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]

Николай, посмотри предварительную версию платки. Разведено ещё не всё, нет кой-каких мелочей, но общую картину видно. (возможно, есть ошибки)
Планирую там немного переделать ещё, в частности перетащить мекку. Жду комментариев.

P.S. Если не понятно чего, слева будет заливка сплошная землёй.

[Nick]

Николай, посмотри предварительную версию платки. Разведено ещё не всё, нет кой-каких мелочей, но общую картину видно. (возможно, есть ошибки)
Планирую там немного переделать ещё, в частности перетащить мекку. Жду комментариев.

P.S. Если не понятно чего, слева будет заливка сплошная землёй.

Питание ОУ U1 не обязательно (даже наверно нежелательно) брать с выводов питания LM3886, я это сделал не подумав, хотя в реалии это большой роли не играет. Если удобнее брать питание с правой части, то лучше его оттуда и брать.
Выход и его землю я бы побоялся тянуть вдоль питания, лучше уж пусть будет рядом со входом.

Добавлено через 1 минуту
Ну и банки питания, наверно лучше расположить со сдвигом, вверх на минус питания, вниз на плюс, это должно сократить расстояние.

[MadAleks]

Питание ОУ U1 не обязательно (даже наверно нежелательно) брать с выводов питания LM3886

Я вообще планирую питание завести отдельно, например кинуть провода.
Кондёры можно было бы поставить в два ряда, но тогда сложнее протянуть землю от них (легко, когда 4-е слоя )

Выход и его землю я бы побоялся тянуть вдоль питания, лучше уж пусть будет рядом со входом.

Он у меня отделён от питания двумя слоями земли, не думаю, что будет сильно влиять. Можно, в принципе, укоротить дорожки, какая разница, где брать выход, на краю или в центре.

Offтопик:
О! Юбилейное сотое сообщение!

[Nick]

Он у меня отделён от питания двумя слоями земли, не думаю, что будет сильно влиять.

Это избавляет от ёмкостной связи, от индуктивной (а это здесь главное) лучше расположить подальше, к тому же нет никаких проблем, когда он относительно близко со входом.

Добавлено через 1 минуту

Offтопик:

Off:
О! Юбилейное сотое сообщение!

Позравляю! Надеюсь будет ещё не меньше !

[MadAleks]

от индуктивной (а это здесь главное) лучше расположить подальше

А здесь как раз о чём я раньше говорил. Рядом надо класть дорожки с разнонаправленными и одинаковыми по модулю токами, как в дифф. паре - поля будут компенсироваться.
Ну надо будет попробовать и так и так, да померить.

[Nick]

А здесь как раз о чём я раньше говорил. Рядом надо класть дорожки с разнонаправленными и одинаковыми по модулю токами, как в дифф. паре - поля будут компенсироваться.
Ну надо будет попробовать и так и так, да померить.

Это конечно будет работать, но не очень хорошо, потому что симметричность немного условная, так как рассточние от шин питания соизмеримо с размером дорожек.

[MadAleks]

так как рассточние от шин питания соизмеримо с размером дорожек

Интересный пример, кстати - обрати внимание на разводку сигнальных дифф. пар на материнских платах, там их множество. Когда общество увидит твоё 4-х слойное творчество?

[Nick]

Когда общество увидит твоё 4-х слойное творчество?

Делаю ещё, пока не всё нравится.

Добавлено через 7 минут

так как рассточние от шин питания соизмеримо с размером дорожек

Я возможно неоднозначно высказался: Имелась ввиду их ширина и расстояние между центрами (по ширине) диф пары. Если делать две тонинькие и близко друг к другу и далеко от питания (раз в 10 дальше расстояния между ними), то это будет хорошо работать.

[MadAleks]

Если делать две тонинькие и близко друг к другу и далеко от питания (раз в 10 дальше расстояния между ними), то это будет хорошо работать.

Это точно. Можно вообще питание навесом сделать, скрученными проводами , и с расстояниями хорошо, и провода толстые.

[Audiomaniac]

5в операционники не стоит применять. быстро растут искаженя с увеличением амплитуды сигнала. реально не более +-1.5в

[Nick]

5в операционники не стоит применять. быстро растут искаженя с увеличением амплитуды сигнала. реально не более +-1.5в

В том то и достоинство ревизии D, что обычно на выходе U1 больше 100mV при прослушивании не бывает (самое большое напряжение это на 20кГц максимальной мощности - у меня 100мВ). Можешь представить какая при этом линейность у него (нагрузка 3к).

Добавлено через 8 минут
В другие ревизии желательно +/-12В ОУ или более.

[MadAleks]

5в операционники не стоит применять. быстро растут искаженя с увеличением амплитуды сигнала. реально не более +-1.5в

Да, есть и такие, с 1.5 В Р-Р, а дальше плохо . Есть и относительно нормальные, меделенный рост вплоть до клипа. Сильно зависит от нагрузки, кстати. Часто графики ТХД приводят для 50-150 Ом, там да, не очень красиво

Николай, а тот же ад8099, как я понял, шибко шустрый для ревизии Д? (GBWP=3.4 GHz)

Вот, ещё вариантик, как забирать выход на плате. Можно даже сделать такую хитрую конструкцию земли по двум слоям от кондёров разделить, по одному слою от плюса, по второму от минуса. Получится такой хитрый бутерброд .

[Audiomaniac]

Nick, т.е. в Д вся тяжесть усиления напряжения полностью переложена на 3886?

Добавлено через 3 часа 57 минут
MadAleks, ты бы в виде картинки выкладывал. неудобно

[MadAleks]

MadAleks, ты бы в виде картинки выкладывал. неудобно

Неудобно? Странно, я думал наоборот - проще, можно слои попереключать. Если выкладывать две картинки, не совсем ясно, что над чем. Платка в процессе, воплощаю новые идеи .

[Ремонт-NIK]

Да, 200 кГц. Особого интереса не было, т.к. все реально выпускавшиеся АЦП этого класса примерно одинаковы по свойствам. Особняком только AD9260 и его наследник AD7760, но там точно не они. Искажения на ВЧ у AP растут, IMD 198+199 кГц на полном сигнале там не нормированы, а по измерениям порядка -86...-88 (но продукты в звуковой полосе при этом все равно ниже -105).

Понятно.Спасибо.Уже хоть что-то...

Offтопик:
Можно ишшо вопросик?
По разрешающей способности в звуковом диапазоне АР превосходит хороший аналоговый анализер?А за пределами 20кГц?

Я вот сейчас посмотрел измерения Джулии и понял что искажения наверно у меня возрастали из-за DAC-a в EMU0202, так как у Джулии я такого не вижу. Надо будет попробовать от внешнего генератора глянуть (как я смотрел для Indigo IO, у неё росли).

Offтопик:
Ник.у вас что склад звуковух??

[Nick]

Off:
Ник.у вас что склад звуковух??

Нет, у меня просто компутеров несколько.

[Ремонт-NIK]

Питание ОУ U1 не обязательно (даже наверно нежелательно) брать с выводов питания LM3886,

мягко сказано.Брать питание в выводов 3886 совершенно неправильно.
Намного лучше брать питание прямо с точки пайки вывода шунта на плату.Т.е. из точки наименьшей концентрации помех и пульсаций в шинах питания на плате.Ту же ошибку совершил и маньяк.
То что по измерениям не видно-говорит о том что измерение некорректное.
MadAleks,
копирование топологии и трассировки Nick-а -прямой путь получить те же глюки что и у него.Если конечно-же.не преследуется цель получить точно такое же звучание как и у афтара.


Добавлено через 34 секунды

Нет, у меня просто компутеров несколько.

[Nick]

Nick, т.е. в Д вся тяжесть усиления напряжения полностью переложена на 3886?

Несовмсем, просто в ревизии D, U1 практически не исправляет задержку LM3886 (линейный эффект), но правда делает её стабильной. Поэтому U1 усиливает, из точки её ссумирования, практически только нелинейные искажения (и изменение линейных), а они у LM3886 довольно низкие. Так что глубина ООС остаётся очень большой, но завал на ВЧ (более 100кГц) остаётся, U1 его не пытается выровнять как в предыдущих версиях.

Добавлено через 50 секунд

копирование топологии и трассировки Nick-а -прямой путь получить те же глюки что и у него.

Это какие же (0.0004% искажений на 10кГц 50ватах)?

Добавлено через 1 минуту

То что по измерениям не видно-говорит о том что измерение некорректное.

Это как ?

Offтопик:
Я уже и amber купил, а всё равно не корректно . Ремонт-NIK что у вас за приборы ?

Добавлено через 1 минуту

Намного лучше брать питание прямо с точки пайки вывода шунта на плату.

Если уж на то пошло, то лучше брать со стабилизаторов или с больших банок. А если и с шунта, то ближаешего ко входу питания в плату, потому как он не один.
А на самом деле с 3-й фильтрацией это абсолютно всё равно откуда брать.

[Audiomaniac]

Ремонт-NIK,

.Т.е. из точки наименьшей концентрации помех и пульсаций в шинах питания на плате.Ту же ошибку совершил и маньяк.

последующий фнч и стабилитрон вычистят все - не надо выдумывать проблемы и "ошибки" там где их нет.
работать надо с реальными проблмами.например вот.
https://forum.vegalab.ru/showthread....643#post374643

[Ремонт-NIK]

Это какие же (0.0004% искажений на 10кГц 50ватах)?

трясите sia-у него формулировки корректные.
Да и перечить ему никто не посмеет.

Я уже и amber купил, а всё равно не корректно . Ремонт-NIK что у вас за приборы ?

ну.амбер весчь сильная-токо ж на синусе мериит.
а что такое синус?Синус -и есть.

что у вас за приборы ?

Ронде унд Шварц в стерео варианте.

Если уж на то пошло, то лучше брать со стабилизаторов или с больших банок.

Ник.прежде чем такое писать-нужно немного подумать.А тож еще десяток страниц препираний-а потом незаметно для собеседников сделаете так как нужно.сославшись например на свежий пост sia или Wired-a...

Добавлено через 1 минуту

последующий фнч и стабилитрон вычистят все - не надо выдумывать проблемы и "ошибки" там где их нет.

не сочиняй-лучше оттачивай технику.