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

[belka]

Ну подстрой тогда цепи прально Какая разница должна быть, я уже написал. Посмотри скажем на 10кГЦ.

Меня больше интересовал вопрос не проиграть в заезде на LM. Был уверен, что ты дБ10 теоритического запаса народу не показал - не ошибался.
Ещё один вариант выпечки LM скоро покажем.

[Nick]

А работают микросхемы в четкой пропорциональности с коэффициентами ОС (в Вашей схеме - равными) и своими коэффициентами усиления, и уровень разностного сигнала на входе LM четко связан к К1 и К2. В любом случае, это разностное напряжение не может быть меньше отношения Uout/K1.

Уровень разностого на входе LM привязан только к K1, а не к К2. И так как вход это сумма, с двух петель, там вполне может быть, что я написал. Если есть симулятор, это легко глянуть.

[bukvarev]

Хорошо. Честно говоря, преимуществ данного варианта по сравнению с последовательной схемой, со сложной коррекцией первого усилителя, содержащего на высоких частотах участок с горизонтальной АЧХ (где-то от 500 кГц до нескольких МГц), пока разглядеть не могу. Может, здесь искажения ослабляются сильнее? Нужно подумать малость...

---------- Добавлено в 03:43 ---------- Предыдущее сообщение в 03:37 ----------

Уровень разностого на входе LM привязан только к K1, а не к К2

Да, поторопился, разностного - конечно, только от К1. А по синфазному уровню напряжение зависит о обоих К.

[Nick]

Хорошо. Честно говоря, преимуществ данного варианта по сравнению с последовательной схемой, со сложной коррекцией первого усилителя, содержащего на высоких частотах участок с горизонтальной АЧХ (где-то от 500 кГц до нескольких МГц), пока разглядеть не могу.

Но в такой топологии тут точно единица, а в последовательной её надо делать, и на ВЧ, и фазовый набег надо небольшой. И в перегрузке единица остаётся единицей, а в последовательной неизвестно. Поэтому выход из пергрузки более предсказуем, если так можно выразится.

Может, здесь искажения ослабляются сильнее? Нужно подумать малость...

Не, искажения в принципе для обоих вариантов одинаковые, с небольшой поправкой на амплитуду на выходе U2, т.е. её собственные искажения.

Вот график сделал с одной петлёй как у Yewena, и с двумя по типу ZD-50 (типа разностная ОС). Это выход U2. Оба усилителя LT1363, с LM весь график довольно сильно сдвинется влево, т.к. она помедленней. Ну и подобрать ещё можно резистор, на НЧ будет разница больше, хотя в реальности это роли мало играет, важны только ВЧ.

[Nick]

Меня больше интересовал вопрос не проиграть в заезде на LM. Был уверен, что ты дБ10 теоритического запаса народу не показал - не ошибался.
Ещё один вариант выпечки LM скоро покажем.

Схематически можно больше, если на звуковых, только непонятно зачем. Упростить, это другое дело, я когда-то думал над этим, и были идеи, но желания и времения LM-кой заниматься как-то больше нет. Для меня это был концепт, для тренеровки .

[belka]

Раскололся на рисунки.

Да, небольшая разница есть.

---------- Добавлено в 03:08 ---------- Предыдущее сообщение в 03:06 ----------

Упростить, это другое дело, я когда-то думал над этим, и были идеи

Ну как можно пропустить такую тему.
Сначала всё упрощается, но потом...потом как то не очень.

[bukvarev]

А не вызвано ли это тем, что у послед. композита меньше фазовый запас (судя по форме "горба" V(ywn)), а у "параллельного" - стоит RC цепь, которая корректирует АЧХ U2 на срезе 6,3 МГц?
Но в целом - да, похоже, часть работы на верхах берет цепь ОС LMки

[Nick]

А не вызвано ли это тем, что у послед. композита меньше фазовый запас (судя по форме "горба" V(ywn)), а у "параллельного" - стоит RC цепь, которая корректирует АЧХ U2 на срезе 6,3 МГц?

На звуковых частотах и немного выше точно нет. Могу выложить файл симуляции, сами поиграетесь. В симуляторе в принципе можно сделать очень большую разницу .

[belka]

Посмотрел в симуляторе быстро ZD-50 на 100 килогерцах, да, с двумя петлями искажения рисует чуть меньшие. Незначительно совсем. Может неправильно смотрю, но модель отлаживал старательно (делители включая компенсацию подогнул), что бы было со всей силы. И всё одно, мой вариант LM рисует на 100 кил. в несколько раз меньше.
Надо мерять железо. Тщательно. 100 кил, вопрос - чем? Придётся оценивать как то пытаться.

Хотя ключевой момент тут конструктив. Всё это уже похоже на гомеопатию, конструктив накроет все эти изыски медным тазом, так сказать.

[Nick]

И всё одно, мой вариант LM рисует на 100 кил. в несколько раз меньше.

Чтобы на 100кГц были низкие искажения, это перегиб нужно делать на частотах больше 300кГц, или частоту ед. усиления в петле брать выше. Что то, что другое небезопасно, с точки зрения устойчивости. В ZD-50 и так не каждая LM будет работать, только если частотные хар-ки не хуже типовых. Поэтому с LM я специально забил на этот диапазон, т.к. он в общем роли никакой практической не играет.

[belka]

У меня схема получилась существенно гибче твоей в плане коррекции и устойчивости, но есть свои нюансы, как всегда.

[Nick]

На звуковых частотах и немного выше точно нет. Могу выложить файл симуляции, сами поиграетесь. В симуляторе в принципе можно сделать очень большую разницу .

Я ещё поигрался c резистором . В архиве файл LTSpice.

[Nick]

У меня схема получилась существенно гибче твоей в плане коррекции и устойчивости, но есть свои нюансы, как всегда.

Ну так с коррекцией всё весьма гибко, один резистор покрутил, R22, или пару конденсаторов (на выбор) и будет работать и с кривой LM-кой. Это в общем особенность схемы Yewen-a. А в ZD-50 на самом деле несколько RC цепей не совсем для коррекции, а например для уменьшения ВЧ мусора на входах ОУ.

Вообще вопрос тут скорее не в схеме, какую схему бы не делал, всё одно надо делать наклон в 10дБ на декаду чтобы начинался хотя бы 10дБ выше частоты ед. усиления в петле. А это и есть примерно 300кГц для LM-ки.

[belka]

А в ZD-50 на самом деле несколько RC цепей не совсем для коррекции,

Я понимаю, в симуляции их и не рисую.

[ViktKors]

У меня схема получилась существенно гибче твоей в плане коррекции и устойчивости, но есть свои нюансы, как всегда.

Я как-то выкладывал файлик для экселя.
В нем можно посмотреть практически все, чего можно добиться от коррекции, а заодно увидеть и какой ценой:
Feedback_Nyquist_a.xls*
Лишь бы суммарного усиления хватило , а какими именно емкостями-резисторами строить это петлевое определяется уже личными предпочтениями.

Там довольно отчетливо видно, что оригинальный вариант - имхо и есть оптимум


_____________________
* Это просто постройка ЛАЧХ петлевого усиления с учетом выполнением условий устойчивости.
Там не учтены мелочи вроде влияния неминимальнофазового сдвига на фазу в нижних по частоте точках, нет дуракоустойчивости (поэтому можно получить "странные" кривые) и т.п.

[belka]

Я как-то выкладывал файлик для экселя.
В нем можно посмотреть практически все, чего можно

Вы очень хорошо обо мне подумали, я и слов то таких не знаю, асимптототических.

[ViktKors]

и слов то таких .. асимптототических.

Да там есть поиграться параметрами все становится более-менее понятно.
Асимптотический спад - это порядок спада усиления за пределами полосы ООС. Второй порядок - 12 дБ/окт. Это важно в том смысле, что такой второй порядок закручивает фазу на 180 градусов, причем влияет это и на частоты более низкие, около единичного усиления в петле.
Собственно, этот спад совместно с задержкой в петле и определяет максимальную полосу ООС.

А так там примерно выходит, что углубление ООС приводит к тому, что при той-же полосе ООС усиление в петле приходится снижать быстро, что вызывает закручивание фазы (заход за 180°), чтоб это побороть приходится вводить "ступеньку", и чем круче спад - тем шире "ступенька". По факту и получается, что нагнать петлевое просто малореально - цепи коррекции усложняются жутко, конструкция превращается в "теоретическую", а выигрыша - десяток дБ.

[belka]

[Nick]

...а выигрыша - десяток дБ.

Всё верно. К тому же, повторюсь, на частотах близких к ед. усилению, т.е. 300кГЦ (3-я от 100кГц) и выше, порядок спада должен быть уже первым, т.е. усиления на 300кГц будет 10, ну может максимум 15дБ и ничего особо с этим не поделаешь, кроме как если ВЧ канал делать, т.е. увеличивать частоту ед. усиления в петле. К сожалению всё ещё не все догадываются, что там всё чисто физически предопределено. Хотя может Вадим нас тут удивит...
На звуковых в принципе попроще, схематически можно сделать лучше, можно порядок сделать больше, не 3-й, а скажем 4-й. Но там другие грабли начинают вылазить, с выходом из ограничения, что всё ещё усложняет. Да и особого выгрыша на практике скорее всего не увидишь.

[Audiomaniac]

Да и особого выгрыша на практике скорее всего не увидишь.

В конструктив все упирается..