Улучшение линейности (и не только) усилителя на LM3886

[Nick]

Финальные платы пришли, собираю. Посмотреть на них можно у меня на сайте или тут.

Ссылки по теме:
Новые платы дают около -120дБ искажений на THD 11кГц 60W (левый канал - усилитель). Интермодуляционные за гранью обнаружения IMD19+20 , IMD19+20 полный диапазон .

Черновик описания, списка деталей, и схемы, новой версии. Zero D 50 Rev D7.12.

Последняя рабочая версия схемы усилителя, питания и список используемых деталей - Zero D 50 Rev D4 (исправлена ошибка с MUTE, нумерация деталей не совпадает с предыдущими версиями). Небольшое описание усилителя.

Упрощённая версия для тех кто самостоятельно проектирует платы и не хочет возиться с большим количеством конденсаторов и резисторов. Вариант однослойных печаток под утюг от devisangela тут (упрощённая версия без стабилизаторов).

Модель (АФЧХ) в LTSpice.

Замерянные искажения у прототипа на 10кГц Rev. D4 THD 10kHz 40Vp-p (50W) 4Ohm - < 0.0004%. На графике -вверху вход, внизу выход.

Фото прототипа 1 и 2.

Печатки для прототипа использовал от ревизии С (нумерация деталей не совпадает).

Описание принципиальных отличий Rev. D от предыдущих версий тут.

Интересные осцилограммы: шунтировние электролита керамикой , и продолжение, работа стабилизатора, и продолжение, выход U1 под нагрузкой и без, то же (более правильно снято)

Метод измерения искажений звуковой картой с вычитанием гармоник (использовался вначале, когда небыло AMBER 3501 и генератора с низкими искажениями): 1, 2, 3, 4 . Обсуждение метода было тут.

История предыдущих версий. Статья Yewen-a есть тут.

[A.R.]

Эта помеха попадает на разные входы U1. Поэтому во первых она проинвертируется инверсным входом U2, и во вторых проинвертируется инверсным входом U1, потом сложится, т.е. фаза будет как раз одинаковой. А если бы было бы как вы говорите, то усилитель вообще неработал бы, потому что помеха усиливается как и сигнал из точки ссумирования, а если бы была противофаза, так что помеха уничтожалась бы, то усиление было бы 0.

Николай. Я тут впол-глаза следил за этой дискуссией, т.к. ковырялся с паяльником, сверлил корпус и т.д., уж извините, если Вас это все уже задолбало Я вот тут рисуночек набросал, в меру моего скромного понимания. Представим себе, что вход заземлен, а на выходе действует генератор ошибки Е1. Сигнал ошибки ослабляется делителем R1/R4, попадает на инв. вход ОУ А1 (LM318) и в противофазе попадает на неинв. вход ОУ А2 (LM3886). Далее петля замыкается через Ку ОУ А2. При этом выход А1 работает против генератора Е1, что уменьшает его влияние. То, что помимо сигнала Е1 в суммирующей точке могут оказаться другие наводки, это понятно. Но как их отличить от сигнала ошибки, и надо ли это делать -- уже непонятно. Мое мнение, что не надо так озабочиваться этим вопросом, по крайней мере в случае с усилителем на ИС. Я просто увел сигнал с выхода через кусочек экранированного кабеля и тем самым для себя вопрос закрыл

[Nick]

Вообщем удалось мне сегодня вечером собрать и протестировать усилитель на новых печатках и новой схеме. IMD с U2 - 0.0002%. Нелинейные 7кГц - <0.002%

[Nick]

... При этом выход А1 работает против генератора Е1, что уменьшает его влияние...

Ошибка выхода (поменхи, исажения...) конечно будут подавлены ООС. Я говорю об ошибке на входе, она ничем не подавляется... Источником этой ошибки может являтся LM3886, см. картинку ниже (ёмкости внутри A1 - это паразитные ёмкости).

Добавлено через 3 минуты

То, что помимо сигнала Е1 в суммирующей точке могут оказаться другие наводки, это понятно. Но как их отличить от сигнала ошибки, и надо ли это делать -- уже непонятно.

Я так думаю, что пытаться их отличить и ненужно. Нужно просто минимизировать эти помехи насколько это возможно. Как вариант я попробовал разделить цепи ООС. Как бонус я получил большую свободу в плане коррекции цепи ООС по ВЧ, теперь она может отличатся немного для U1 и U2, что даёт ещё немного запаса по фазе и U2 теперь работает с немногим более малым ВЧ сигналом...

[Nick]

Вот фотки

[nazar]

Второй IMD с U2

клас, отличий венрхней от нижней не видно

Третий - нелинейные 7кГц до шестой гармоники (чётные больше нечётных ?).

эт с У2?

[Nick]

клас, отличий венрхней от нижней не видно

эт с У2?

Да. Забыл померять без , должно быть около 10 раз больше.

[nazar]

должно быть около 10 раз больше

на плате у тебя нет електролитов плохо, зато вижу х7р сомнительное решение

[Nick]

на плате у тебя нет електролитов плохо, зато вижу х7р сомнительное решение

Это на питание, у них индуктивность ниже чем у плёнки, а тут это важно.

[nazar]

Это на питание, у них индуктивность ниже чем у плёнки, а тут это важно.

да я о питании и говорил, но диел. абс. у них знач. больше - звук хуже, тут надо експер. проверить что лучше в данном применении.

[Nick]

да я о питании и говорил, но диел. абс. у них знач. больше - звук хуже, тут надо експер. проверить что лучше в данном применении.

В питании ВК В класса большая диалектрическая обсорбция роли большой не сыграет, а вот сопротивление к примеру на 100кГц очень важный параметр. Всему своё место. К тому же плёнка на 10uF, как у меня керамика, таких размеров вообще несуществует, а антены ставить тоже нехочется.
Это тут уже обсуждалось. А играет и так

[nazar]

В питании ВК В класса большая диалектрическая обсорбция роли большой не сыграет

эт почему? звук. ток все равно по ним будет протекать, поетому и говорю что надо експ. проверить что лучше абсорб. или сопр.

[Ремонт-NIK]

В питании ВК В класса большая диалектрическая обсорбция роли большой не сыграет

я тоже не согласен.Абсорбция-память заряда у конденсатора.заранее ведь неизвестно как поведет себя керамика такой гигантской емкости в конкретном конструктиве.Кроме того.можно ведь и в резонанс попасть.из-за высокой добротности у керамики.маловероятно конечно.но можно..

а вот сопротивление к примеру на 100кГц очень важный параметр. Всему своё место

Ник.какое важное значение имеет сопротивление на 100кГц для усилитнля НЧ?Есть же Low-ESR электролиты с нормированным сопротивлением ..

Зы:
Кто скажет.какое реальное вх.сопротивление по инверт.входу у 3886?

Добавлено через 39 минут

Вообщем удалось мне сегодня вечером собрать и протестировать усилитель на новых печатках и новой схеме. Left (верхний график) - это выход усилителя нагруженного на 4 ома, Right (нижний) - вход усилителя. Первый файл - IMD без U2.

Поздравляю-в первом файле.Вы превзошли заявленные параметры в даташите!
Кстати Ник,а чем делались измерения?
Смотреть и измерять спектр гармоник через программный FFT-по крайней мере некорректно.
Если не изменяет склероз-С.Агеев обьяснял почему..
Посмотрел фото-пластина которой прижата ЛМ3886 к радиатору.хорошее решение.На больших мощностях микруха неплохо излучает..даже просто на щуп скопа видно..

[nazar]

Ник.какое важное значение имеет сопротивление на 100кГц для усилитнля НЧ?Есть же Low-ESR электролиты с нормированным сопротивлением ..

В момент переключения ВК это имеет огромное значение

[Ремонт-NIK]

В момент переключения ВК это имеет огромное значение

хорошо.но чем плох хороший Low-ESR?
У него импеданс более ровный.в более широком диапазоне.чем у керамики.

[nazar]

хорошо.но чем плох хороший Low-ESR?

большим ESL

У него импеданс более ровный.в более широком диапазоне.чем у керамики.

если сравнивать одинакового номинала то нет.
Я б сюда впендюрил Low-ESR и батарею НП0 на 10-20нф

[Ремонт-NIK]

большим ESL

не те частоты.

[nazar]

не те частоты.

хе, еще как те, там спектр емое

[Ремонт-NIK]

дык спектр не обязательно давить сверхнизким импедансом.
а ты реально этот спектр наблюдал?У 3886?

[vd_two]

большим ESL
если сравнивать одинакового номинала то нет.
Я б сюда впендюрил Low-ESR и батарею НП0 на 10-20нф

Я тоже, причем сейчас можно купить НП0 на 0.1uF и поставить штук 10 параллельно и электролит. Спорим потихоньку с Ником....

[nazar]

дык спектр не обязательно давить сверхнизким импедансом.

спектр нам давить не надо
нам нашу помеху по пит. задавить надо

а ты реально этот спектр наблюдал?У 3886?

нет, АБ он и в африке АБ, ниче нового там не увидеть

НП0 на 0.1uF

них себе, а ну ссылочку кто такое делает

Спорим потихоньку с Ником....

и это правильно