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.

[MadAleks]

sf36- 50pf
sr510- 380pf
и практика подтверждает

SF36 - так точно, SR520 - 200pf, ток допустимый отличается - 3 и 5 А. При одинаковых макс. токах емкости отличаются в 1.1-1.5 раза. (для некоторых диодов)
Правда есть и уникумы, например 10CTQ150 и MUR1020 от IR, там при одинаковых напряжениях 120 и 20 пФ соответственно.

вторичка к которой подключены диоды имеет индуктивное сопротивление

Это не говорит о том, что диоды не закрываются.

[Nick]

Какая еще компенсация для динамика ? Я про магнитнитные поля говорил. А динамик будет озвучивать не выпрямленный сигнал, а разность между пульсациями .. Что тут непонятного?

Я про этот динамик:

Ну во первых если подключить динамик к плюсу и минусу он подозрительно молчать не будет..(только через кондер конечно..) Что- там все равно будет слышно.. И не будет полной компенсации , про которую говорили ..

Пульсации будут представлять собой выпрямленный сигнал (за исключением гармоник питания).
А магнитные поля наоборот, просто сигнал, и на ВЧ при довольно больших ёмкостях он будет практически полностью без гармоник, даже если ёмкости слегка разные...

[MadAleks]

Николай, доброго времени суток!
А цобеля и фильтр выходной на плату планируешь ставить?

[sia_2]

обратное восстановление у диодов вообще не происходит. главная роль принадлежит емкости диода. пэтому шоттки на самом деле дают больше помех чем ультрафасты - у шоттки емкость в 5-7 раз больше.

Зависит от рабочего напряжения диодов. Для шоттки, рассчитанных выше, чем на 12-15 В, так и есть (у них площадь на единицу тока начинает быть больше, чем у классических диодов). Причина в том, что у классического диода в открытом состоянии идет залитие носителями высокоомной области, что позволяет повысить плотность тока через нее, а у шотток этого эффекта нет. Поскольку удельное сопротивление полупроводникового материала по мере повышения пробивного напряжения резко растет (закон степени примерно 2,5), то компенсировать это приходится площадью. По той же причине у высоковольтных Шоттки падение напряжения на больших токах становится больше, чем у обычных диодов.

[Prohoji]

Nick,
Да шут с ним с динамиком -то...
Вот тут посмотрел в симуляторе. Получается , что очень большая критичность по питанию у компенсирующего опера. В принципе понятно. Физически заправляет именно опер. Он отрабатывает остаток разницы после LM. А LM только тупо гонит мощу.
Так может не побоятся и навернуть что нибудь более "крутое" для питания опера, нежели чем стабилитроны ? Например стабилизатор на опере и транзисторе с опорным питанием от его же стабилизированного питания. ? Может это проще чем городить огород со стабилизатором питания всего усилителя ?

Заодно послушать как это повлияет ...

[Nick]

Николай, доброго времени суток!
А цобеля и фильтр выходной на плату планируешь ставить?

Спасибо, вам тоже!
Не, цобеля вообще небудет, а фильтр будет на отдельной плате.

[Audiomaniac]

MadAleks, эта индуктивность приводит к тому что полярность напряжения на диоде не может измениться раньше, чем ток через неё, а значит и через диод, уменьшится до нуля. поэтому вреда это не приносит.
sr502-504 - вообще 500 пф!

[MadAleks]

По той же причине у высоковольтных Шоттки падение напряжения на больших токах становится больше, чем у обычных диодов

Это как раз и видно по докам, поэтому, полагаю, что шоттки надо использовать на номинальные напряжения "впритык". А как насчёт SiC диодов?

[Nick]

Так может не побоятся и навернуть что нибудь более "крутое" для питания опера, нежели чем стабилитроны ? Например стабилизатор на опере и транзисторе с опорным питанием от его же стабилизированного питания. ? Может это проще чем городить огород со стабилизатором питания всего усилителя ?

Может быть, честно говоря не пробовал, так как сильно не занимался пока вопросом, почему со стабом лучше. Надо будет попробовать поставить LM317/LM337 для опера U1 и убрать общий стабилизатор. Я перечитывал ветку недавно, и видел, что Wired тоже об этом написал, но я как то пропустил или не подумал (хотя мне кажется я симулировал это и проблем не должно было быть)...

[MadAleks]

MadAleks, эта индуктивность приводит к тому что полярность напряжения на диоде не может измениться раньше, чем ток через неё, а значит и через диод, уменьшится до нуля. поэтому вреда это не приносит.
sr502-504 - вообще 500 пф!

Несколько отличается от моих соображений. Хорошо, посижу порисую, подумаю .

P.S.
Стоит отметить, что индуктивность эта весьма небольшая, поэтому с помехами переключения и борятся.

Добавлено через 1 минуту

sr502-504 - вообще 500 пф!

Емкости диодов сильно зависят от напряжения на них.
При каких условиях указаны данные?

[Audiomaniac]

1 мгц 4в обр. sr510 и sf36 те же условия

[Prohoji]

хотя мне кажется я симулировал это и проблем не должно было быть)...

Я имел ввиду не "проблеммы" (в смысле с устойчивостью итд..) А рост искажений, когда добавляешь небольшие пульсации по питанию опера.(Палки начинают вылазить сильно... )

Хотя это уже как раз то, что проверять надо уже на слух...

[Nick]

Я имел ввиду не "проблеммы" (в смысле с устойчивостью итд..) А рост искажений, когда добавляешь небольшие пульсации по питанию опера.(Палки начинают вылазить сильно... )

Да, я это и не имел ввиду устойчивость, я имел ввиду именно прохождение того, что в питании на выход (> -120дБ).

Добавлено через 34 секунды

Хотя это уже как раз то, что проверять надо уже на слух...

Сперва хотя бы спектроанализатором...

Добавлено через 2 минуты
Вообщем придёт время поразбираюсь и с этим, хотя с LM3886 с мощным стабилизатором по любому будет лучше...

[MadAleks]

1 мгц 4в обр. sr510 и sf36 те же условия

Да, SR510 какая-то неудачная хрень, есть шоттки намного лучше.
А вот с переключением в мосте (даже если индуктивность рассеяния у транса большая) - не забыл, что после моста банки стоят?

[Nick]

1 мгц 4в обр. sr510 и sf36 те же условия

Audiomaniac, чего то я не понял почему ёмкость диодов так важна (на самом деле их иногда шунтируют ёмкостями для снижения помех).
Вообще в чём причина этих помех, ты считаешь ?

[MadAleks]

Nick

Николай, даже попыток не было запитать опер от стабилизатора? А может ещё и осконами его обвязать ?. Я на плате прилеплю стабы, для некоторых случаев может применимо будет.

Добавлено через 1 минуту

Вообще в чём причина этих помех, ты считаешь ?

Вероятно, у Ильи отличное от других представление о работе моста в выпрямителе

[Audiomaniac]

Nick, у меня очень слышно снаббер. причина помех-резонанс с вторичкой. вся эта хрень через межобм. емкость транса попадает в звук.

[Nick]

Nick

Николай, даже попыток не было запитать опер от стабилизатора? А может ещё и осконами его обвязать ?. Я на плате прилеплю стабы, для некоторых случаев может применимо будет.

Было, но только при питании от мощного стабилизатора. В этом случае улучшений небыло. Но без мощного стабилизатора я не пробовал.

[Audiomaniac]

MadAleks,

Вероятно, у Ильи отличное от других представление о работе моста в выпрямителе

посмотри на каком включении диода смотрят Trr - много ли общего с бп ум?

[Nick]

Nick, у меня очень слышно снаббер. причина помех-резонанс с вторичкой

Ну так тогда с резонансами и надо бороться...