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]

У них большая индуктивность...

Какая ориентировочно?

Честно говоря незнаю, должна быть поидее от 15..40nH. Просто моё наблюдение - чем больше конденсатор тем больше индуктивность, но бывают и исключения конечно.

Добавлено через 3 минуты

Нет, в безосных усилителях та же картина.

В безООС-ных это вероятно из-за импеданса на звуковых частотах, хотя я незнаю какие там подавления пульсаций. В ООС-ных по идее играет большое значение и то что после звуковых частот.

Добавлено через 4 минуты
То что наблюдает Audiomaniac я подозреваю из-за импеданса питания на 8-15кГц.

[Audiomaniac]

Nick,

То что наблюдает Audiomaniac я подозреваю из-за импеданса питания на 8-15кГц.

Каких-либо видимых аномалий в этом диапазоне не видно. Звук хорош.


Sagittarius,

По моим данным, свыше 1 мкФ керамики/плёнки достаточно, чтоб об ЭПИ забыть навсегда. Это получено с генератором меандра и осциллом.

Прослушивание говорит о другом - что можно забыть про пленку/керамику и надо ставить просто хороший электролит - так звучит лучше всего. А генераторы меандра слушать ведь не будешь..

[Nick]

Audiomaniac , по вот этим графикам похоже что импеданс голых 10000uF и проводов питания до LM3886 на 20кГц около 0.025 ома
https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=901
Поэтому добавляя низкоимпедансный конденсантор на 400-1000uF (в идеале 440uF - 0.036, 1000uF -0.016 на 10кГц)
в можете снизить импеданс на этих частотах, и соответсвенно уменьшить искажения.

Добавлено через 5 минут
Думаю померяв искажения на 10кГц вы увидите разницу с конденсатором и без.

Добавлено через 4 минуты
А какие у вас Jamicon и Samsung (серия, напряжение) ? Интересно ESR глянуть.

[Ремонт-NIK]

Ремонт-NIK , примерно так?

нет естественно.
номиналы резисторов 0,33/0,47 Ом. взял по памяти к какому-то своему экперименту с 3886.просто для примера привел.видимо они Вам не подойдут.
Ник.для какого конденсатора 1000мкФ Вы посчитали импеданс.реального или идеального?

[Nick]

нет естественно.
номиналы резисторов 0,33/0,47 Ом. взял по памяти к какому-то своему экперименту с 3886.просто для примера привел.видимо они Вам не подойдут.
Ник.для какого конденсатора 1000мкФ Вы посчитали импеданс.реального или идеального?

На 60гЦ разницы практически небудет. Вы сами можете посчитать если знаете теорему пифагора и ESR.

[32768]

Нет, не мог бы. Колебания или выбросы на меандре указывают или на наличие колебательных контуров - а откель они там? все ОК должны быть шунтированы? - или на работу ООС. Правильная сборка подразумевает раздельное питание УН и ВК и автоматический разрыв паразитной петли ООС. Это элементарно. Принцип предварительного исполнения: убери грабли заранее.

откель? новость?
На схеме Audiomaniac скорость нарастания тока 2 А/мкс.
Перемножаете на индуктивность емкости + проводов ~50нГн и получите 100мВ.

все ОК должны быть шунтированы?
-заряд от тока 2 А за 1 микросекунду 2микрокулона. Чтобы удержать напряжение в пределах 10 мв нужна емкость не менее 200 микрофарад (самый минимум, потому что фронт длиннее), у которой есть индуктивность.

Лучше проверьте что у вас на шине

[Ремонт-NIK]

Причём по моим прикидкам наиболее важный участок 10кГц-1MГц.

зачем в этом диапазоне сверхнизкий импеданс?
для обеспечения стабильности?

Осталось узнать ESR и ESL тех что 10000uF для грубой оценки

Эпкос приводит значение для своих серий в районе 10-15нГ(банки диам 35-52мм)

Пока нет нормального шунтирования, звук плох, вял, или при ошибочном резок и неприятен.

вот и я про это же.Именно такие наблюдения.могу добавить еще.что после прослушивания неправильно шунтированных 3886(намеренно неправильно) остается ощущение что звук не слитный.а состоит как бы из фрагментов.
поэтому и "зацепился" за 30мкФ керамики у Ника. и отсутствие э-литов рядом с 3886.

[Nick]

зачем в этом диапазоне сверхнизкий импеданс?
для обеспечения стабильности?

Для обеспечения низких искажений, особенно в усилителях с глубокой ООС.

Добавлено через 3 минуты

поэтому и "зацепился" за 30мкФ керамики у Ника. и отсутствие э-литов рядом с 3886.

У меня было сделано под стабилизатор, и это правильно сделано. С банками надо по другому я согласен, но это никак необьясняет поведение на низких частотах, а разговор был про них. И не о каком демпфировании на НЧ шин питания, как вы выразились тут даже не может идти и речи . Всё это играет роль только на ВЧ. Мало того такая закономерность (стаб не стаб) не только с этим усилителем.

[Ремонт-NIK]

На 60гЦ разницы практически небудет.

Разницы между чем и какой?
"Практически не будет" или "не будет"?
Я и посчитал-у меня вышло 3.6Ома.

Добавлено через 39 секунд

Для обеспечения низких искажений, особенно в усилителях с глубокой ООС.

Я это знаю от Агеева.не понимаю механизма.

[Nick]

Я и посчитал-у меня вышло 3.6Ома.

Хорошо что не 0.100ома Какое ESR и какую ёмкость вы считали и на какой частоте. Я так понимаю 1000uF 60гЦ ?

Добавлено через 2 минуты
Если да, то где вы видели конденсатор с 2.5ома ESR ?

[Ремонт-NIK]

И не о каком демпфировании на НЧ шин питания, как вы выразились тут даже не может идти и речи

под демпфированием я тогда подразумевал (как вариант словесного выражения) шунтирование рядом с 3886.
Для лучшего понимания сути написанного тогда.потому как разные люди-используют разные выражения для одного и того же понятия.
Мне представляется это логичным.Суть ведь не меняется.

У меня было сделано под стабилизатор, и это правильно сделано. С банками надо по другому я согласен, но это никак необьясняет поведение на низких частотах, а разговор был про них

30мкФ керамики отделены от банок 3х25см свитого провода.что же тут правильного?
Правильно было бы сделать иначе.
1000(2200мкФ)в плечо возле ЛМ+...мкФ200 между+/- шинами->свитые провода до БП(неважно какого стаб/нестаб) и после этого тестировать.

[Nick]

Я это знаю от Агеева.не понимаю механизма.

Один из - "перегрузка" или изменение режима входных каскадов.

Добавлено через 1 минуту

под демпфированием я тогда подразумевал (как вариант словесного выражения) шунтирование рядом с 3886.

Между демпфированием и шунтированием есть разница, вы вероятно её незнаете.

Добавлено через 1 минуту

30мкФ керамики отделены от банок 3х25см свитого провода.что же тут правильного?

Правильно то что нету осциляциий с конкретным(и) стабилизаторами. Мало того - это же прототип

[Ремонт-NIK]

Какое ESR и какую ёмкость вы считали и на какой частоте.

1000x50V:60Гц.считал на листочке.

Если да, то где вы видели конденсатор с 2.5ома ESR ?

непонял юмора.у нас уже утро давным давно а я еще не ложился спать.
Причем тут ESR?Речь про импеданс (Z)

[Nick]

Причем тут ESR?Речь про импеданс (Z)

Очень при том. Ну а как же вы его считаете если не секрет ?
Подсказка Z=SQRT(ESR^2 + (1/(2PI*f*C))^2).

[vd_two]

Очень при том. Ну а как же вы его считаете если не секрет ?
Подсказка Z=SQRT(ESR^2 + (1/(2PI*f*C))^2).

Offтопик:
Вежлив ты, Ник

[Nick]

Off:
Вежлив ты, Ник

Offтопик:
Ну чё, ремонтировать ведь можно незная этого

[Audiomaniac]

Nick,

А какие у вас Jamicon и Samsung (серия, напряжение) ?

Jamicon SK 220u x 35V
Samsung SSL 1000u x 35V
а большие банки - HITACHI HP3 10000u x 35V

Искажения на 7 кгц померяю (но не думаю, что удастся таким образом выявить разницу)..

[Nick]

Искажения на 7 кгц померяю (но не думаю, что удастся таким образом выявить разницу)..

Ну если в питании ВЧ просадки уменьшаются с доп. конденсаторами, значит и искажения падают. Очень интересно увидеть вот этот график https://forum.vegalab.ru/attachment....5&d=1199087953 только более детально (2-3 периода этих полусинусоид на экран) для просто 10000uF и с шунтами 220uF и 1000uF. При известном токе через нагрузку можно точно посчитать импеданс на 20кГц и даже возможно оценить индуктивность конденсаторов за счёт выброса вниз (см. картинку), хотя это было бы виднее лучше на большей частоте. Кстати этот выброс доп. конденсаторы тоже должны уменьшать, так что это тоже вариант почему они помогают.
Приношу свои извинения, я допустил ошибку в вычислениях импеданса ваших конденсаторов на 10000uF, по даташиту они 0.055ома, в реалии на 20кГц и температуре наверное выше 20 градусов - 0.025ома, если нет ошибки в выходном напряжении и сопротивлении нагрузки при которых происходили измерения (8RMS и 3.8ома). Так что это будет вносить дополнительно искажения для 10кГц только около 0.002%. Если считать верным ESR из даташита, то примерно 0.005%.
К сожалению для Samsung SSL и Jamicon SK ESR не указано, так что оценки их влияния на измерения дать немогу.

[Audiomaniac]

Nick,

Очень интересно увидеть вот этот график

Чего не сделаешь ради науки.
Синус 20к, на выходе 7.22В RMS, нагрузка резистор 4.2 Ома, напряжение на шине минусового питания лмки относительно общей точки больших банок БП.
Одни большие банки 10000мкф:

С Jamicon SK 220u:

С Samsung SSL 1000u:


И при той же выходной мощности посмотрел гармоники на синусе 6.5 кгц - добавление электролита на 1000 мкф уменьшает уровень второй гармоники примерно на 6дб (с -90 до -96дб), третья не меняется и по уровню как вторая - 90 дб.

[Nick]

третья не меняется и по уровню как вторая - 90 дб.

Должны менятся в основном чётные, четвёртая например от 5кГц.

Добавлено через 56 секунд

И при той же выходной мощности посмотрел гармоники на синусе 6.5 кгц - добавление электролита на 1000 мкф уменьшает уровень второй гармоники примерно на 6дб (с -90 до -96дб),

Вот и вопрос, слышим ли мы это или что то другое ?

Добавлено через 2 минуты
Вообще грубо говоря дополнительные конденсаторы уменьшают мусор с шин питания на выходе не менее чем на 6дБ, где-то в диапазоне от 10(5?)-20кГц. Это в основном чётные гармоники.

Добавлено через 1 минуту
Думаю установка дополнительных конденсаторов больше имеет значение для минусовой шины питания. Интересно на слух, как разница когда шунтируешь только минусовую, или обе .

Добавлено через 3 минуты
Странно что на графиках нету выброса вниз, как у меня на рисунке, поидее он должен быть из за индуктивности, а до скольки мегагерц меряет осцилограф ?.