Амплитудные искажения гармонического спектра УМЗЧ, ООС и амплитудная характеристика.

[Валет]

Обоснуйте.

Споры о том исправляет ОООС искажения первого каскада в петле уже не раз возникали на форуме. Они заканчивались тем, что искажения первого и всех последующих каскадов в петле ОООС УМЗЧ исправляются одинаково. Кто-то даже проверил это в симуляторе.

Естественно, на свойства первого и последующих каскадов внешняя ОООС не влияет, искажения УМЗЧ исправляются подачей на вход УМЗЧ напряжения противоискажений.
Если никто не подскажет ссылки на это, буду искать сам. Нужно время.

[korolkov24]

Они заканчивались тем, что искажения первого и всех последующих каскадов в петле ОООС УМЗЧ исправляются одинаково.

Во всех учебниках говорится, что исправляются искажения тех каскадов, перед которыми стоит усилитель.
В этой ветке неоднократно, с симуляцией и математикой, было доказано справедливость теории ТАУ.
Агеев тоже говорит об этом, да и чисто математически это легко видно.
Вы вероятно не читали ветку.
Некоторые ссылки.
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2043183
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2043360
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2043242
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2051466
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2051491

[Валет]

Во всех учебниках говорится, что исправляются искажения тех каскадов, перед которыми стоит усилитель.
В этой ветке неоднократно, с симуляцией и математикой, было доказано справедливость теории ТАУ.

Во всех учебниках говорится, что исправляются искажения тех каскадов, которые находятся внутри петли ООС. В учебниках ТАУ справедливость этого доказывается без разделения усилителя на каскады, а просто для однокаскадного усилителя, который само собой является первым (и последним тоже).

[korolkov24]

Во всех учебниках говорится

Ну почему нет примеров?
Я вам картинки показал, а вы всё на словах.

[Johny]

Сразу скажу, что я считаю это безграмотностью

Offтопик:
Это маркетинговый ход!
Там есть противоречие между показанным на рис.6 и объяснением в тексте после рис.6.
И добавлена "страшилка" о размножении интермодуляционных составляющих.

[Orion33]

Естественно, на свойства первого и последующих каскадов внешняя ОООС не влияет, искажения УМЗЧ исправляются подачей на вход УМЗЧ напряжения противоискажений.

Если в смысле физических свойств усилителя, то да. Он собран из компонентов, которые про существование ОООС ничего не знают и потому своих физических и электрических свойств не меняют.
Картинку 6 с привязкой по времени по горизонтали правильнее было бы перерисовать так (без источников шума и искажений):

Х1 и Х2 - это две части одного усилителя, вход Х1 не инвертирующий, вход Х2 инвертирующий.

[Валет]

Ну почему нет примеров?
Я вам картинки показал, а вы всё на словах.

Вот формула 3.61 из книги Войшвилло «Усилительные устройства».
Кг оос= Кг/(1+ВКе) ≈Кг/F
Кг оос – коэфф. гармоник с ООС
Кг - коэфф. гармоник без ООС
В – коэфф. передачи цепи ООС
Ке – усиление без ООС
F – глубина ООС
Формула приведена для усилителя без разделения на каскады и без указания на место возникновения искажений. Это означает, что она одинаково применима и для искажений первого и любого другого каскада. Важны только общие искажения усилителя.

Вот еще одна ссылка:

Таким образом, отношение

получаемся в раз меньшим, чем в отсутствие обратной связи. Правда, это улучшение достигается ценой увеличения в раз напряжения, подводимого к зажимам (рис. 5.20).
Относительное ослабление напряжения высших гармоник можно пояснить еще и следующим образом: введение отрицательной обратной связи приводит к уменьшению усиления в раз в одинаковой мере для полезного сигнала и для гармоник, однако это уменьшение усиления компенсируется только лишь для полезного сигнала.

В ней тоже не различают место возникновения искажений. Место возникновения искажений стали различать только после публикации статьи Агеева в «Радио» и только среди некоторых радиолюбителей.

[korolkov24]

Это означает, что она одинаково применима и для искажений первого и любого другого каскада.

С чего вы взяли? где логика?.

Вот картинка, которую показывал Теоретик.

Мы видим на картинке источники возмущений и видим, что они усиливаются последующими усилителями, а уменьшаются предыдущими, так как предыдущий усилитель увеличивает петлевое усиление, но не усиливает последующую помеху.
Картинка и вся ТАУ, не учитывает нелинейности, для простоты понимания, тем более, что искажения узла сравнения, всё равно уменьшаются при увеличении глубины ООС.
Легко заметить, что введение возмущения перед усилителем С, увеличивается на величину C*F*P и делится на неизменное значение ОС, то есть, в этом случае, добавленное возмущение остаётся неизменным.

Место возникновения искажений стали различать только после публикации статьи Агеева

Я об этой публикации и не знал, а то, что искажения узла сравнения не уменьшаются ООС, я знаю уже лет 30.
Ещё раз растолковываю свою позицию.
ООС не уменьшает искажения узла сравнения, она лишь переводит его в малосигнальный режим, что чисто математически увеличивает его линейность.
При бесконечно большом кольцевом усилении, нелинейность узла сравнения, будет бесконечно мала.

[Валет]

Я об этой публикации и не знал, а то, что искажения узла сравнения не уменьшаются ООС, я знаю уже лет 30.

Я писал о влиянии ОООС на искажения каскадов внутри петли.

Свойства усилителя с ОООС определяются в значительной мере свойствами цепи ОООС (а при бесконечно глубокой ОООС только ее свойствами), в т.ч. и узла сравнения. Например, искажения узла сравнения на резисторах значительно меньше, чем искажения узла на диф. каскаде и, тем более, на одиночном транзисторе.
Но это уже совсем другая история.

[Teoretic]

ООС не уменьшает искажения узла сравнения, она лишь переводит его в малосигнальный режим, что чисто математически увеличивает его линейность.

Вы считаете, что уменьшение амплитуды сигнала всегда приводит к уменьшению искажений?

[Nick-nack]

Например, искажения узла сравнения на резисторах

Offтопик:
одного вроде убедили в другой теме, нет? и вдруг откуда ни возьмись появился.... ещё один

[korolkov24]

Например, искажения узла сравнения на резисторах

Резисторами вы ничего сравнить не сможете, если далее не включен усилительный элемент.

[Сухоруков Сергей]

Формула приведена для усилителя без разделения на каскады и без указания на место возникновения искажений. Это означает, что она одинаково применима и для искажений первого и любого другого каскада.

Это означает лишь, что степень упрощения, использованная для вывода формулы, такова, что нелинейность сумматора игнорируется.

Если рассматривать работу усилителя с ОООС упрощённо (что обычно мы и видим в "букварях"), естественно, многие нюансы в работе ОООС выхолащиваются. И те детали в работе ОООС, о которых идёт речь в этой теме, остаются незамеченными.

[korolkov24]

Вы считаете, что уменьшение амплитуды сигнала всегда приводит к уменьшению искажений?

Что касается узла сравнения, то при заданной нелинейности всегда, так как сужается граница нелинейности, а соответственно увеличивается отношение входного-выходного напряжений к зоне нелинейности.

[Ясен Пень]

Легко заметить, что введение возмущения перед усилителем С...

Алексей, здравствуйте! На самом деле "введение возмущения перед усилителем С" (т.е. перед "первым" каскадом) является чисто умозрительным приемом.

Когда мы строим модель реального многокаскадного усилительного устройства, мы разбиваем ее на соответствующие идеализированные блоки. Так появляются "сумматор", "1-й", "2-й" и т.д. каскады усиления, цепь обратной связи с усилением B и т.п. Кроме того, в рассмотрение вводятся источники помех (возмущений).

В отношении модели также принимаются допущения, например, линейности и сосредоточенности параметров ее цепей и блоков.

Рискну предположить, что, когда С.Агеев писал свою статью, опубликованную в журнале "Радио", и изложил в ней те несколько абзацев по поводу работы модели трехкаскадного усилителя с ООС, он просто иллюстрировал свои мысли по проблеме интермодуляционных искажений.

Но даже в этой статье он не вводил никакого источника искажений в цепи передачи сигнала от сумматора к первому каскаду. Если посмотреть рисунок 6 в его статье, то там находится лишь источник шумов En1. Это логично, т.к. термин "искажения" обычно применяется к усилительному устройству (читай - к блокам, которые в модели введены как усилительные устройства) и искажения возникают на выходе этих блоков, а не на их входе. Источник искажений первого каскада Ed1, как ему и положено, на его рисунке находится на выходе первого каскада.

Далее С.Агеев пересчитывает значения всех источников помех (т.е. и шумов, и искажений) исходя из предположения, что они переносятся в цепь между сумматором и 1-м каскадом.

Далее он без всякого пояснения утверждает, что "искажения первого каскада, приведенные к его входу, не ослабляются совсем".

И вот тут у внимательного читателя и возникает "когнитивный диссонанс".

Ведь если под словами "искажения первого каскада" понимать Ed1 на том же рисунке 6 (нижняя часть), он видит, что сигнал этого источника, естественно, тоже уменьшается на коэффициент усиления 1-го каскада.

Не происходит уменьшения лишь у источника шумов En1. Также не произойдет уменьшения и у любого другого источника помех, помещенного в цепь между сумматором и 1-м каскадом.

Вот только зачем строить и исследовать такие модели? Ведь предмет исследования, - уменьшение искажений путем введения ООС, - в таких моделях отсутствует, т.к. введение источника помех в данный участок равнозначно выведению его из-под действия контура ООС...

Пара слов про "нелинейность узла сравнения". А, вы уже и сами все написали...

[korolkov24]

Источник искажений первого каскада Ed1, как ему и положено, на его рисунке находится на выходе первого каскада.

То есть, искажения первого каскада могут возникать только на его выходе? на чём основана такая уверенность?

[Ясен Пень]

То есть, искажения первого каскада могут возникать только на его выходе? на чём основана такая уверенность?

На здравом смысле.

[korolkov24]

Но даже в этой статье он не вводил никакого источника искажений в цепи передачи сигнала от сумматора к первому каскаду.

Для его уровня, это простая, понятная вещь, не требующая специального разъяснения.

---------- Сообщение добавлено 15.59 ---------- Предыдущее сообщение было 15.57 ----------

На здравом смысле.

Так вот ваш здравый смысл противоречит здравому смыслу, так как источник искажений может находиться до узла усиления напряжения, к примеру переход БЭ, в простейшем усилителе с ОЭ.

---------- Сообщение добавлено 16.04 ---------- Предыдущее сообщение было 15.59 ----------

Далее он без всякого пояснения утверждает, что "искажения первого каскада, приведенные к его входу, не ослабляются совсем".

Достаточно чётко объясняет

При этом становится очевидным, что абсолютный уровень приведенных ко входу продуктов искажений при введении ООС в первом приближении остается неизменным, а степень ослабления искажений и шумов прямо пропорциональна усилению от суммирующей точки до места возникновения этих искажений и шумов. Снижение же относительного уровня искажений при введении ООС происходит за счет того, что общее ("внешнее") усиление системы снижается, и относительная доля шумов и искажений падает. Если искажения, вносимые выходным каскадом, имеющим единичное усиление, действительно ослабляются во столько раз, какова глубина ООС на частоте соответствующего продукта искажений, то искажения первого каскада, приведенные к его входу, не ослабляются совсем.

[Л. Зуев]

ООС не уменьшает искажения узла сравнения, она лишь переводит его в малосигнальный режим, что чисто математически увеличивает его линейность.

Странно, что кто-то не понимает, что это разные эффекты, которые нельзя смешивать в одну кучу.

[оператор]

1. Честно говоря, я не совсем понимаю, зачем обсуждать давно известные истины из учебников?
Может - снова в школу?
Наверное нужно это принять как базу и строить на основе этих знаний - материальные реализации?

2. Мой пример дружно проигнорирован. Написать анализ из двух предложений, мне кажется страшно, потому, что не укладывается....
Простой анализ 6000 Акуфейса.
- стремление разработчиков снизить выходное сопротивление,
- работа на низкоомную нагрузку,
- увеличение количества выходных транзисторов,
- использование СМД элементной базы,
- использование топологии сплошных полигонов, распределенной емкости,
- энергоемкость БП.
Все это при КНИ - 0,03 на 4-е Ома!
Тенденция известна, а это сейчас один из лучших промышленных бытовых усилителей.
Кто сделает лучше?

И еще.
Цитата, (по моему мнению - золотые слова):

1) конструктивное выполнение, практически убирающее полную (с учетом цепей питания) индуктивность цепей коллекторов и эмиттеров выходных транзисторов, как за счет сокращения длины проводников, так и за счет близости "земель" - то есть сокращения эффективной площади контуров протекания тока.

2) использование достаточного числа выходных, и, главное, предвыходных транзисторов. Эффективная паразитная индуктивность эмиттерных цепей (и, соответственно, выхода УМ до замыкания ООС) при этом снижается в N раз, где N-число транзисторов. Естественно, существует оптимальное их число в зависимости от конструкции и режимов работы, когда этот эффект еще не перекрывается ростом габаритов и суммарных емкостей.

3) использование разброса напряжений база-эмиттер выходных транзисторов для обеспечения плавного переключения плеч одновременно с очень большим суммарным током покоя при малом результирующем сопротивлении параллельно работающих эмиттерных резисторов (изменение выходного сопротивления без ООС при изменении выходного тока и переходе его через нуль не превышает 40-50 миллиом, что обеспечивает собственные искажения выходного каскада на уровне заведомо менее 0,2%, порядка 0.05%, а до 5 Вт - менее 0.02%).

4) обеспечение работы предвыходных транзисторов строго в классе А даже при отработке максимальных скоростей, развиваемых УН.

5) Гарантия отсутствия попадания выходных транзисторов в режим квазинасыщения на пиках сигнала при малом падении напряжения на них за счет небольшого тока, приходящегося на каждый транзистор. "

Все сказанное, я как раз и вижу в реализации Акуфеса. А, цитата принадлежит Агееву, взята из соседней ветки. У автора прошу прощения за цитирование.
Мне кажется, что просто у народа нет понимания написанного.