Усилитель мощности ZD-50

[Nick]

В общем я думаю эта ветка будет для вопросов по конструкции и наладке данного усилителя (cтатья тут, схема тут).
Размер плат 57x190mm. Плата 4-х слойная, в целях уменьшения индуктивности цепей питания питания ВК и соответсвенно конструктивных искажений.

Замечания по сборке:

1. Резисторы R44, R45 необходимо устанавливать над платой, на расстоянии около 5...10мм, т.е. корпуса резисторов не должны касаться платы, и ближайших элементов тоже.
2. R71 не запаивается.
3. Блок питания должен быть отдельный на каждый канал, как например смотрите тут.
4. На схеме нет выходного фильтра - я использовал 18 витков на 8 мм оправе провод 1.5 мм и параллельно 10 ом резистор, они были размещены прямо на выходных клемах. Также параллельно выходным клемам желательно поставить последовательную цепочку из плёночного 0.1μF и 2Вт 10 Ohm резистора.

Ошибки:

1. В BOM-е: R4, C4 и R6 - не устанавливаются - их нет на схеме и плате; Q1, Q2, Q3 - MMBTA06; Q4, Q5, Q6 - MMBTA56.
2. В статье: подбирать по минимуму напряжения на выходе U2 нужно R23 (80k6), а не R22 как указано в статье.

Ссылки на другие ветки:

1. Как разрабатывался усилитель тут
2. Про сравнения с другими усилителями тут

Герберы можно взять тут

Платы возможно можно заказать тут

FAQ (спасибо ANHO) - тут

[aleck]

КИТы ZD-50 были у aal

У него Нет уже, вчера заказал в Dijikey, спасибо Николаю, что ссылки в шапке темы сделал. Теперь буду ждать посылку.

[Валет]

Nick, не могли бы Вы прокомментировать посты из другой темы, относящиеся к ZD-50?

Но работа U2 в режиме селектора искажений имеет в этом случае и отрицательный эффект. Она приводит к тому, что УМЗЧ плохо выходит из клиппинга. Это объясняется тем, что при даже небольшом ограничении напряжения на выходе U3, ОООС разгоняет напряжение на выходе U2 до ограничения, напряжение усиливаемого сигнала на неинв. входе U3 резко возрастает и она переходит в режим глубокого клиппинга. Выход из такого клиппига еще утяжеляет наличие C14, необходимого для нормальной работы в линейном режиме.

Если отбросить религию и использовать U3 в режиме неполной компенсации, например, увеличить сопротивление R8 до такой величины, при которой напряжение усиливаемого сигнала на выходе U2 будет немного меньше ее напряжения насыщения, оставаясь в линейной области, то можно улучшить совершенно даром выход из клиппинга всего УМЗЧ, не ухудшая его линейности в рабочем режиме. Выход и U2 и U3 из клиппинга в рабочий режим будет быстрее.
Все ИМХО, просто потому, что зашла речь об ОСВИ и применении ее в ZD-50.

Если еще увеличить сопротивление R8 так, чтобы U2 входила в режим ограничения немного раньше, чем наступает клиппинг в U3, то можно просто не допускать клиппинга в U3, перенеся его в U2. Выход из клиппинга будет определяться в этом случае не U3 совместно с U2, а только быстродействующей U2.
Таким образом, на примере ZD-50 можно видеть некоторые свойства и особенности применения ОСВИ.

В дополнение к последнему дополнению. U3 управляется в ZD-50 по обоим входам (инв. и неинв.). После клиппинга U2 LM3886 будет управляться только по инв. входу и она будет работать в режиме, близком к типовому. Близким к типовому же при этом будет и ее клиппинг. ИМХО.

[Nick]

Если сделать так как вы пишите, то клиппинг будет лучше только в плане "залипания", то есть будет быстрее из него выходить, что на практике имеет мало значения. На устойчивость в клипе, то что вы написали практически не влияет, т.е. небольшие переосциляции всё равно будут, так как усиление LM3886 в клипе или перегрузке по ОБР падает (у LM3886 ещё есть Spike защита, которая тупо отключает ВК) и ед. усиление в петле попадает на область захода за 180гр.
Я уже не раз писал, что если так сильно волнует клип, то делайте входной лимитер, или же какой нибудь другой усилитель.

[Валет]

Если сделать так как вы пишите, то клиппинг будет лучше только в плане "залипания", то есть будет быстрее из него выходить, что на практике имеет мало значения.
….
Я уже не раз писал, что если так сильно волнует клип…

Меня клип в ZD-50 волнует только в теоретическом плане, у меня другой усилитель. Просто если «клиппинг будет лучше только в плане "залипания", то есть будет быстрее из него выходить» и это дается совершенно даром, то почему бы этот дар не принять, даже если он «на практике имеет мало значения»?

[Nick]

В ZD-50 клип лучше не станет. После выходного фильтра разницы уже не будет видно. И даром это не выходит сделать, входной ОУ будет работать с гораздо большим сигналом и его искажения будут гораздо больше.
Если применять подобную ОС для другого усилителя и он на дискрете, то проблему клипа гораздо лучше решить доп. петлей ОС, по типу как я уже и писал в другой другой ветке. Входной ОУ тогда никогда не будет перегружаться и клип будет идеальный, без залипаний и главное переосцилляций.

[quinine]

Дак а смысл вообще в домашней системе о клипе беспокоиться?

[Валет]

И даром это не выходит сделать, входной ОУ будет работать с гораздо большим сигналом и его искажения будут гораздо больше.

Вы писали

На этом различия заканчиваются, ничего там магического нет, глубина ОС таже, нелинейные искажения, при условии если вклад в общие искажения входного ОУ значительно меньше выходного, будут те же.

Означает ли это, что в ZD-50 без ОСВИ U2 будет существенно влиять на общие искажения ZD-50?

Дак а смысл вообще в домашней системе о клипе беспокоиться?

Заранее, на годы вперед, не известно в каких условиях придется работать усилителю.

Не всегда клиппинг является малозначительным/пренебрежимым фактором в контексте назначения данного УНЧ. Например, при работе в большой комнате, при работе на неэффективные или 16омные колонки вполне возможна работа при повышенном напряжении на выходе УМЗЧ. Нормальный клиппинг совершенно (имхо) не заметен при длительности 1 мс и менее (а так и бывает), если происходит не слишком часто (несколько раз в минуту). Но если он каждый раз сопровождается скрежетом от плохого выхода из клиппинга, то становится раздражающим.

[Nick]

Означает ли это, что в ZD-50 без ОСВИ U2 будет существенно влиять на общие искажения ZD-50?

Очевидно же, что это зависит от уровней с какими будет работать U2, т.е. от того как вы сделаете вариант без ОСВИ..

[Валет]

Очевидно же, что это зависит от уровней с какими будет работать U2, т.е. от того как вы сделаете вариант без ОСВИ..

Я имел в виду такие уровни:

Если еще увеличить сопротивление R8 так, чтобы U2 входила в режим ограничения немного раньше, чем наступает клиппинг в U3

В дополнение к последнему дополнению. U3 управляется в ZD-50 по обоим входам (инв. и неинв.). После клиппинга U2 LM3886 будет управляться только по инв. входу и она будет работать в режиме, близком к типовому. Близким к типовому же при этом будет и ее клиппинг. ИМХО.

Работа усилителя предпорлагается, естественно, в линейном режиме, без клипа.

[Nick]

Если U2 будет входить в клип раньше U3, значит на максимальных уровнях усилителя на ее выходе будет размах ее питания. Вы и в самом деле думаете что это нормально? Так или иначе в таком случае думаю что разница по искажениям будет значительная. Не могу сказать точно сколько, но я наблюдал небольшой рост при гораздо меньших амплитудах.

---------- Добавлено в 06:11 ---------- Предыдущее сообщение в 05:56 ----------

Так как глубина ОС на ВЧ будет примерно та же что и у всего усилителя, то можно прикинуть порядок уровня искажений померив искажения самой LT1363 (AD8065) в усилении около 20, на амплитуде на ее выходе близкой к ее питанию и на нагрузке 3к. Или можно очень грубо это же по даташиту прикинуть.

[Валет]

Вы и в самом деле думаете что это нормально?

Когда на пороге клиппинга U3 входит в клиппинг U2, перестает работать управление U3 по неинв. входу, но продолжается управление по инв. входу через R8. Внешняя петля ООС (через R16, R19) выключается и работает только внутренняя через R23. Это означает, что U3 работает в режиме, близком к типовому по даташиту и клиппинг U3 будет такой же, как в применении по даташиту.
Теперь об искажениях в таком режиме.
Искажения U2 в линейном режиме, конечно, при этом вырастут.
По даташиту в режиме повторителя при напряжении на выходе 3 В на 20 кГц они менее 0,0015%. Если U2 будет работать в ZD-50 с большим сигналом, то искажения U2 станут больше. Но с другой стороны глубина ООС в ZD-50 на 26 дБ (усиление U3) больше, чем при работе U2 режиме повторителя по даташиту и это соответственно уменьшает искажения U2 в составе ZD-50. Увеличит ли существенно такой режим общие искажения ZD-50 трудно сказать определенно. Надо пробовать. Я думаю, что существенного увеличения не будет. Только на пороге клиппинга U3 (после клиппинга U2) они станут такими, как по у U3 даташиту, т.е 0,03%. Но в том, что клиппинг ZD-50 будет мягче, я уверен.

[Nick]

Когда на пороге клиппинга U3 входит в клиппинг U2, перестает работать управление U3 по неинв. входу, но продолжается управление по инв. входу через R8. Внешняя петля ООС (через R16, R19) выключается и работает только внутренняя через R23. Это означает, что U3 работает в режиме, близком к типовому по даташиту и клиппинг U3 будет такой же, как в применении по даташиту.

Что бы он был как по даташиту, нужно чтобы U2 зарезал до клипа U3. Это с LM3886 сделать нормально невозможно, так как уровень ограничения LM3886 зависит от как минимум от нагрузки. Или вы предлагаете вольт так на 5 меньше максимума? А на сложных нагрузках вообще срабатывает Spike... В общем чего говорить, хотите попробуйте сами, меня это если честно мало волнует.

---------- Добавлено в 08:22 ---------- Предыдущее сообщение в 08:20 ----------

По даташиту в режиме повторителя при напряжении на выходе 3 В на 20 кГц они менее 0,0015%. Если U2 будет работать в ZD-50 с большим сигналом, то искажения U2 станут больше. Но с другой стороны глубина ООС в ZD-50 на 26 дБ (усиление U3) больше, чем при работе U2 режиме повторителя по даташиту и это соответственно уменьшает искажения U2 в составе ZD-50.

Не больше она, на ВЧ примерно такая же, там же ещё делитель после U2.

[Валет]

Эксперимент, кстати, совсем простой. Последовательно с R8 (в вывод 1 резистора) подключить подстроечный резистор и постепенно увеличивать его сопротивление в режиме небольшого клиппинга ZD-50.

[Nick]

Только на пороге клиппинга U3 (после клиппинга U2) они станут такими, как по у U3 даташиту, т.е 0,03%. Но в том, что клиппинг ZD-50 будет мягче, я уверен.

Нет, они будут гораздо больше, потому что петли ОС разные и будет резко менятся Ку.

[Валет]

Не больше она, на ВЧ примерно такая же, там же ещё делитель после U2.

Согласен.

---------- Добавлено в 17:27 ---------- Предыдущее сообщение в 17:26 ----------

Нет, они будут гораздо больше, потому что петли ОС разные и будет резко менятся Ку.

Может быть, кто-нибудь проэкспериментирует.

[Nick]

Эксперимент, кстати, совсем простой. Последовательно с R8 (в вывод 1 резистора) подключить подстроечный резистор и постепенно увеличивать его сопротивление в режиме небольшого клиппинга ZD-50.

Всё это уже пройдено давно. Первые версии были без ОСВИ.

[Валет]

Первые версии были без ОСВИ.

А каким был делитель на выходе U2?

[Nick]

Согласен.

На самом деле даже меньше, около 42дБ на 20кГц. Специально даже в симуляции проверил. Для расчёта вклада искажений U2, нужно расматривать U3 с её замкнутой ОС. т.е. у неё усиление 26дБ, делитель после U2 ~26дБ, и делитель ОС тоже около 26дБ. Т.е. получается на 26дБ меньше ед. включения.

[Валет]

В любом случае эксперимент не помешал бы. От него хуже не будет.
А каким был делитель на выходе U2 без ОСВИ? Я так понимаю, что он используется в основном, чтобы погасить излишнее усиление, иначе усь был не устойчив?

[Nick]

А каким был делитель на выходе U2?

https://forum.vegalab.ru/showthread....175#post418175

---------- Добавлено в 08:40 ---------- Предыдущее сообщение в 08:39 ----------

Т.е. для управления LM3886 от U2 Вы получали более 100 В перед таким делителем???

Нет, с обычной ОС столько не нужно.

---------- Добавлено в 08:56 ---------- Предыдущее сообщение в 08:40 ----------

А каким был делитель на выходе U2 без ОСВИ? Я так понимаю, что он используется в основном, чтобы погасить излишнее усиление, иначе усь был не устойчив?

Примерно таким же. Да, нужен для формирования правильной/нужной АФЧХ. Можно кстати его сделать немного другим, заменив резистор который на землю на RC, тогда глубина на ЗЧ станет ещё больше, почти на эти же 26дБ. Как собственно и напряжение на выходе U2 упадёт. Но выход из ограничение станет ещё хуже.