0.01% при К=1000. И где здесь пропорциональность (идеалы, ау)?

Неужели Вы не понимаете, что если увеличить Ku схемы на LM4562, то большее усиление на НЧ будет благоприятно сказываться на THD? И резкий подъём THD будет начинаться не с 5 кГц, а с меньших частот. Результирующий выигрыш будет больше.

А что, THD (гарм. искажения) это единственный показатель качества? А как более заметные динам. искажения? Как раз низкий полюс может их увеличить (при недостатке перегрузочной способности первого каскада).

[Mepavel]

Вот посмотри даташит на весьма малошумящий LT1115. Искажения на 1 кГц и 7Вэфф на выходе 0.001% при К=10, 0.0024% при К=100 и 0.01% при К=1000. И где здесь пропорциональность (идеалы, ау)?

А это инвертирующее или неинвертирующее включение?

[viktor8m]

А это инвертирующее или неинвертирующее включение?

Неинвертирующее, поэтому синф. помехи и др. вещи нарушают пропорциональность даже без проблем с шумами. Ты же утверждаешь, что пропорциональность всегда есть (потому что так в стандартных формулах).

[Mepavel]

А как более заметные динам. искажения?

А кто сказал, что THD - это не показатель динамических искажений?