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.

[Nick]

А.Никитина.Л.Зуева.PSV.С.Агеева и других мэтров. несколько раз.

Всё это я читал, ещё давно. Но ответ на вопрос почему чем чище питание тем лучше, когда подавление пульсаций огромное (это правда рассчётное), я невидел.

[Ремонт-NIK]

А что вы думаете причём ?

Общее эквивалентное сопротивление конденсаторов фильтра БП.приведенное к сопротивлению вторичной обмотки трансформатора.

[Alex Nikitin]

А что вы думаете причём ?

Гм. Это одна из тем, на которую есть довольно большое разнообразие взглядов, даже среди известных конструкторов. Вроде бы простейшая область - низкие частоты, а вот поди же. Кстати, IMHO: то, что Ваш усилитель хорошо играет с конкретным стабилизированным источником в Вашей системе, ещё не гарантирует, что так будет в других системах или с другим стабилизатором . Из моего опыта некоторые вещи, оказывающие влияние:

*Требования конкретной системы - акустики, комнаты, проводов.

*Качество и мощность силового трансформатора, его параметры, в том числе и динамические - реакция на нагрузку, в т.ч. импульсные токи, сопротивления обмоток и т.д. и т.п.

*Параметры выпрямителя, включая снабберы.

*Параметры, качество и конструктив фильтра питания

*Постоянные времени в самом усилителе - электрические и тепловые

*Подавление помехи по питанию

*Разводка земли, проводов питания и выходных

*Качество фильтрации помехи из сети

*Фазовые характеристики источника сигнала на НЧ

И это далеко не всё...

Алексей

[Nick]

Гм. Это одна из тем, на которую есть довольно большое разнообразие взглядов, даже среди известных конструкторов. Вроде бы простейшая область - низкие частоты, а вот поди же. Кстати, IMHO: то, что Ваш усилитель хорошо играет с конкретным стабилизированным источником в Вашей системе, ещё не гарантирует, что так будет в других системах или с другим стабилизатором . Из моего опыта некоторые вещи, оказывающие влияние:

*Требования конкретной системы - акустики, комнаты, проводов.

*Качество и мощность силового трансформатора, его параметры, в том числе и динамические - реакция на нагрузку, в т.ч. импульсные токи, сопротивления обмоток и т.д. и т.п.

*Параметры выпрямителя, включая снабберы.

*Параметры, качество и конструктив фильтра питания

*Постоянные времени в самом усилителе - электрические и тепловые

*Подавление помехи по питанию

*Разводка земли, проводов питания и выходных

*Качество фильтрации помехи из сети

*Фазовые характеристики источника сигнала на НЧ

И это далеко не всё...

Алексей

То что оно влияет это понятно, но через какой принцип, почему если расчётно усилитель не чувствителен к питанию, в жизни оказывается наоборот?

[Alex Nikitin]

почему если расчётно усилитель не чувствителен к питанию, в жизни оказывается наоборот?

Потому что расчеты всегда являются только приближением к реальности . Да что там я, вот цитата из сегодняшнего поста Боба Корделла на DiyAudio (по другому, правда, поводу, но важен сам принцип) :

"Perhaps, on the other hand, you just have a hunch that **** is the issue, and maybe we just don*t know why. That*s OK. That*s the X-factor that I always try to allow for."



Алексей

[Nick]

Потому что расчеты всегда являются только приближением к реальности .

Значит это скорее всего можно померять
У меня таже вызывает большое сомнение, что даже на других колонках и в другой комнате усилитель с пульсациями питания более 1в будет играть лучше чем с пульсациями 0в. Если это так и будет то проблема скорее всего не в нём, ну или покрайней мере не в его блоке питания.

Добавлено через 3 минуты

"Perhaps, on the other hand, you just have a hunch that **** is the issue, and maybe we just don*t know why. That*s OK. That*s the X-factor that I always try to allow for."

That*s not OK for me, yet. I must know why.

[Ремонт-NIK]

Но ответ на вопрос почему чем чище питание тем лучше, когда подавление пульсаций огромное (это правда рассчётное), я невидел.

Вы немного не в той стороне ищите.
Расчетное подавление пульсаций(емкостным фильтром в БП или усем?) и правильность передачи сигналов басового регистра.на мой взгляд мало связана.Похоже Ваша проблема.в перегрузке трансформатора емкостным фильтром.

Offтопик:
Ник.извините.у нас уже утро.а кратко написать я уже не могу...Этот вопрос не так прост как кажется с первого взгляда.Да завтра..

[Nick]

Вы немного не в той стороне ищите.
Расчетное подавление пульсаций(емкостным фильтром в БП или усем?) и правильность передачи сигналов басового регистра.на мой взгляд мало связана.Похоже Ваша проблема.в перегрузке трансформатора емкостным фильтром.

Да, как и в других усилителях без стабов

Добавлено через 1 минуту

Кстати, IMHO: то, что Ваш усилитель хорошо играет с конкретным стабилизированным источником в Вашей системе, ещё не гарантирует, что так будет в других системах или с другим стабилизатором .

Ну он играет со стабами не только у меня, ещё у Вадима, он проверял на PIEGA и Танноях (пару страниц назад было). Причём он проверял на двух разных схемах стабов, разницы не услышал. Да и про Сухова я уже писал, он тоже со стабами лучше играл однозначно, тогда и акустика другая была и комната...

Вообще когда нет хороших наушников и сравнивать незчем, возможно кому-то понравится звучание без стабов больше...

[Walter]

Nick, Стабилизатор делает мало частотно зависимым сопротивление на НЧ. С емкостями-как повезет с РС. может быть совсем не комильфо.

[Ремонт-NIK]

Николай.возможно эта страница поможет Вам лучше разобраться в собственной проблеме.

[nazar]

Да, как и в других усилителях без стабов

и со стабами тоже

[Nick]

Николай.возможно эта страница поможет Вам лучше разобраться в собственной проблеме.

Спасибо, я это уже читал. Импеданс моих колонок не падает ниже 4.8 ома. Проблем у меня нет, есть вопрос на который никто неможет дать ответ, и вероятно потому, что никто сам непытался это измерить. Ну ладно пойду разбираться сам

Добавлено через 9 минут

Nick, Стабилизатор делает мало частотно зависимым сопротивление на НЧ. С емкостями-как повезет с РС. может быть совсем не комильфо.

Да, это тоже может быть причиной, но реально вопрос в другом, почему от стабильности и чистоты напряжения питания так сильно зависят низкие? Ответ на этот вопрос не может дан через параметры источника питания, чисто логически. Поэтому какие там конденсаторы, торы, это неважно.

[Walter]

Ответ на этот вопрос не может дан через параметры источника питания, чисто логически. Поэтому какие там конденсаторы, торы, это неважно.

Несогласная я. Басс чтука расплывчатая по определению. Этож не голый тон 20-100Гц, к тому же нелокализуемый человеческим ухом. Шустрые люди лепят на этом трифоники.Это целая какафония звуков, каким-то образом выделяемая мозгом в басс.

Готов сьесть свою шляпу- ты не отличишь оба усилителя, если ограничишь их частоту под 200Гц
Имхо, отличия начинаются повыше. Вот тут и может быть частотная зависимость БП. (банка с 12мОм на 10тыс мкф- фильтр НЧ под 1кГц.)

А вообще идея вычесть два сигнала и спетроанализировать их

[nazar]

да только два канала не будут никогда идентичны из за конструктива

Добавлено через 46 секунд
можно сперва без стабилизатора вычесть два канала, а потом один канал без стаба, другой со стабом и опять вычесть итд

[Alex Nikitin]

That*s not OK for me, yet. I must know why.

Good luck! You are not the first and most likely not the last on this quest

Алексей

[32768]

Поэтому какие там конденсаторы, торы, это неважно.

конечно дело не вконденсаторах . Дело в том в каком месте пульсации питания попадают в цепь усилителя. Чем ближе ко входу, тем меньше их подавление. Если они попадают в цепь между первым и вторым ОУ то от 120Дб остается всего 40Дб на их подавление.

[Sagittarius]

Вот это, на мой взгляд, наиболее правильная догадка. Измеренные характеристики на НЧ и восприятие баса на слух - это две большие разницы . И поймать в точности, в чём тут дело, далеко не тривиальная задача.

Алексей

Ну хоть на НЧ тайн не творите, шаманы. Там всё понятно. Это бывшие т.н. мультипликативные помехи. И описаны они так давно, что - лет, лет - и памяти нет.

При большой выходной на НЧ для восполнения заряда кондиков фильтра ток через диоды выпрямителя возрастает. А форма его - пила с довольно резким фронтом и пологим спадом. Сиречь - содержит длинный шлейф гармоник, чья амплитуда возрастает с увеличением тока. К тому же НЧ-диоды, закрываясь, генерят короткие вредные иголки, суть - ВЧ-гармоники сетевого напряжения. Полоса у таких гармоник - мультипликативных помех - достаточна для приёма их в виде фона переменного тока даже на КВ-диапазонах, до 10 МГц. Если же внутренняя ПХ усилителя содержит выброс, тое - на ВЧ излишнее усиление первых каскадов, то и вовсе красота: напряжение помехи на входе последующих каскадов больше, чем полезного сигнала. Эти-то гармоники\помехи и интермодулируют с сигналом. А вот при Стаб-БП у нас сначала разряжаются выходные кондики БП, затем - фильтра выпрямителя. При этом амплитуда тока через диоды не совершает столь резких скачков и амплитуда гармоник тоже меньше.

И проявляются эти искажения на экране спектроанализатора как fсигн+-fсети и гармоник сети, полученных от диодов выпрямителя, а на слух - как хриплый звук. Спросите Агеева в 1999 году, он вам подробнее расскажет. Также можно глянуть в РадиоХобби, последние номера за 2007 год. А лечатся, в общем случае, не изменением ФАЗОВЫХ характеристик чего-тот там, но тщательной разводкой земель, выбором ВЧ-импульсных диодов в выпрямитель, кондиками параллельно и дросселями - последовательно с диодами.

[Alex Nikitin]

При большой выходной на НЧ

А при малой выходной что будет? Характер басов в усилителе слышен и на малой громкости. Кроме этого, такая помеха элементарно измеряется и в грамотно сделанном усилителе обычно достаточно невелика.

Offтопик:
Виктор, позвольте в очередной раз выразить восхищение Вашим примером сочетания недостатка понимания с избытком самоуверенности

Алексей

[Sagittarius]

Гм. Это одна из тем, на которую есть довольно большое разнообразие взглядов, даже среди нас, известных конструкторов. Вроде бы простейшая область - низкие частоты, а вот поди же. Кстати, IMHO: то, что Ваш усилитель хорошо играет с конкретным стабилизированным источником в Вашей системе, ещё не гарантирует, что так будет в других системах или с другим стабилизатором . Из моего опыта некоторые вещи, оказывающие влияние:

*Требования конкретной системы - акустики, комнаты, проводов.

Вон оно что! Кривые провода!

*Качество и мощность силового трансформатора, его параметры, в том числе и динамические - реакция на нагрузку, в т.ч. импульсные токи, сопротивления обмоток и т.д. и т.п.

Динамические параметры силовых трансформаторов? Это - тема для докторской. Игнобелевка - ваша.

*Параметры выпрямителя, включая снабберы.

*Параметры, качество и конструктив фильтра питания

*Разводка земли, проводов питания и выходных

*Качество фильтрации помехи из сети

Хм, ну, эти четыре пункта чисто случайно попались, перебором вариантов .

*Постоянные времени в самом усилителе - электрические и тепловые

ВСЕ? ДА, ВСЕ! М-да. Явный бред. С этим даже не поспоришь толком .

*Подавление помехи по питанию

Откель она там?

*Фазовые характеристики источника сигнала на НЧ

И здесь Остапа понесло...

И это далеко не всё...

Верю. Охотно верю. Я видел ВК на ПТ, поэтому - верю .

Алексей, позвольте в первый раз выразить восхищение Вашим примером восполнения недостатка приборов избытком бубнов.

[Nick]

Это бывшие т.н. мультипликативные помехи. И описаны они так давно, что - лет, лет - и памяти нет.

Нет, это не они. Смотрите уровень пульсаций 120гЦ и гармоник в верхнем графике.