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.

[Audiomaniac]

Nick,

Куплю новый осцилограф, выложу что там делается, потому что этот уже 20mV на деление очень шумно показывает.

Хм, странно. Вроде бы у Вас более новая модель.. У меня PCS-500 (LPT)

А что за ёлочка на осциллограммах видна?

А хрен его знает, скорей всего наводка на земляной хвост. У нас в доме живет радиолюбитель -коротковолновик, иногда в эфире ТАКОЕ творится...

[Nikolav]

Нужно соединять микрополосковыми линиями, у них индуктивность меньше.

При большом соотношении ширины к толщине думаю разницы не будет.

[Nick]

Я когда-то думал сделать стабилизатор на дискретах. Вроде неплохо получалось. По типу Солнцева, но с Mosfet-ом. Работает нормально даже при очень малом падении. Собирать не пробовал.

[Nick]

При большом соотношении ширины к толщине думаю разницы не будет.

Цифры я ещё не считал, просто знаю что микрополосковыми линиями будет минимум.

[Nikolav]

А хрен его знает, скорей всего наводка на земляной хвост. У нас в доме живет радиолюбитель -коротковолновик, иногда в эфире ТАКОЕ творится...

Offтопик:
У моего дружбана отец тоже радист. Так когда папаня в эфир выходит усилок выключать приходилось. Наводка, детектируясь на нелинейных элементах УМ, появлялась на выходе в виде ЗЧ. Значительно ослабить такое "караоке" удалось одеванием феритовых колец как по входу, так и по выходу.
А так, саболезную конечно, убрать полностью это можно только "убрав" соседа

[Nick]

Хм, странно. Вроде бы у Вас более новая модель.. У меня PCS-500 (LPT)

Да, но он похоже хуже чем ваш и уж наверняка хуже для данного применения чем Tektronix 2465B

Добавлено через 1 минуту

Off:
У моего дружбана отец тоже радист. Так когда папаня в эфир выходит усилок выключать приходилось. Наводка, детектируясь на нелинейных элементах УМ, появлялась на выходе в виде ЗЧ. Значительно ослабить такое "караоке" удалось одеванием феритовых колец как по входу, так и по выходу.
А так, саболезную конечно, убрать полностью это можно только "убрав" соседа

Ну да, мало наверное кто догадывается, но выход усилителя с ООС является заодно и входом для очень высоких частот Если коррекция делается не в первом каскаде, то его очень легко так вогнать в ограничение, и соответсвенно будем радио слушать.

[Audiomaniac]

Nick, ну,разговоров не слышно, просто иногда спектр смотришь - опа, палка новая появилась. Поторчала - пропала

[Nikolav]

Ну да, мало наверное кто догадывается, но выход усилителя с ООС является заодно и входом для очень высоких частот

В десяточку!

[Nick]

В этом плане у С.Агеева очень продуман усилитель, мало того что у него делитель ООС расчитан даже далеко за пределами её действия, чтобы уменьшить ненужные помехи с выхода, так ещё и фильтр 4 порядка на выходе и ферритовые кольца...

Добавлено через 2 минуты

А что за ёлочка на осциллограммах видна?

А хрен его знает, скорей всего наводка на земляной хвост.

Ёлочка и у меня, даже с просто закороченным входом, и вероятно ещё больше чем у вас. На другом 10 битном намного лучше, я им мерял конденсаторы.

[Audiomaniac]

Ёлочка и у меня, даже с просто закороченным входом, и вероятно ещё больше чем у вас. На другом 10 битном намного лучше, я им мерял конденсаторы.

С закороченным входом у меня елочки нет, я ж говорю,это какая-то внешняя наводка.
Кстати, здорово снизило помехи наматывание кабеля питания скопа на ферритовое кольцо, он там очень длинный. Думаю, что можно и еще улучшить - но серьезно этим не занимался..

[Nick]

Кстати, здорово снизило помехи наматывание кабеля питания скопа на ферритовое кольцо, он там очень длинный.

А у моего питание по USB. Я тоже хотел ферритовые клипы поставить, прямо на USB, но дома неодного неоказалось, надо покупать.

[Audiomaniac]

Nick,

А у моего питание по USB.

Это получается - нет гальваноразвязки от компа?
Ну тогда жопа конечно!

[Nick]

Это получается - нет гальваноразвязки от компа?
Ну тогда жопа конечно!

Да, у меня правда нотебук для этих целей, но всё равно неправильно.

Добавлено через 15 минут
Написал им в тех сапорт

[Ремонт-NIK]

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

Спасибо за шпаргалку.
Но я и сам нашел.
Z=корень из суммы квадратов ESR+(Xl-Xc)
где:
Xl=индуктивное
Xc-емкостное сопротивление конденсатора
60Гц=2,654Ома
1кГц=0,159
10к =0,0381
Считаю как могу ессно.вчера где-то нолик закатился ...
Кстати 2 программки для расчета всякой всячины дают разные результаты

Offтопик:
Вообще же участвовать в шоу "Учим Леху(ремонт-НИКА)считать ток базы"частьII у меня нет желания.Сильно погружаться в проблему топика-нет возможности и времени.Прошу извинить за резкость в общении.но меня задела Ваша фраза про шаманство с конденсаторами.Ничего подобного я не имел ввиду.когда писал про э-литы с "хорошей имп.характеристикой".По результатам моих экспериментов с шунтированием интегральных УНЧ э-литами разных серий(доступных мне)-это необходимое условие получения нормального звучания.
Поэтому.керамика на плате и 20см провода до БП меня сильно удивили.у меня был случай когда пром.усилитель с 15000мкФ в БП и зашунтированный пленкой на плате.сжег пищалки в АС.При этом длина проводов от УНЧ до БП была меньше 15см.Принудительное шунтирование на pcb со стороны дорожек в корне изменило ситуацию.Встречались также.сабы с интегральными УНЧ ничем не шунтированные возле ИС.которые на сабы только внешне похожи.но не работой.
Поэтому увидев на фото характерный конструктив.приводящий к описанным мной результатам и голую керамику возле 3886.а также столкнувшись с отсутствием взаимопонимания между нами.и малоприятными высказываниями о "шаманстве" и "по моему вы не в теме.ремон-НИК" я был сильно удивлен.мягко говоря.Николай.я с Вами хотел поделиться результатами своего собственного опыта.обретенного в процессе выпрямления "кривизны" промдевайсов!А не найденного на помойке под названием -"многочисленные форумы и-нета".А также результатами опыта полученного от работы с ЛМ3886 при различных типах трассировок для одного варианта включения .И что я получил от участвия в шоу.взамен предложенного со своей стороны?К сожалению кратко не получилось..

Ну чё, ремонтировать ведь можно незная этого

Да.Вы правы.Большинство знакомых ремонтеров и понятия не имеет о Low-ESR/Ripple current/Tangens off loss etc.
ESR измеряет.всего один из известных мне.Индуктивность-вообще никто из моего поля зрения.Про проверку УНЧ меандром.многие ремонтеры слышали.но не практикуют.
К сожалению.я часто путаю ESR и Z-это мой досадный недостаток.

Добавлено через 47 минут

Можно попробовать вот так сделать
Я правда не проверял как оно будет работать, но сама идея..

Делал похожий неск.лет назад на +5 и +12V для питания СД-РОМа в автомобиле (питание от имп.преобразователя.)Работает неплохо.броски тока до 3-3,5А держит хорошо.даже при небольшой емкости в шунтах возле рег.элемента.Пульсации от работы преобразователя давит неплохо.аналоговый скопом на выходе почти не видно (предел измерения 10мВ)
Ессно транзисторы другие применены.

Скажем, некоторые модели 78хх вообще неустойчивы при их шунтировании относительно большими емкостями, что проявляется в виде резкого роста импеданса на СЧ-ВЧ, а если поставить в шунт конденастор лоу-еср, то появляется зверский пик на импедансе.

Вот как это выглядит у 7805 при шунтировании различными емкостями от 10 до 470 мкф. Абсолютные значения импеданса не точны, но тенденцию видно.

График приведен для шунтирования 78хх конденсаторами Low-ESR или простыми сериями?
Зеленый цвет на графике-для какой емкости?

[Audiomaniac]

Ремонт-NIK,

График приведен для шунтирования 78хх конденсаторами Low-ESR или простыми сериями?
Зеленый цвет на графике-для какой емкости?

Конденсаторы обычные. Зеленый цвет то ли 470 то ли 1000 мкф, я уже не помню, давно мерял.
С осконом 270мкф вообще интересно (на графике этого нет,по памяти) - узкий высокий пик около 7кгц..
7805 была мотороловская 78М05.
Черная линия, насколько помню, это либо вообще без шунта, либо с маленьким (10мкф) - уходит ввысь, видимо пик где-то еще выше по частоте. В общем, весело. И народ вот такое в звуковые устройства ставит и даже не задумывается в основном.

[Ремонт-NIK]

Audiomaniac,
спасибо.много раз слышал(читал).но так и не собрался промерить собственноручно.

Offтопик:
Иначе придется бросить работу и заняться одним хобби..

Хотя для 78М05 (маломощный.0.5А макс) 1000мкФ многовато.

И народ вот такое в звуковые устройства ставит и даже не задумывается в основном.

Offтопик:
Что делать. вариантов немного.Тот же лм317 от нормального производителя купить проблема.Обещают NS-но получаешь другое..STМ-навалом.притом китайских.даже на вид подозрительных.. Что то сегодня тянет во флейм....

[Audiomaniac]

Ремонт-NIK, хочу отметить что именно с 1000мкф получался более приличный звук, чем с меньшими емкостями.. У меня это стояло в аналоге ад1865, а потом посмотрел и ужаснулся. К счастью, проблема полностью решается последовательным низкоомным резистором, что для слаботочных устройств вполне допустимо.

[Ремонт-NIK]

хочу отметить что именно с 1000мкф получался более приличный звук, чем с меньшими емкостями.. У меня это стояло в аналоге ад1865, а потом посмотрел и ужаснулся.

Какой-то кошмар.

Offтопик:
я не в состоянии сегодня осмыслить сей момент.
И хотя я 78М05 и не применяю регулярно.но у меня в Пионере ЛМ2930L05 нагружен на 470мкФ какой-то дорогой серии.Производителем так сделано.И я даже не обращал особого внимания на этот узел..
Коротко-прощай покой....

[32768]

Ремонт-NIK,

Конденсаторы обычные. Зеленый цвет то ли 470 то ли 1000 мкф, я уже не помню, давно мерял.
С осконом 270мкф вообще интересно (на графике этого нет,по памяти) - узкий высокий пик около 7кгц..
7805 была мотороловская 78М05.
Черная линия, насколько помню, это либо вообще без шунта, либо с маленьким (10мкф) - уходит ввысь, видимо пик где-то еще выше по частоте. В общем, весело. И народ вот такое в звуковые устройства ставит и даже не задумывается в основном.

в даташитах всегда рекомендуют небольшую емкость.
Причина даже больше чем понятна. Поробуйте обеспечить устойчивость усилителя с обратной связью на емкостную нагрузку 100 мкф.
Стабилизатор тоже усилитель или повторитель с глубокой ОС.

[Audiomaniac]

32768,

в даташитах всегда рекомендуют небольшую емкость.

С небольшой емкостью не лучше - черная линия.

Добавлено через 2 минуты
Ремонт-NIK,

И хотя я 78М05 и не применяю регулярно.но у меня в Пионере ЛМ2930L05 нагружен на 470мкФ

Говорят, что есть устойчивые типы 7805.. Может у Вас такой стоит, а может нет. Проще простого померять импеданс обычным шнурком для АС и определиться.

Добавлено через 25 минут
На днях постараюсь взять на прослушивание какой-нибудь хороший усилитель в категории до 2 килобаксов, посмотрим, кто кого заборет.. ;)