Транзисторный усилитель с глубокой ООС и ОУ на входе. См. журнал "Радио" №10-12 за 1999 г. и №1,2,4-6,9-11 за 2000 г.
Транзисторный усилитель с глубокой ООС и ОУ на входе. См. журнал "Радио" №10-12 за 1999 г. и №1,2,4-6,9-11 за 2000 г.
Последний раз редактировалось Konkere; 28.12.2020 в 14:57. Причина: Файлы удалены по требованию "правообладателя"
На ветке https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1062&page=39Сообщение от MikeF
Была полемика с Andrew Ivanov, и он писал что моя схема утопическая...![]()
![]()
Best regards!
-----------------------------------------------------------------------------------
Чем больше думаешь - тем меньше делаешь, а чем меньше делаешь - темь меньше опыта,
а чем меньше опыта, тем не правильнее ты думаешь...
Отвечаю, правда, короче, чем хотелось бы.
Неадекватно там измерение не THD, а IMD по стандартной в аудиотехнике методике (не анализатором спектра, а по величине амплитудной модуляции ВЧ сигнала низкочастотным). Именно поэтому все, что написано про IMD в проспектах усилков - как правило, чрезмерно оптимистично.. Оттуда же сентенции о том, что "чистый импульсный отклик обеспечивает снижение IMD" - характеристики установления наилучшие при близкой к однополюсной АЧХ петлевого усиления, а фазовый сдвиг при этом как раз около 90 градусов. Реально снижаются не истинные IMD, а их амплитудная компонента.Сообщение от Tetragramaton
В области 1...3 кГц петлевое усиление там выше 100 дБ при том что собственная нелинейность заведомо ниже 1% (-40 дБ). Соответственно имеется более чем достаточный запас bK - использован "силовой прием"Сообщение от Tetragramaton
.
А вот здесь реально все гораздо сложнее. Во-первых, АФЧХ - это название Амплитудно-ФазоЧастотная Характеристика, то есть комплект из АЧХ и ФЧХ. Во-вторых, для минимально-фазовых систем существует взаимно-однозначная связь между АЧХ и ФЧХ (это следует из свойств рациональных функций комплексного переменного).Сообщение от Tetragramaton
Минимально-фазовой называется система, имеющая при заданной АЧХ, ФЧХ, определяемую соотношением Боде, которое устанавливает "верхнюю границу" пролегания ФЧХ как функции частоты. Т.е. задав АЧХ (произвольного вида), мы можем вычислить ФЧХ, соответствующую идеальной реализации этой АЧХ.
Есть простое приближенное правило вычисления ФЧХ из АЧХ - каждый децибел наклона АЧХ на октаву дает фазовый сдвиг 15 градусов, знак этого фазового сдвига соответствует знаку наклона АЧХ. Построенная таким образом ФЧХ довольно точно соответствует реальной, отличаясь только более резкими изменениями в местах изменения наклонов АЧХ. Эти изменения можно сгладить (растянув на 2-3 октавы) для повышения точности. ФЧХ, полученная из приближенного правила (особенно после сглаживания) достаточно точна для практики. В математически точные соотношения Боде входят интегралы АЧХ и ФЧХ, и рассчитывать это "на пальцах" слишком трудоемко, хотя компьютер с этим справляется в легкую.
Реальные усилители при грамотном проектировании имеют ФЧХ достаточно близкую к минимальнофазовой. Основной причиной бОльшего набега фазы (т.е. появление неминимально-фазового компонента ФЧХ) являются задержки распространения сигнала по проводникам, иногда - по распределенным RC-структурам в составе полупроводниковых приборов (так, время распространения сигнала по поликремниевой затворной сетке IRF640 составляет по 50% около 15-20 нс). Поэтому существенные расхождения при правильном проектировании возможны только на ВЧ (десятки-тысячи мегагерц в зависимости от элементной базы и габаритов). Примером источника избыточного фазового сдвига является коаксиальный кабель - АЧХ почти плоская, а набег ФЧХ на высоких частотах может составлять десятки и сотни градусов.
Если коротко - смысл максимизации площади петлевого усиления прост. Частоту единичного усиления по петле ООС можно повышать только до определенного предела, задаваемого в основном конструкцией (влияние паразитных параметров монтажа и задержек в соединениях - т.е. проявления избыточного фазового сдвига). Соответственно, для увеличения петлевого усиления в рабочей области частот нужно повышать крутизну перехода (спада) АЧХ на участке от полосы рабочих частот до приближения к частоте единичного усиления. Фазовый сдвиг в рабочей полосе частот при достаточной глубине ООС практического значения не имеет.Сообщение от Tetragramaton
Классической формой АЧХ петлевого усиления является так называемый срез Боде, начальная часть которого имеет наклон даже больше, чем 12 дБ/октава. Правда, реализовать хорошее приближение к срезу Боде, не используя LC-цепи в коррекции, громоздко.
Там имелось в виду, что при попытке увеличения глубины ООС БЕЗ СООТВЕТСТВУЮЩЕГО изменения частотных свойств усилительной схемы рано или поздно наступит фазовый сдвиг 180 градусов на частоте единичного усиления и соответственно, генерация данного конкретного усилителя.Сообщение от Tetragramaton
К абсолютным глубинам ООС это не имеет никакого отношения - все зависит от того, как спроектирована система. В принципе можно спроектировать усилитель с любой нужной глубиной ООС на разумных частотах (так, мой перестраиваемый генератор НЧ построен на усилителях с глубиной ООС более 100 дБ на 200 кГц, и это далеко не предел возможного).
Вопрос лишь в том, чтобы это не становилось самоцелью в ущерб другим свойствам (стоимости, технологичности и т.п). К примеру, используя технологию обхода каскадов по ВЧ, можно спроектровать и изготовить УМЗЧ с полосой действия ООС порядка 100 МГц, но он будет гораздо капризнее и сложнее моего "монстра".
С другой стороны, Halcro DM58 имеет реальные характеристики (за исключением собственного шума) не лучше, чем у "монстра" при гораздо более сложной конструкции. Это - следствие меньшей полосы действия ООС. Полоса действия ООС у Halcro была вынужденно ограничена из-за значительно больших габаритов, вызванных тем, что вместо минимизации излучения выходного каскада (как это сделал я за счет разводки) там его "просто" заэкранировали и удалили от малосигнальной части. Какое решение рациональнее - судите сами.
Последний раз редактировалось sia_2; 09.12.2007 в 02:02. Причина: грамматическую ошибку заметил
В pdf на LM318 (National) приведены графики "voltage follower pulse response" и "inverter pulse response". Переходной процесс инвертора раза в 2 быстрее.Сообщение от Tetragramaton
В ОУ с полевым входом выигрыш тоже велик, например для AD843 указана скорость нарастания для инв.включения 250 В/мкс, для неинв. 190 В/мкс. Апериодичность переходного процесса инвертора тоже лучше.
Ещё видел в сети длинное обсуждение о подборе "на слух" ОУ NE5534 для микшерных пультов, а виноват (IMHO) технологический разброс передачи инв. и неинв. входов. КОСС разных экземпляров микросхем одного названия может отличаться во много раз, но он влияет только при прямом включении.
http://www.show-master.ru/archive/30/66.shtml
Продолжение http://krosh.tehnologia.info/forum/viewtopic.php?t=46
Последний раз редактировалось Эзотехник; 19.05.2006 в 12:59.
Есть еще статья о проектировании малошумящих усилителей (со схемами и разбором УВ). Где-то на форуме я даже выложил ее pdf.Сообщение от Tetragramaton
Нет. Этот факт справедлив независимо от частоты. Смысл тут прост - сравним две ситуации. Сначала выключим ООС и подадим на вход ма-аленький сигнал, так, чтобы на выходе получить сигнал А. При этом он будет с некоторыми искажениями, которые можно пересчитать на вход, т.е. ко входному сигналу собственно усилительнолй части добавить сигнал, компенсирующий эти искажения.Сообщение от Tetragramaton
При включении ООС как раз и формируется (с точностью до глубины ООС)этот компенсирующий сигнал, т.е. приведенные ко входу искажения (и шум) остаются неизменными. Просто входной сигнал системы в целом (не собственно усилительной части, а от источника сигнала) теперь необходим в глубину ООС раз больше, соответственно уменьшается доля (процент) искажений.
Смысл простой - спектр продуктов искажений _до охвата ООС_ должен спадать быстрее, чем петлевое усиление.Сообщение от Tetragramaton
В обсуждаемом усилителе спектр искажений без ООС во-первых, изначально очень короткий (линейность УН и выходного каскада очень высока), и во-вторых, срезается коррекцией (R71C46), в-третьих, за счет конструктивного исполнения выходных каскадов подавлены переключательные искажения.Сообщение от Tetragramaton
Влияние оказывают только их разностные продукты, попадающие в звуковую полосу. Они дают шумоподобную помеху, кореллированную с сигналом.Сообщение от Tetragramaton
Последний раз редактировалось Эзотехник; 06.03.2007 в 01:30. Причина: "кривое" цитирование
1. Так и сделано было с самого начала.Сообщение от Tetragramaton
2. Принято. Наведем небольшой марафет, сфоткаем.
3. Для повышения технологических запасов - лимитирующий фактор не выходные, а предвыходные транзисторы (их ток покоя при увеличении рабочего напряжения приходится снижать). Выбор же предвыходных скуден - реально всего три варианта, и два из них либо сняты с производства, либо практически недоступны.. Остается только 2SA1837/2SC4793, они самые мощные и надежные из достаточно быстрых.
4. Для наушников практичнее отдельный усилитель. Но можно и с выхода УМЗЧ поставить резистивный делитель (что-то порядка 47 и 5,1 Ом). Резисторы должны быть достаточной мощности![]()
И очень старательно их пропаять, чтобы наушники не спалить.Сообщение от sia_2
ЕЩЕ ВАЖНЕЕ СОБСТВЕННЫЕ УШИ НЕ ПОЖЕЧЬ!!Сообщение от Анатолий_В
Ценное замечание, присоединяюсь.
Такие усилители неплохо работают ушными усилителями. С низкоомными наушниками, мне кажется это хороший вариан. Шумы достаточно низкие, чтоб вообще без делителя слушать. Я 1 Ом поставил чтоб усь не коротнуть. Если сдуру ручку не крутануть, то вполне приемлемо. Но так можно, только если разработчик этим пользуется сам.
Была мысль даже сделать на базе подобного усилителя специальный ушной вариан. Тогда не нужен мощный БП и большие радиаторы. Да и БП можно поставить стабилизированный. По сути я так юзал усилитель Сухова много месяцев на Градо 225. Да и сейчас продолжаю. Ваш тоже можно модифицировать под это дело. Не думаю, что дорого выйдет.
Offтопик:Наушники надо втыкивать в специально предназначенный для них усилитель. И уши не 60Ом, а желательно от 300. И сигнальчик не с компа со звуковухой подаватьСообщение от Tetragramaton
![]()
С источником в виде компа тратить деньги/время на усилители, подобные обсуждаемому в этой ветке просто бессмыслено.
Offтопик:Поскольку основной источник сейчас -"цифра", а наушникам мегагерцы "по барабану", то послецаповый ФНЧ можно предельно упростить.Сообщение от Tetragramaton
И сделать IU на AD45048 (питание ±12В, ООС по напряжению, полоса 65 МГц, вых. ток 230 мА). На дискретах такое если и получится, то с плохой термостабильностью и PSRR.
Изодинамики фостекс на 50 Ом, электростаты тоже не 300Сообщение от Эx, залужу...
Но в традиционный тракт хоть ЦАП на AD1139 ставьте - 3 последующих ОУ, потенциометр регулировки громкости, разные земли устройств, провода и разъёмы многое испортят.
И вопрос по УМЗЧ - в устройстве защиты запараллелены обычные контакты и слаботочные герконовые позолоченные. А как организована их задержка замыкания и раннее размыкание? Ведь при коммутации тока 10-20А позолота облезет...
1. Разнос времен срабатывания реле при включении сделан схемотехнически (задержка 20 мс), при выключении - технологически (время отпускания герконного реле не превышает 2 мс, а мощного - не менее 6...10 мс)
2. Линейная зона входного каскада LM318 в зависимости от критериев линейности и разбросов составляет от 0,6 до 0,8 В в каждую сторону.
На практике такой размах входного напряжения ОУ не достигается даже при приближении к максимальной скорости нарастания, т.е. скорость нарастания ограничена УН, а не входным каскадом, что и гарантирует практическое отсутствие TIM и DIM.
SIA_2 Еще несколько вопросов. ( я не задавал вопросы о схеме компенсации сопротивления проводов )
Насколько понимаю я на DA4 как раз выполнено это устройство. Принцип его понятен. Т.е в трехпроводной схеме по всей видимости оно подает удвоенное падение напряжения на земляном проводе в цепь ООС, тем самым увеличивая выходное напряжение. Насколько я понял 4х проводная схема отличается от 3х проводной тем, что нелинейности "гарячего" провода давятся петлевым усилением, а земляной провод в этом случае компенсируется устройством на DA4 которое уже не удваивает падение напряжения на нем, а пропускает с KU=1. Вопросы
1) какая схема еффективнее 3х проводная или 4х ?
2) насколько понимаю я С22 и C23 формируют область действия DA4. До каких частот компенсатор еффективен?
Далее. Вы очень часто писали о том, что падение напряжения на резисторах в УН должно быть более 2.5 в. Выполнение этого условия имеет прямую зависимость от стабилитронов VD23........VD25. (например моделирование говорит о том, что разброс в пределах 1 го вольта для этих стабилитронов чреват невыполнением того условия). Также некая "ассиметрияя" VD23 VD24 определяет уровень постоянного напряжения на выходе ОУ DA3 вопросы
1) на какое напряжение ( точно и с какой погрешностью ) должны быть выбраны VD23VD24
2) Может быть их "идеальность" несовсем уместна. Т.е может на выходе ОУ выставить чтото вроде + 0.7....1.2 вольта для того, чтобы вых каскад этого ОУ работал только NPN транзисторм от генератора тока?
3)уже задавал этот вопрос. Хотелось бы подробнее. Полная мощная версия - это первостепенно. Но если заказывать два комплекта, какую менее мощную лучше собирать? (максимальная широкополосность ООС при мощности около 150вт\4Ом). Есть ли они в наличии?
1.1. Формально и фактически выше эффективность 4-хпроводной. Но (в отличие от 3-проводной) при перепутывании проводов "обратных" сигналов усилитель самовозбуждается из-за смены знака ООС. Именно поэтому 4-проводную схему используют только в профессиональной технике и то совместно с разъемами, исключающими ошибку коммутации (Neutrik SpeakOn), по той же причине оставлена возможность включения 3-проводной.
1.2. Полоса "компенсации" проводов - около 20-30 кГц.
2.1. Напряжение 3.2...3.6В, не принципиально. Разброс до 0,15В.
2.2. Чушь. Выходной каскад ОУ DA3 работает в режиме класса А независимо от выходного напряжения, поскольку ток баз VT5, VT7 намного меньше тока покоя выходного каскада (около 0,9 мА).
Что касается "смещения напряжения на выходе ОУ" - то кое-кто до сих пор пытается убеждать всех остальных в этом заблуждении. Однако это проблема не техническая, а скорее медицинская. Элементарно опровергается моделированием, не говоря уже о макете.
2.3. Это вариант на 12 в плече BD911-912. Будет.
Я в последнем варианте суховика вольт на 7-8 сдвинулСообщение от sia_2
Наплевав на данные микрокапа. Кстати был удивлен тем что говорит кап. посчитал, что модели ОУ в микрокапе неправильные.
Думаю дело не в том чтобы в А работал. А чтобы ступеньку убрать. Но про режим А наверное пишут все же по неграмотности.
Последний раз редактировалось Анатолий_В; 02.06.2006 в 13:16.
"Ступенька" в двухтактных выходных каскадах может возникнуть только при отборе от него тока, большего примерно удвоенного тока покоя, когда закрывается одно из плеч. Если же выходной ток заведомо меньше тока покоя, то "ступеньки" при исправном источнике начального смещения возникнуть не может в принципе. Другое дело, что частотные свойства многих ОУ и их запас устойчивости заметно меняются от величины напряжения на выходе (это, например, хорошо заметно на 574УД1 и 544УД2). Но проще применить нормальный ОУ.
Там реально нужно выполнить два требования - минимум эффективного импеданса шин питания и "земли" (откуда и вытекает необходимость практически сплошной "земли"), а минимизация эффективной площади контура выполнена за счет того, что ток плеча распределен по 6...12 ветвям, и геометрический центр этого тока практически совпадает с геометрическим центром тока, протекающего по шинам питания/земли. К тому же в плоскости образующейся "петли" лежит два короткозамкнутых витка - "земляная" плоскость и массив радиатора. По той же причине прижимная планка для транзисторов лучше немагнитная. Плюс точная симметрия путей тока.Сообщение от Tetragramaton
Реальных недостатков два - трудоемкость разводки и проблемы с обеспечением достаточных сечений для особо сильноточных вариантов (более 30-40 А в длительном режиме).Сообщение от Tetragramaton
В малосигнальной области цельная фольга "глотает" мусор (электрические наводки) и, образуя короткозамкнутый виток, сильно уменьшает "ловлю" магнитных помех от выходного каскада, так как эффективную площадь контуров ООС убрать до 0 конструктивно невозможно.Сообщение от Tetragramaton
В принципе, можно сделать немного лучше, если использовать силовую многослойку (с толстыми внутренними слоями и специальной технологией металлизации отверстий для обеспечения надежного контакта к внутренним слоям. Тогда можно выводы выходных транзисторов разместить по центру платы, резисторы поставить стоймя, но это очень неудобно в монтаже. Выигрыш по эффективному излучению примерно 40%. Мороки больше - в разы.Сообщение от Tetragramaton
1. Дорабатываю и остальные версии, т.к. элементная база меняется - уходят DIP корпуса, появляется много ОУ в SMD.Сообщение от Tetragramaton
2. Запускаться будет сразу весь спектр обновленных версий. Как будет готово к запуску, вывешу объяву.
sia_2 добавил 09.06.2006 в 18:09
Если речь идет о реле защиты АС - то однозначно до RLC (так предусмотрено конструкцией), если о коммутации АС на 2 выхода - в принципе, можно и не охватывать его широкополосной ООС - то есть, поставить его (вместе с реле коммутации цепей ОС) после RLC-цепи, чтобы не делать 2 копии RLC-цепей для каждого выхода.Сообщение от LORD-ARTUR
Последний раз редактировалось sia_2; 09.06.2006 в 18:09. Причина: Добавлено сообщение
Годограф довольно легко рисовался в древнем Probe от Spice - заменой осей. В Микрокапе не пробовал. Сохранилась ли эта возможность в новых версиях - не знаю. Если очень надо, потом посмотрю (я для скорости работаю с текстовым Spice).
Особой необходимости конечно нет, просто никогда не видел таких диаграм, а как я понял с ними очень удобно смотреть запас по фазе и устойчивость усилителя. Ну ,а если со временем напряжонка, то лучще оставить этот вопрос на когда нибудь потомСообщение от sia_2
.
1. Да.Сообщение от Tetragramaton
2. Очень мало. Только цепи вокруг высокоомной точки УН для снижения паразитной емкости.
3. Только одной версии.
Уточнение.
1) Вместо DIP Вы хотите применить SOIC на месте DA3 и DA1???
2)Зачем???( я подробно изучал разводку этих узлов. Мне конечно было к чему придраться, т.е некоторые дорожки были длинноваты, но в итоге практически все там идеально.
3) контрольный екземпляр именно какой версии?
Tetragramaton добавил 17.06.2006 в 18:00
Еще тщательнее нужно беречь ее(женщину), если она упитана и крассиваяСообщение от sia_2
(сори за офтоп)
Последний раз редактировалось Tetragramaton; 17.06.2006 в 18:01. Причина: Добавлено сообщение
Социальные закладки