УМЧЗ с глубокой ООС

[bbest]

Есть интересная свежая статья на эту тему http://www.ecosound.pro/Feedback.html . Можете подсказать - соответствует ли статья действительности. И если да, то получается при сборке проектов усилителей нужно отдавать конструкциям со сверхглубокой ООС?
Интересны так же положения раздела "Практика":

Итак, типы звучания и их взаимосвязь с глубиной ОООС
===============================================
1. 20-30 дБ. Общая мутность, что называется, "звука нет". Бывает, что и придрасться-то не знаешь к чему - просто всё одинаково плохо.
2. 30-40 дБ. Звук местами проясняется, НЧ регистр начинает обретать т.н. "упругость", СЧ окрашены, верх ненатуральный и замыленный
3. 40-50 дБ. НЧ регистр почти безупречен, СЧ очищаются, окраска и мусор постепенно "съезжают" в ВЧ область спектра. СЧ уже разборчивы, глубина отрисовывается хорошо, однако ВЧ обычно очень навязчивы и резки. Сибилянты звучат с каким-то "динамическим разрывом"
4. 50-60 дБ. Все искажения постепенно смещаются во всё более ВЧ область. Звук может стать с переизбытком "воздуха" и необъяснимо навязчивым. Сцена постепенно обретает объём.
5. 60-80 дБ. Сцена о и объём строятся безупречно, однако ещё может наблюдаться лёгкая окраска и неестественность.
6. 90-130 дБ. Кристальная ясность. Звук в целом легко читаем и очень информативен, всё как на ладони. НЧ динамически безупречны. СЧ глубоко читаемы и легки. ВЧ вообще никак не акцентированы, они просто есть. Сибилянты натуральны, нет обычного разрыва в их динамике. Струнные, железо и сложная перкуссия естественны. Пространство чёткое и стабильное.

Совпадают ли эти утверждения с вашим личным опытом?

[ntechmen]

меандр?

Меандр плохо т.к. это периодический сигнал.
Желательно ед.ступенчатое воздействие. пусть повторяющаяся но с большим "пробелом" между повторениями.

По поводу, конденсатора - надо смотреть токовые возможности вых. каскада т.е знать коэф. передачи по току без действия ооос. тогда и емкость необходимую можно посчитать. Если, проводить стрес тест на устойчивость, то нужно постепенно наращивать емкость конденсатора пока не наступит: срабатывание защиты по току, вспышка генерации, или генерация, ну и естественно смотреть осциллограмму переходного процесса.
Эти все манипуляции имеют смысл если афчх (разомкнутого по ос) усилителя не гарантирует абсолютной устойчивости.
Как то так.

---------- Сообщение добавлено 23.21 ---------- Предыдущее сообщение было 23.19 ----------

решающего влияния

Я это не утверждал.

Есть схемы изначально весьма линейные, порядка 0,5-0,01% искажений. Охватывание их ОООС небольшой глубины позволяет качественно улучшить их измеряемые характеристики и не испортить звучание. Небольшая глубина ОООС не приводит к драматическим проблемам устойчивости.

Автор статьи заблуждается в попытке свести все "усилителестроение" к одному единственному параметру.

Абсолютно согласен.

Но тем не менее грамотный подход с глубокой оос имеет право на существование. Хотя и не панацея.

[Nick-nack]

Меандр плохо т.к. это периодический сигнал.
Желательно ед.ступенчатое воздействие. пусть повторяющаяся

тащчусь!!!
Давай ищчо

[ntechmen]

тащчусь!!!

Рад за тебя.

По поводу меандра и единичного ступ. воздействия.
Для лучшего отслеживания переходных процессов, желательно чтобы переходной процесс после воздействия, имел время на затухание, что меандр не всегда позволяет сделать. Вот что имелось виду под периодический, и повторяющимся сигналом.

[krulfa]

Offтопик:

Если, проводить стрес тест на устойчивость, то нужно постепенно наращивать емкость конденсатора пока не наступит: срабатывание защиты по току, вспышка генерации, или генерация

Или усилитель сгорит с громким пуком и ремонтом на пару недель.

[ViktKors]

.. построить усилитель, скажем так: при ку 26 дб и усилением по петле ооос в 130дб на 10Кгц и чтобы не имел проблем с устойчивостью...

Тут есть забавный момент.
Чем выше усиление в петле, тем выше устойчивость усилителя в неблагоприятных условиях. Обратная связь-то отрицательная, т.е. (в согласии с букварями) способствует устойчивости в петле .

В качестве примера - петлевое для ООСного усилителя в "конденсаторном тесте".

Это из симулятора (100 нФ, 1 мкФ, 10 мкФ и 100 мкФ, там правее показаны еще и 10 нФ, но их едва-ли можно разглядеть на петлевом - слишком мало влияние). В железе выглядит похоже. На малой емкости - ничего не заметить, на большой - срабатывает защита по току (если амплитуда сигнала достаточно высока) - скукота.

Заметьте, опасные зоны проходят гораздо выше единичного усиления именно благодаря глубокой ООС .
Ну и еще одна фишка - несколько миллиом сопротивления последовательно емкости (аналог ESR + активное сопротивление в цепи нагрузки, например катушка) не дают петлевому слишком глубоко провалится на резонансе.

---------- Сообщение добавлено 22.41 ---------- Предыдущее сообщение было 22.04 ----------

Кстати.
Вот то-же самое петлевое (синее) на фоне ломанной красной линии - аппроксимации АЧХ петлевого, от которой и отталкивался, и серой кривой - график построенный с использованием нулей и полюсов, которые соответствуют этой самой красной ломанной линии.

"Ориентировачная АЧХ" берется из экселевской таблички, которую я тут уже многократно упоминал на форуме:
Feedback_Nyquist_a.xls
Там есть и условия для построения линеаризованной АЧХ и частоты/усиления по которым строится данная кривая, или которые можно использовать как нули/полюса для моделирования петлевого.
Кстати, подчас совсем нелишне задаться еще и неминимальнофазовой задержкой в петле ООС.

[Артс]

"Любопытно..." Сказал генерал Михалыч. - "И какому же "железному коню" принадлежат такие петлевые характеристики?".

[MikeF]

Ну и еще одна фишка - несколько миллиом сопротивления последовательно емкости (аналог ESR + активное сопротивление в цепи нагрузки, например катушка) не дают петлевому слишком глубоко провалится на резонансе.

И так было понятно что конденсаторный эксперимент не имеет никакой практической ценности, а вы такой пост накатали

знать коэф. передачи по току без действия ооос

Любите вы сомнительные фразы. Нет смысла в пытках усилителя конденсатором. Если уж выяснять как дела с ООС у испытуемого, то лучше проверить запасы устойчивости, покрутив на 1-2 шага номиналы элементов оос и коррекции, после симуляции. Это позволит количественно оценить запасы устойчивости по амп. и фазе, а с кондером оценка будет сродни хвастовства на уровне рекламной статьи вроде выше обсуждаемой: "Да мой усел на фарадник кило качает и не свистит! Скоро в продаже!"

[SAPR]

проверить запасы устойчивости, покрутив на 1-2 шага номиналы элементов оос и коррекции, после симуляции.

Абсолютно правильно.

а с кондером оценка будет сродни

анекдоту про лесопилку.

[ViktKors]

"И какому же "железному коню" принадлежат такие петлевые характеристики?".

Ну в "лошадиной" терминологии это скорее пони, под рукой оказался телефонник (правда структурой как "взрослый", пусть и маломощный усь).
Два ОУ с легкостью накидают усиления с запасом, причем достаточно стабильно (частоты-то небольшие) даже в сочетании с буффером. А далее (как 500 лет назад сказал известный мастер) отсекаем все лишнее.

И так было понятно что конденсаторный эксперимент не имеет никакой практической ценности..

Можно поспорить. Например, если телефонник не держит емкость кабеля, то владельцы сгоревших наушников едва-ли с Вами согласятся.

Если уж выяснять как дела с ООС у испытуемого, то лучше проверить запасы устойчивости, покрутив на 1-2 шага номиналы элементов оос и коррекции, после симуляции.

А потом еще и после сборки , причем нагрузив УНЧ меандром максимальной рабочей амплитуды.

Выходное сопротивление УНЧ имеет индуктивный характер, потому совместно с конденсатором нагрузки формируется резонанс, который с легкостью может нарушить условия устойчивой работы.
Представьте, что на картинке конденсаторного теста из верхнего поста петлевое будет иметь "стандартный" вид спада первым порядком (да даже и для случая двухполюсной коррекции), т.е. усиление будет поменьше. Все эти резонансы запросто провалят УНЧ в возбуд. А если на выходе не будет индуктивного фильтра, критичными могут оказаться и куда меньшие емкости (они будут-таки давать реальные резонансы на ВЧ), порой вплоть до емкости кабеля.

А если выходной каскад еще и не повторитель, а что-то вроде инвертирующего ОЭ каскада, сопротивление в нагрузке напрямую формирует петлевое усиление. А если к этому вдобавок полевики с дикими модуляциями собственных емкостей, то еще и полюса плавают огого как. Тут уж точно не до смеха, и приходится думать.

П.С. Можно согласиться, что "конденсаторный" тест не совсем корректен как тест именно на устойчивость УНЧ, но как один из тестов на работоспособность в критических условиях - он (имхо) относится к разряду обязательных.

[MikeF]

Можно поспорить.

Можно. Речь идет о нормальных усилителях, а не о незнамочём. "Боязнь конденсатора" нормальный разработчик лечит выходным RLC, а не коррекцией наглухо Соответственно какой смысл - ну проверил что работает и ладно, делать какие-то выводы и кол-ные оценки ООС некорректно.

[ViktKors]

Бред!

А Вы с картинкой в посте выше попробуйте поспорить.
Особенно экстраполировав ее на случай простейшей ООС с спадом 6 дБ/окт

Теперь ссылку на "букварь" с этим откровением.

Вам букварь? Их есть у меня!!
Википедия (это чтоб долго не искать):

Буквари - это не высокий слог, это про "мамы мыла раму"?

[Валет]

Выходное сопротивление УНЧ имеет индуктивный характер, потому совместно с конденсатором нагрузки формируется резонанс, который с легкостью может нарушить условия устойчивой работы.

Именно поэтому для устойчивости при емкостной нагрузке выход УМЗЧ шунтируют последовательной RC цепью, понижающей добротность резонансного контура, а последовательно с нагрузкой включают индуктивность, понижающую частоту резонанса и заводящую ее в область работы ОООС. При правильном их подборе достигается нормальная работа УМЗЧ на любую реальную емкость нагрузки и даже больше. Например, мой УМЗЧ нормально работает на частоте 20 кГц на емкость 2,2 мкФ (Хс=4Ω), но измеренное значение Кг увеличивается, примерно, вдвое на максимальной мощности.

[fakel]

а последовательно с нагрузкой включают индуктивность, понижающую частоту резонанса и заводящую ее в область работы ОООС.

ООС берется ДО катушки, т.е. на ВЧ нагрузка отсекается

[Валет]

Нагрузка не отсекается, слишком мала индуктивность. У меня она составляет, примерно, 0,7 мкГн вместе с индуктивностью проводов до выходных зажимов.

[Pest]

Нагрузка не отсекается, слишком мала индуктивность.

Частотная характеристика выходной RLC в идеале должна обратно-пропорционально соответствовать характеру выходного импеданса усилителя до охвата ООС. Но почему-то это очень мало где выполняется. Такое чувство что в большинстве усилителей номиналы выбираются с потолка или по каким-то другим критериям...

[Johny]

Вам букварь? Их есть у меня!!

Когда с букварями закончите, переходите на следующий уровень.
Много интересного Вас ожидает.

[ViktKors]

Когда с букварями закончите, переходите на следующий уровень.
Много интересного Вас ожидает.

Ну что-ж, "как много нам открытий чудных.." - значит все еще впереди, приятно чувствовать себя молодым
Хотя если откровенно, "мы "диалектику" учили не по Гегелю", и вряд-ли это уже изменится..

А если чуть серьезнее, то все проще. Привел пример, что проскочившее тут утверждение "глубокая ООС проблематичнее с точки зрения устойчивости" не верно. Но глупо было-бы утверждать, что верно обратное утверждение, если им считать "глубокая ООС лучше с точки зрения устойчивости".
Нет конечно, как минимум нужно оговорить что-то вроде "при прочих равных", но это настолько расплывчато (при каких-таких "прочих"), что лучше не касаться.

А если уж говорить обще, то стоит заметить, что с точки зрения устойчивости как способности не самовозбуждаться "лучше будет" именно выполнение условий устойчивости с необходимым запасом (бывает по всякому, когда и 15° по фазе достаточно, когда и 60° мало) на нестабильность параметров. Глубина ООС к этому никакого отношения не имеет. Т.е. неважно, какая там будет у разных усилителей глубина ООС на ЗЧ, если при этом на ВЧ все идентично.
В то-же время, если "устойчивость" - это способность противостоять внешним воздействиям (например реакция на "вдувание" тока в выход, суть реактивность импеданса), то глубокая ООС (именно, что по букварю, а равно здравому смыслу) будет предпочтительнее.

Удручает только то обстоятельство, что дискуссии в "нефилологической" плоскости не получится. Вы же не приводите ни практических примеров своей "акасакальской" правоты (а равно и моих ошибок), ни хотя-бы литературных выдержек. Оппонировать нечему. Т.е. бесплоден этот разговор, какой смысл его продолжать..

[ViktKors]

В этом нет необходимости.

Вам может и нет

изучить её и применять, получая любые практические результаты

Что и делаю, и Вам желаю.

Только вот оказывается, неправильно все делаю, а спрашиваешь уточнить, где именно, "укажите на ошибки", а в ответ только что-то вроде:

Гугл в помощь.
Все определения "устойчивости" есть в "букварях" и не только.

Так и живем.
Как обосрать - всегда пожалуйста, просить не надо, оно само получается;
Как научить - иди в ххх гугл.

Может в моем стиле дискуссия и впрямь бесплодна (хотя я бы поспорил, например одной ссылки на экселевскую табличку достаточно, чтоб опровергнуть это утверждение. Имхо, эта табличка будет полезнее пары букварей), но поддерживать разговор в Вашем стиле нет никакого желания.

[ntechmen]

В целом я с Вами согласен по посту 46 поэтому +, но внесу уточнения.

Заметьте, опасные зоны проходят гораздо выше единичного усиления именно благодаря глубокой ООС .

Благодаря большому разомкнутому усилению (остается запас по усилению), при вводе оос ,как следствие, получается большое усиление по петле оос.

Можно согласиться, что "конденсаторный" тест не совсем корректен как тест именно на устойчивость УНЧ,

А вот здесь я с Вами не соглашусь.

"Конденсаторный тест" - это очень простой и доступный способ обнажить (обнаружить) наличие проблем с устойчивостью (и не только), что собственно и подтверждается вашими симуляциями - реакция К.У. на емкостную нагрузку. Провалы на ачх петлевого усиления, вызваны конечными возможностями транзисторов в.к. отдавать ток (в нагрузку) для зарядки конденсатора. (эффект - падения коф. передачи по току h21э (Hfe) от тока коллектора). В реальной системе, а не в симуляторе падения к.у. будет на верняка значительней (в симуляторе параметры транзисторов идеализированны, а в насысщении не адекватны), а это черевато потерей устойчивости (при условии отсутствия запаса по фазе).

Даже абсолютно устойчивую систему с помощью этого теста можно загнать в генерацию, из-за эффекта падения коф. передачи тока в.к. (К абсолютной устойчивой системе, могут относится усилители имеющие разомкнутую по ос афчх скорректированную по методу однополюсной коррекции).

П.С.
Проблема конструирования усилителей с большой глубиной ООС в том, что при получении большого усиления (а это несколько каскадов усиления), скажем так в упрощенном виде, фаза сигнала пересекает 180 град. В этом случае уже нельзя утверждать о абсолютной устойчивости усилителя. т.е усилитель (система, САР) может быть ограниченна устойчива, т.е необходимо исследователь систему на устойчивость, а это не простая задача.

[MikeF]

Можно согласиться, что "конденсаторный" тест не совсем корректен как тест именно на устойчивость УНЧ,



А вот здесь я с Вами не соглашусь.

Даже абсолютно устойчивую систему с помощью этого теста можно загнать в генерацию

И где логика? Зачем нужен тест который даёт одинаковый результат как на недоделке так и на объекте "нормального" качества? Этим можно потестить готовую конструкцию. Если конечно не пугает возможность попасть на деньги
Настройка АФЧХ петлевого усиления и доведение устройства до уровня "можно продавать домохозяйкам" делается по-другому.