Недавно я закончил разработку ультралинейного УН

[Uni&Vers]

недавно я закончил разработку ультралинейного УН. Усилитель имеет очень низкие искажения, характерные для систем с обратной связью, но построен он без обратных связей и кроме того в нем отсутствуют тепловые искажения. Полоса частот 2 Мгц. Выход -десятки вольт.
Тема измерений заинтересовала меня потому что при попытке измерять параметры усилителя искажения звуковой карты оказались сравнимы с искажениями усилителя и достоверные измерения просто не удается провести. Уровень искажений порядка -100дб, -90 дб. Особенно при больших напряжениях, 1 В с выхода карты и еще зависит от этого напряжения. На этом уровне карта вносит не меньше усилителя. Конечно можно заняться поисками очень хороших карт. Но это не вызывает большого энтузиазма, потому что на уровне -120 дб легко получить ошибку по причинам не связанным непосредственно с картой.
Проблему я решил с той картой которая есть, без применеия дополнительного железа, дополнительных элементов или фильтров.
Не хватает только некоторого софта. Костя Мусатов упоминал амплитуды и фазы,
может быть он и подскажет. Заранее спасибо за совет всем.
Нужен простой софт, который будет анализировать вав файл и как результат выдавать табличку со списком гармоник их амплитудами и обязательно фазами. Графический интерфейс не обязателен, но если это есть в каком-то пакете, то тоже можно. Обязательно нужны фазы кроме амплитуд.
Подскажите.

[anatol0]

Наше Величество, Король Мышыный, показали раз в этом форуме, что взяв
инвертирующий усилитель типа LM3886, можно снять сигнал с точки суммирования сигнала и ОООС и усилив его в K+1 раз через "идеальный" усилитель, подать в нагрузку мостом. Искажения при этом в теории уходят в нуль. Доп. усилитель должен быть сильнотоковым, в классе А наверное, но низковольтным. При типовом напряжении сигнала 10мв и усилении порядка 30 выходной сигнал будет около 300мв, с учетом запаса должен суметь выдать до 3 Вольт сигнала коррекции.
Практических испытаний не проводилось

Известно что-то подобное в классе А+, причём возможен несимм. вариант мостовой, когда в мосту один мощный усилитель не суперкачества, второй - небольшой высококач. класса А.

[deemon]

Привет! я в середине девяностых игрался с мостовым УМЗЧ так: параллельно нагрузке включал пару прецизионных и строго ОДИНАКОВЫХ (высокоомных 1...5 кОм) резисторов и снимал со средней точки разницу сигналов с выходов мостового УМЗЧ (нелинейность+шумы+помехи)...затем чето как то усиливал и вгонял это дело в противофазе на вход мостового УМЗЧ. При этом получалось весьма нехилое подавление нелинейности, которое в первом приближениии определялось степенью равенства прецизионных резисторов, включенных параллельно нагрузке. Это был только макет, потом отвлекся на какие то другие весчи и эту идею забросил...

Но такой способ позволяет подавить только СИНФАЗНУЮ помеху , а искажения более всего влияют , когда они приложены к нагрузке дифференциально , и такая коррекция тут уже не поможет .......

Добавлено через 15 минут

Наше Величество, Король Мышыный, показали раз в этом форуме, что взяв
инвертирующий усилитель типа LM3886, можно снять сигнал с точки суммирования сигнала и ОООС и усилив его в K+1 раз через "идеальный" усилитель, подать в нагрузку мостом. Искажения при этом в теории уходят в нуль. Доп. усилитель должен быть сильнотоковым, в классе А наверное, но низковольтным. При типовом напряжении сигнала 10мв и усилении порядка 30 выходной сигнал будет около 300мв, с учетом запаса должен суметь выдать до 3 Вольт сигнала коррекции.
Практических испытаний не проводилось

Вот кстати классный вариант ! Я об этом варианте думал тоже .... он тем хорош , что его можно "пристроить" к уже готовому усилителю , и не потребуется удваивать количество выходных транзюков , то есть гораздо меньше геморроя с радиаторми . Идея явно стоит того , чтобы её попробовать ! Кстати , тут возможны два способа управления доп.каскадом - кроме снятия сигнала с суммирующей точки , ещё можно дифференциально снять сигнал ошибки между входом и выходом выходного повторителя и его - подать на корректирующий каскад . Такой метод можно применять , например , в гибридном усилителе , у которого нет общей ООС . Тогда коррекция будет независима от схемы УН и типа его каскадов .......

[A.R.]

Но такой способ позволяет подавить только СИНФАЗНУЮ помеху , а искажения более всего влияют , когда они приложены к нагрузке дифференциально , и такая коррекция тут уже не поможет .......

Напротив, если искажения дифференциальны, то они подавятся самим мостовым включением. То, что останется от этого подавления, представляет собой несимметричную составляющую, ее и надо давить. Например, на входе. Это было в одной из работ Хауксфорда.

Вот кстати классный вариант ! Я об этом варианте думал тоже .... он тем хорош , что его можно "пристроить" к уже готовому усилителю , и не потребуется удваивать количество выходных транзюков , то есть гораздо меньше геморроя с радиаторми .

Автор идеи -- д-р. А. Сэндмен. Молодец, Сергей, что вспомнил, тут есть над чем подумать . Но, как всегда, есть нюанс -- необходимость обеспечить точное соотношение Ку обоих усилителей. Надо придумывать способ ввести сюда еще одну ООС.

возможны два способа управления доп.каскадом - кроме снятия сигнала с суммирующей точки , ещё можно дифференциально снять сигнал ошибки между входом и выходом выходного повторителя и его - подать на корректирующий каскад . Такой метод можно применять , например , в гибридном усилителе , у которого нет общей ООС . Тогда коррекция будет независима от схемы УН и типа его каскадов .......

А с повторителем, в общем случае, такой фокус не пройдет. Слишком большой синфазный сигнал будет на входах дифф. усилителя, выделяющего ошибку. Надо изгаляться, ладить развернутый дифкаскад, т.е. приходим к другой схеме Хауксфорда.

[deemon]

Напротив, если искажения дифференциальны, то они подавятся самим мостовым включением. То, что останется от этого подавления, представляет собой несимметричную составляющую, ее и надо давить. Например, на входе. Это было в одной из работ Хауксфорда.

Не , тут ошибка какая-то ...... дифференциальные искажения , если они возникнут - будут приложены к нагрузке ( как и сигнал ) , и как же они подавятся ??? Опять же , если мы рассматриваем искажения только выходных повторителей , считая УН идеальным , то в синфазную составляющую перейдут только искажения нечётной степени , а чётные , то есть симметричные - не перейдут . Если на одной половине моста сигнал идёт в + , и повторитель его чуть "подрезал" сверху , а в другой половине сигнал идёт в - , и тот повторитель его точно так же "подрезал" снизу , то СУММА двух сигналов ( синфазная составляющая ) - не изменится , а искажения - налицо .

Добавлено через 29 минут

А с повторителем, в общем случае, такой фокус не пройдет. Слишком большой синфазный сигнал будет на входах дифф. усилителя, выделяющего ошибку. Надо изгаляться, ладить развернутый дифкаскад, т.е. приходим к другой схеме Хауксфорда.

Тут надо что-то экзотическое , иначе несовершенство дифкаскада сожрёт весь выигрыш от коррекции . Так что у меня эта схема до сих пор лежит в "запаснике" Вот придумаю как хорошо выделить разностный сигнал - попробую эту схему в своём гибриде . Но есть ещё один вариант - это посадить корректирующий усилитель ПРЯМО на выход основного , причём посадить вместе с питанием ( низковольтным , плавающим ) . С точки зрения цепи нагрузки - вариант равносильный , но тут уже снимаются проблемы с синфазным сигналом , нужно просто передать проинвертированный сигнал ошибки дальше , на корректирующий каскад , который прекрасным образом эту ошибку из сигнала и вычтет , как говорится , не отходя от кассы Каскад должен быть в классе А , с малыми конструктивными искажениями и очень низким выходным сопротивлением . По мне , так это выглядит заманчиво , вот только интересно , а не придумал ли и это кто-нибудь лет 20-30 назад ?

P.S. За что я и не люблю всё это , блин , изобретательство - что бы ни придумал , выясняется , что всё придумали до нас .......... гады

[SashaNetrusov]

P.S. За что я и не люблю всё это , блин , изобретательство - что бы ни придумал , выясняется , что всё придумали до нас .......... гады

У них (за бугром) к этому стимул большой есть....

[Костя Мусатов]

Насколько я помню управление выходной тройкой по току и есть преимущество. Именно так сделано у Сухова и Агеева.
Можно поставить выход Никитина, тогда проблем с управлением по току не будет

Не совсем. У полевиков весьма нелинейная входная емкость. Так же возникают засады. Хотя и меньшие.

[SashaNetrusov]

........сигнал с нагрузки мостовой схемы удобно трансформатором снять. Далее на мостовой компенсатор. На выходе сигнал ошибки.....

[A.R.]

Не , тут ошибка какая-то ...... дифференциальные искажения , если они возникнут - будут приложены к нагрузке ( как и сигнал ) , и как же они подавятся ???

Да, точно, я попутал. Перечитал статью Х-да., там тоже основная претензия не на коррекцию ошибок, а на правильное выставление виртуального нуля, чтобы скомпенсировать токи плеч усилителя. Значит, коррекцию в мостовом усилителе надо как-то по-другому ладить. Что-то на эту тему есть еще у Н. Пасса, в новых Алефах, но, кажется, тоже кривовато.

Но есть ещё один вариант - это посадить корректирующий усилитель ПРЯМО на выход основного , причём посадить вместе с питанием ( низковольтным , плавающим ) .
...

Но тогда появляется вопрос: относительно какого нуля, основного или плавающего, задавать сигнал ошибки? Что тоже выливается в конечном итоге в танцы с синфазным сигналом.

По мне , так это выглядит заманчиво , вот только интересно , а не придумал ли и это кто-нибудь лет 20-30 назад ? P.S. За что я и не люблю всё это , блин , изобретательство - что бы ни придумал , выясняется , что всё придумали до нас .......... гады

По ходу дела, все уже придумал Х.С. Блэк и запатентовал лет 70 назад. Но лучше об этом не вспоминать, иначе останется только тупо сидеть и отслушивать влияние состава примесей меди в сетевых кабелях на "динамичность подачи сиреневого тумана"

[Стрелец]

Но лучше об этом не вспоминать, иначе останется только тупо сидеть и отслушивать влияние состава примесей меди в сетевых кабелях на "динамичность подачи сиреневого тумана"

Маладец, харащо сказал!

[deemon]

Но тогда появляется вопрос: относительно какого нуля, основного или плавающего, задавать сигнал ошибки? Что тоже выливается в конечном итоге в танцы с синфазным сигналом.

Нет , тут танцев не будет . За 0 можно взять выход основного повторителя ( он же выход исходного усилка ) , относительно него измерять сигнал ошибки ( разность между этой точкой и ВХОДОМ основного повторителя ) , тут же его инвертировать простым каскадом , и относительно него же прикладывать этот сигнал к транзисторам выходного доп.каскада . Возможны 2 варианта подключения доп.каскада ( землёй к выходу , или землёй к нагрузке ) , но это сути дела не меняет . Важно только обеспечить его хорошим питанием , причём это питание ведь плавающее , нужен хороший силовик с малой ёмкостью между обмотками . Но такую схему стоит делать , если мы хотим компенсировать нелинейность только выходного повторителя , а линейность УН - обеспечивать другими средствами , да хоть методами компенсации искажений , описанными в этом треде . А если мы захотим компенсировать искажения всего усилка - то лучше посадить этот доп.каскад на землю усилка , так логичнее , и снимать сигнал с суммирующей точки , как и было сказано ранее . Но мне нравится больше раздельная компенсация , интуитивно мне кажется , что это более надёжный вариант ........

[Nick]

Не совсем. У полевиков весьма нелинейная входная емкость. Так же возникают засады. Хотя и меньшие.

Смотря какой полевик, например ZVP3310 имеет очень маленькую ёмкость (используется в выходе А.Никитина).

Вот например готовый усилитель "Сухов-Каскад с коррекцией-Крик" , на 2 ома 20kHz почти 35V амплитуды

Harmonic Frequency Fourier Normalized Phase Normalized

Number [Hz] Component Component [degree] Phase [deg]

1 2.000e+04 1.667e+01 1.000e+00 6.72° 0.00°

2 4.000e+04 1.370e-06 8.219e-08 -31.69° -38.41°

3 6.000e+04 3.894e-06 2.336e-07 10.40° 3.67°

4 8.000e+04 1.538e-06 9.230e-08 175.66° 168.94°

5 1.000e+05 7.821e-06 4.693e-07 63.69° 56.97°

6 1.200e+05 2.717e-07 1.630e-08 -37.81° -44.53°

7 1.400e+05 8.353e-06 5.012e-07 75.65° 68.93°

8 1.600e+05 9.804e-07 5.882e-08 -139.32° -146.04°

9 1.800e+05 1.055e-05 6.328e-07 96.11° 89.38°

Total Harmonic Distortion: 0.000097%

[A.R.]

Нет , тут танцев не будет . За 0 можно взять выход основного повторителя ( он же выход исходного усилка ) , относительно него измерять сигнал ошибки ( разность между этой точкой и ВХОДОМ основного повторителя )

Это верно, тогда синфазный сигнал проблемы не составит. Вот только я пока не вижу, как правильно отвести ток коррекции в нагрузку. По крайней мере, в лоб решить задачу не получается. Но принцип хорош тем, что, в отличие от того же А+ тут можно более осознанно управлять АЧХ корректирующего звена и глубиной коррекции.

Добавлено через 6 минут

Total Harmonic Distortion: 0.000097%

Ого. Вот что значит подобрать хорошую модель А реакцию на прямоугольник с длительностью фронта хотя бы 1нс, не покажете?

[anli]

1нс

Это жестокое число

[deemon]

Это верно, тогда синфазный сигнал проблемы не составит. Вот только я пока не вижу, как правильно отвести ток коррекции в нагрузку. По крайней мере, в лоб решить задачу не получается. Но принцип хорош тем, что, в отличие от того же А+ тут можно более осознанно управлять АЧХ корректирующего звена и глубиной коррекции.

Так в этом-то как раз проблемы и не будет ! Мы же сажаем дополнительный каскад прямо на выход основного , а значит , ток нагрузки течёт через доп.каскад . Меняя падение напряжение на нём ( как на некоей "регулируемой батарейке" ) , мы устраняем искажения . То есть , если основной повторитель при большом токе нагрузки чуть "просел" и не смог выдать нужное напряжение - схема коррекции это почувствует , и "откроет крантик" на дополнительном , добавив напряжения на нагрузке . Говоря иначе , нам не ток нужно добавлять , а напряжения прибавить ( или убавить ) при том же токе . Таким образом , усилитель напряжения в усилке будет заниматься только одной задачей - усилением напряжения с минимальными искажениями , а все вопросы , связанные с током - будет решать этот скорректированный выходной повторитель . А вообще - попробовать бы надо , может быть , эта идея и в самом деле хороша ......

[A.R.]

Это жестокое число

Отож. У меня оно работает душителем идей

Добавлено через 4 минуты

Так в этом-то как раз проблемы и не будет ! Мы же сажаем дополнительный каскад прямо на выход основного , а значит , ток нагрузки течёт через доп.каскад . Меняя падение напряжение на нём ( как на некоей "регулируемой батарейке" ) , мы устраняем искажения .

Если корректирующее звено включено последовательно с нагрузкой (батарейка), то его ток покоя должен быть больше или равен пиковому току в ней. Это уже не так интересно. Вот если параллельно, то тогда уже его напряжение питания д.б. больше, но это решается плавающим включением. Так что корректировать надо все-таки в терминах токов, но пока не получается

[anli]

Offтопик:

Отож. У меня оно работает душителем идей

Это когда в симуляторах прикидываешь? Думаю, короче 100-300nS пытать большого смысла нет. Так что все идеи надо срочно реинкарнировать. Не в нанах счастье

[A.R.]

Offтопик:

Это когда в симуляторах прикидываешь? Думаю, короче 100-300nS пытать большого смысла нет. Так что все идеи надо срочно реинкарнировать. Не в нанах счастье

В них, скорее, несчастье. Стоило мне прийти к интересному решению, почти всегда оказывалось, что оно звенит на десятках мегагерц. А стоило его скомпенсировать, как оно переставало быть интересным В этом, на мой взгляд, состоит корень неприязни многих к ОООС. Или недо- или пере-компенсация на ВЧ портит звук, хотя и по-разному.

[SashaNetrusov]

....На мостовых схемах можно легко схему с коррекцией ошибки вперёд реализовать:
Два усила. Выходы на нагрузку. На первый подаётся сигнал плюс сигнал ошибки второго. На второй подаётся инверсный сигнал плюс сигнал ошибки первого.

[A.R.]

....На мостовых схемах можно легко схему с коррекцией ошибки вперёд реализовать: Два усила. Выходы на нагрузку. На первый подаётся сигнал плюс сигнал ошибки второго. На второй подаётся инверсный сигнал плюс сигнал ошибки первого.

Как вариант. Только это не совсем коррекция "вперед" будет, а скорее ООС по искажениям, т.к. сигнал ошибки суммируется на входе(ах) корректируемого узла(ов), а не на выходе. Соответственно надо их максимально линеаризовать и убыстрять, иначе "коррекция" будет только вредить. А если их хорошо линеаризовать и убыстрять, то коррекция не особо и нужна, хватит и ОООС. Абыдна, да.

[Uni&Vers]

в транзисторе КП907 емкости меньше 4 пик. В источнике тока достаточно 1 мА для его раскачки. Если поставить MOS с емкостями в 1000 пик то на переходной характеристике появляется заметный выброс. Связка биполяр-MOS в этом случае даже лучше. Я пробовал вместо 907 просто биполяр, дарлингтон из биполяров, биполяр-MOS. Все варианты работоспособны. Но если пристраивать коррекцию по эмиттерному или истоковому напряжению то 907 или аналогичный (если они есть) кажется лучше всего. Без коррекции даже с одним биполяром вместо КП907 сигнал выглядит неплохо.
Два первых транзистора это дифкаскад и они одновременно задают рабочую точку падениями напряжения на бэ переходах. С полевиками вместо них я не пробовал.
Эти два транзистора как обычная входная дифф. пара на входе схемы с ОООС. Но кроме того они преобразуют сигнал ошибки (выход-вход) в токи коллекторов и если задать крутизну преобразования такую же как у всей схемы и закинуть один из токов на выход то получится интересное сочетание обратной связи и коррекции одновременно, только за счет одной входной диффпары. Причем структура может быть очень простой, как на рисунке внизу. Резисторы в синем прямоугольнике, включая сопротивленя эмиттерных переходов в сумме должны быть равны истоковому резистору.

SMD-n, а в каких единицах 1m на графике спектра? Если получается слишком хорошо при максимальных напряжениях, значит надо поправить модели транзисторов