ЦАП своими руками (пятая ветка)

[Kompros]

Очередной виток в Спирали

Предистория:
Первая ветка и ее окончание
Вторая ветка и ее окончание
Третья ветка и ее окончание
Четвертая ветка и ее окончание

[viktor8m]

Искажения ОУ это не переменный ток? А какой? Постоянный?

Я там вёл разговор о правильности работы Х3, а не искажениях.

Но уповать на то, что искажений в схеме нет - имхо наивно.

Никогда такого не говорил, я имел ввиду только собственные искажения (и "звуковой почерк") Х1 и Х2 (которые не влияют, разумеется, при определённых условиях, определяемых выбором ОУ с некоторыми нужными характеристиками и нужной обвязкой). Вот точность токового зеркала влияет, но это как и вычитателя в стандартной схеме. Что касается общих искажений схемы, то давайте обсуждать после реальных измерений.

[ViktKors]

Я там вёл разговор о правильности работы Х3, а не искажениях.

А зачем там неинвертирующий вход Х3 посаден не на землю, а на "виртуальную землю" - чтоб "снимать сигнал с R1". Это автоматически означает, что Х3 должен отрабатывать только разность напряжений на концах R1, т.е. вычитать эти напряжения. На симуляции я это и сделал, подал на точки подключения Х3 одинаковое напряжение - и не увидел вычитания, вообще.. Так какая тут "правильность" работы? как ФНЧ? А как-же "идея" схемы с нечуствительностью к искажениям ОУ?



---------------------------------------
Какое из Ваших утверждений считать верным (и почему)?:

.. тут влияет только разница dU Х1 и Х2,.

или

.. собственные искажения (и "звуковой почерк") Х1 и Х2 (которые не влияют..

?
Или "разница dU Х1 и Х2"(кстати, ровно то, что искажает в "стандартной" схеме) это не искажения?

[viktor8m]

вместо того, чтоб просто вставить в симуляторе источник напряжения (искажения ОУ) в ту или иную точку

Совершенно искусственный и не отражающий реальность в данном случае способ. И как Вы учтёте одновременно оба выхода ЦАП?

Или "разница dU Х1 и Х2" это не "искажения"?

Как раз про необходимость точности токового зеркала я писАл и это обеспечивается схемотехнически и выбором деталей. И вообще, я же не веду спор о сверхнизких искажениях, мне -120дБ полностью хватает и не вижу проблемы этого достичь.

[ViktKors]

я же не веду спор о сверхнизких искажениях, мне -120дБ полностью хватает и не вижу проблемы этого достичь.

Вопрос только в том, укладывается-ли "звуковой почерк" в эти рамки.

Совершенно искусственный и не отражающий реальность в данном случае способ. И как Вы учтёте одновременно оба выхода ЦАП?

Да как угодно, например двумя (можно слегка разными) источниками напряжения/тока управляемыми напряжением/током. Только нужно учитывать не только разные выходы ЦАП, но и искажения самих ОУ. Это Вы ведь только утверждаете, что избавились от них, просимулируйте как оно на самом деле, или нужно представить?

Как раз про необходимость точности токового зеркала я писАл и это обеспечивается схемотехнически и выбором деталей. И вообще, я же не веду спор о сверхнизких искажениях, мне -120дБ полностью хватает и не вижу проблемы этого достичь.

Вы понимаете о чем идет речь?
Вы утверждаете, что искажения Х1 и Х2 не влияют, и тут-же признаете, что разность напряжений "виртуальных земель" этих ОУ напрямую передется на выход. Но искажения ОУ Х1 и Х2 и составляют эту самую разность "виртульных земель".

При чем тут идеальность "токового зеркала"?? даже если Х2 - идеальный и Ваше "токовое зеркало" идеально, искажения Х1 напрямую пройдут на выход посредством модуляции тока через R3.
Кстати, если бы на Х2 было построено не "токовое зеркало" (у Вас выходной сигнал Х2 - напряжение), а именно токовое зеркало (сигналом Х2 был бы ток, зависящий только от тока модулятора), то вопросов было-бы меньше.

[Alex]

с конкретными ОУ такие тепловые искажения,

А выходной ток в пару десятков мА не смущает?

[viktor8m]

Да как угодно, например двумя (можно слегка разными) источниками напряжения/тока управляемыми напряжением/током. Только нужно учитывать не только разные выходы ЦАП, но и искажения самих ОУ. Это Вы ведь только утверждаете, что избавились от них, просимулируйте как оно на самом деле, или нужно представить?

Опять, то что равенство (заметьте не качество, а хватает равенство, даже если есть искажения) виртуальных земель тут очень важно, я сам говорил не один раз, но проверить в симуляторе так, как Вы предлагаете, не будет отражать действительность.

Вы понимаете о чем идет речь?
Вы утверждаете, что искажения Х1 и Х2 не влияют, и тут-же признаете, что разность напряжений "виртуальных земель" этих ОУ напрямую передется на выход. Но искажения ОУ Х1 и Х2 и составляют эту самую разность "виртульных земель".

Я то понимаю, а Вы нет видимо. Ещё раз, в моей схеме качество виртуальных земель не отражается на преобразовании, а только их разница, хотя конечно с точки зрения модуляторов ЦАП они и должны быть как можно ближе к нулю (но это в любой схеме, включая стандартные).

Кстати, если бы на Х2 было построено не "токовое зеркало" (у Вас выходной сигнал Х2 - напряжение), а именно токовое зеркало (сигналом Х2 был бы ток, зависящий только от тока модулятора), то вопросов было-бы меньше.

Я понимаю, предложите свой простой вариант, я пытался, получается слишком сложно (несколько ОУ).

А выходной ток в пару десятков мА не смущает?

Уже дважды писАл, в реальной схеме после Х1 и Х2 эмиттерные повторители, а Х3 и вообще композит.

[ViktKors]

Я то понимаю, а Вы нет видимо. Ещё раз, в моей схеме качество виртуальных земель не отражается на преобразовании, а только их разница, хотя конечно с точки зрения модуляторов ЦАП они и должны быть как можно ближе к нулю (но это в любой схеме, включая стандартные)..

У Вас в точках "виртуальных земель" присутствует помимо некоего постоянного (сводимого хоть к нулю) еще и переменнное напряжение. Это напряжение суть уменьшенный в Ку раз сигнал плюс искажения Х1/Х2 (да, переменное напряжение).
И вот этот самый "плюс" - разность искажений Х1/Х2 модулирует ток через R3 и попадает на выход. Причем в силу реализации каскада на Х3 реально на выход попадает даже не "разность искажений Х1/Х2" (где скомпенсирована вторая гармоника, например), а нечто более сложное.
А Вы про то, что к искажениям Х1/Х2 схема нечувствительна. Занавес.

Я понимаю, предложите свой простой вариант, я пытался, получается слишком сложно (несколько ОУ).

То есть Вы хотели поставить источник тока, не получилось, Вы поставили невесть что, но продолжаете считать, что оно работает точно так, как было задумано.
Хм..

А свои варианты я уже предлагал, вот сегодня прямо. Они правда не обещают "нечувствительности к искажениям ОУ" (на данный момент остающейся словами без содержания), но попутно решают некоторые вопросы, показавшиеся мне важными.
Описание там есть (что-то еще было в убитой Вами ветке), возникнут вопросы - милости прошу в ветку.

[viktor8m]

У Вас в точках "виртуальных земель" присутствует помимо некоего постоянного (сводимого хоть к нулю) еще и переменнное напряжение.

Напомню, что у всех схем с инверт. включением (включая стандартные схемы и Ваша в том числе) так, но (и это важно иногда, хотя и не для Х2) это напряжение относительно земли.

Это напряжение суть уменьшенный в Ку раз сигнал плюс искажения Х1/Х2 (да, переменное напряжение).
И вот этот самый "плюс" - разность искажений Х1/Х2 модулирует ток через R3 и попадает на выход.

Нет, в формуле тока через R3, что я приводил, входит разница напряжений на инверт. входах, т.е. реальное значение модуляции будет меньше (и надеюсь значительно при помощи уже озвученных мер).

А Вы про то, что к искажениям Х1/Х2 схема нечувствительна.

Хорошо, признаю, что в какой-то мере чувствительна (понятно, что идеального ничего нет), но уверен, что значительно меньше, чем в стандартной схеме (что собственно и было целью).

То есть Вы хотели поставить источник тока, не получилось, Вы поставили невесть что, но продолжаете считать, что оно работает точно так, как было задумано. Хм..

Нет, просто для тех искажений, что мне хватает, я посчитал, что нет смысла слишком усложнять схему (поверьте, если задаться целью, я могу накатать очень крутой вариант), хватает и показанного варианта.

[ViktKors]

Нет, в формуле тока через R3, что я приводил, входит разница напряжений на инверт. входах, т.е. реальное значение модуляции будет меньше (и надеюсь значительно при помощи уже озвученных мер).

Хорошо, признаю, что в какой-то мере чувствительна (понятно, что идеального ничего нет), но уверен, что значительно меньше, чем в стандартной схеме (что собственно и было целью)

Ну к чему тут слова? не надо никого уговаривать. Даже при идеализации Вашего варианта (если исключить Х3) - ровно столько-же, сколько и всегда (в стандартной схеме). Пример на каких-то ОУ (кстати, схема в таком виде ничего не напоминает?):

Все на 100% проходит на выход и складываются по пути совершенно закономерным образом - вторые гармоники в противофазе - уменьшаются , третьи - синфазны (а потому по факту не вычитаются, а складываются), независимо от "озвученных мер" (но только после того, как ФНЧ будет обучен вычитать сигналы на своих входах).

[viktor8m]

Пример на каких-то ОУ (кстати, схема в таком виде ничего не напоминает?):

Все на 100% проходит на выход и складываются по пути совершенно закономерным образом - вторые гармоники в противофазе - уменьшаются , третьи - синфазны (а потому по факту не вычитаются, а складываются), независимо от "озвученных мер"

Ваши примеры совершенно не соотвествуют реальным процессам в моей схеме (включая ЦАП), так что не понял, что они мне должны доказать.

[ViktKors]

Ваши примеры совершенно не соотвествуют реальным процессам в моей схеме (включая ЦАП), так что не понял, что они мне должны доказать.

да-да, уже все поняли, возможен "очень крутой вариант", но он не нужен, поскольку и в этом "влияние качества ОУ преобразователей.. ликвидировано полностью", а так-же "в какой-то мере" и одновременно "влияет только разница"(как и в стандартном варианте, где "Сильное влияние качества ОУ преобразователей").
Скажите, как можно оппонировать такой позиции? особенно с учетом аргументации на уровне "зуб даю". Симулятор у Вас есть - ну покажите как работает Ваша схема в сравнении со "стандартной". Особенно на фоне сетований на то, что "все делают как в даташите, максимум с косметическими улучшениями" и заявлений про то, что в Вашем варианте "просто отсутствуют практически все недостатки стандартных схем выхлопов на ОУ" Или в железе оно лучше заживет чем в компьютере?


При этом то, что "ликвидированное влияние качества" на 100% проходит на выход, что дифференциальный съем сигнала вообще не работает и т.д. и т.п. - это все мелочи, поскольку Вам "хватает и показанного варианта".
Хватает - хорошо. Врать - плохо, но ведь в конце концов - это тоже Ваше дело.


П.С. Кстати, полной Вашей схемы (про которую известно только, что "в реальной схеме после Х1 и Х2 эмиттерные повторители, а Х3 и вообще композит") мы ведь тоже не видели, может там и впрямь все корректно, только Вы (в точности как Ваш оппонент в соседней ветке) ее просто не показываете. Потому, конечно-же нельзя исключать, что все сделано правильно, только вот показанный кривой огрызок не позволяет никак возникнуть возникнуть такому подозрению.

[viktor8m]

А то, что "ликвидированное влияние качества" на 100% проходит на выход, что дифференциальный съем сигнала вообще не работает

Я считаю (чисто по логике), что в реальности не проходит и 1% в отличие от Ваших примеров (у меня никаких сомнений в Вашей компетенции и уверен, что в Ваших примерах нет ошибок, но в реальной схеме всё иначе и должно быть лучше, правда я не придумал, как правильно просимулировать).

Врать - плохо

При чём тут враньё, я искренне считаю, что должно выйти, как я задумал.

Кстати, полной Вашей схемы (про которую известно только, что "в реальной схеме после Х1 и Х2 эмиттерные повторители, а Х3 и вообще композит") мы ведь тоже не видели, может там и впрямь все корректно

Там всё то же самое плюс то что уже озвучил (см. рисунок, Х4 доводит на DC и инфранизких частотах до 10мкВ напряжение на инверт. входах и, что тоже самое, на выходах ЦАП). Схему можно резко улучшить (в свете того, что Вы говорили про искажения на инверт. входах) только, если Х1 и Х2 сделать композитными, тогда и глубина ООС увеличится и собственные искажения Х1 и Х2 резко уменьшатся (по даташиту резкое уменьшение ниже 0.5Vpp на выходе).

[Alex]

совершенно не соотвествуют реальным процессам в моей схеме (включая ЦАП),

А резисторы подтяжек будут?

[viktor8m]

А резисторы подтяжек будут?

Я не ставлю (лишний источник погрешности, хоть и малой).

[Alex]

Я не ставлю

А зачем все ставят?

[ViktKors]

Я считаю (чисто по логике), что в реальности не проходит и 1% в отличие от Ваших примеров (у меня никаких сомнений в Вашей компетенции и уверен, что в Ваших примерах нет ошибок, но в реальной схеме всё иначе и должно быть лучше, правда я не придумал, как правильно просимулировать)

Вот смотрите.
Это идеализированная схема I-V:

В черном прямоугольнике - идеальный ОУ с внесенными в него нелинейностями второго и третьего порядка (они реализованы "явным образом" - посредством умножения сигнала на самого себя с последующим добавлением продуктов нелинейностей - второй и третьей гармоник к сигналу). Такой ОУ генерирует сколько-то процентов К2 и К3. После охвата ООС, его спектр закономерно расширяется, но вторая и третья гармоники - доминируют.

На таких модельных ОУ построены два варианта I-V-каскадов. По Вашей топологии - слева, и по стандартной - справа. Поскольку уровень сигнала в Вашем варианте вдвое меньше, он дополнительно промасштабирован.
Я надеюсь это достаточно удовлетворительное приближение к реальности.

Теперь спектры искажений на выходе устройств:

Слева - ваш вариант, далее (посередине) - "стандартный", справа - отдельно одно плечо I-V.
Видно, что в идеализированном случае, исчезли четные гармоники (как и полагается), одинаково эффективно, что в Вашем, что в "стандартном" варианте.
Правда в Вашем варианте меньше петлевое усиление (в данном случае не за счет ФНЧ, его нет, а за счет резистора связи между плечами I-V), а потому третья гармоника все-же выше.


--------------------------

Там всё то же самое плюс то что уже озвучил (см. рисунок, Х4 доводит на DC и инфранизких частотах до 10мкВ напряжение на инверт. входах и, что тоже самое, на выходах ЦАП).

То есть "композит" только для постоянки. Я не хочу показаться категоричным, но не знаю нужна ли там такая высокая точность. Выход ЦАП, если я ничего не путаю - сведенные вместе стоки полевиков включеных каскодами - особо высокая точность поддержания определенного потенциала там не особо важна. Ничего не могу сказать про РСМ, но для 1955 аналогичный потенциал приходится выставлять внешними цепями. При этом изменение данного напряжения в 10 милливольт (не мкВ) сказывались на параметрах ЦАП куда меньше, чем прогрев до рабочей температуры.

А зачем все ставят?

Ну с ЭП основной, пожалуй, мотив "всех" (приближение режима ОУ к "стандартному" с нулевым постоянным смещением выхода) отпадает практически полностью.

[viktor8m]

Вполне возможно я решил проблему точности токового зеркала в моей схеме (см. рисунок, странно, что такое очевидное решение раньше не пришло в голову), надо просто неинв. вход Х2 подключить не к земле, а к инверт. входу Х1, тогда Х2 будет автоматически уравнивать напряжения на инверт. входах обоих ОУ и точность токового зеркала будет определять исключительно Х2, а вот теперь искажения Х1 точно не будут влиять на звук никак, да и эти ОУ тогда могут быть разными (Х2 сделаю композитным).

[ViktKors]

Вполне возможно я решил проблему точности токового зеркала в моей схеме (см. рисунок, странно, что такое очевидное решение раньше не пришло в голову), надо просто неинв. вход Х2 подключить не к земле, а к инверт. входу Х1, тогда Х2 будет автоматически уравнивать напряжения на инверт. входах обоих ОУ и точность токового зеркала будет определять исключительно Х2, а вот теперь искажения Х1 точно не будут влиять на звук никак, да и эти ОУ тогда могут быть разными (Х2 сделаю композитным).

Угу. Стало еще более несимметрично. Входы Х2 напрямую засобачены на выход ЦАП.
Прикиньте какова будет вторая гармоника у ЭП до охвата ОС, заметьте, что теперь ничто компенсировать ее у Х2 не будет, и отметьте, что композит с большим петлевым усилением и крутым его спадом (скажем мягко) не очень желательно ставить в цепи с ВЧ-помехами. А сделать полосу ООС пошире и спад петлевого послабее вряд-ли получиться с ЭП, нагруженными на ВЧ на 22 Ома.
Вообще говоря, грузить выход одного каскада на выход другого в широкой полосе - не особо удачная идея. Где-то на форуме выкладывали обзор активных фильтров с недоуменной констатацией, что очень многие ОУ почему-то плохо работают в схеме инвертирующего ФВЧ (MFB) из букваря. А куда ОУ деваться, когда его выход почти закорочен на ВЧ (на частотах десятки-сотни МГц нагруженный на 22 Ома ОЭ чувствует себя ненамного лучше).

[Alex]

Вполне возможно я решил проблему точности токового зеркала в моей схеме

А по моему, еще более усугубил...

[viktor8m]

Вообще говоря, грузить выход одного каскада на выход другого в широкой полосе - не особо удачная здравая идея.

А по моему, еще более усугубил...

Будем ещё думать, наверняка есть подходящее решение (но не хочется слишком сложное).