Улучшение линейности (и не только) усилителя на LM3886

**Nick** · 12.11.2007, 11:08

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** · 17.03.2008, 07:50

Сообщение от MadAleks

Николай, а математику по усилку не оформлял в удобоваримом виде? Или это авторское право

Не пока не оформлял. В описательном виде начал. Математически там надо кое над чем подумать.

Добавлено через 3 минуты

Сообщение от MadAleks

Только PSSR не очень

PSSR очень хороший у LT1363, он высокий на высоких частотах, и этим мне она очень нравится.

**MadAleks** · 17.03.2008, 07:55

Сообщение от Nick

Не пока не оформлял. В описательном виде начал. Математически там надо кое над чем подумать.

Ладно, буду сам репу чесать.

Offтопик:
Блин! Времени на всё не хватает! Сейчас сижу над прибором, на платке штук 50 0603 компонентов, и пара ИМС в корпусе LFCSP48, платы делать и паять приходиться руками

.

Добавлено через 3 минуты

Сообщение от Nick

PSSR очень хороший у LT1363

Это да, не отнимешь у неё

. PSSR и CMRR хороши у прецизионных дорогих усилителей, с большими собственными к-тами усиления с открытой петлёй.
Николай! Насколько критичны абсолютные значения резисторов в цепях ОС, опять загвоздка, нет в магазинах резисторов точных с такими номиналами. У меня на платах есть, скажем 47,2 кОм?

**Nick** · 17.03.2008, 09:01

Сообщение от MadAleks

Николай! Насколько критичны абсолютные значения резисторов в цепях ОС, опять загвоздка, нет в магазинах резисторов точных с такими номиналами. У меня на платах есть, скажем 47,2 кОм?

Некритично, ставь 47.2кОм (но и тогда не 80K6 для LM3886, а два последовательно этих). Если есть LTSpice, вот модель ревизии D с ADA4899, ты будешь туда втыкать то что у тебя есть и смотреть АФЧХ в районе 0дБ (смотреть на выходе LM3886). Градусов 30-40 должно быть.

**MadAleks** · 17.03.2008, 10:11

Сообщение от Nick

вот модель ревизии D с ADA4899

Спасибо! Буду изучать!

**Nick** · 17.03.2008, 10:56

Сообщение от MadAleks

Спасибо! Буду изучать!

Да, и это модель только для АЧХ, для гармоник (transient анализ) она не подходит - ОУ идеальные.

**RAVe** · 19.03.2008, 10:45

Сообщение от Nick

С AD8065 постоянка очень маленькая даже если вход соеденить с землёй. Я использовал резистор 10к, но вообще лучше конечно поставить буфер-фильтр на той же AD8065 (или LM318 с цепями балансировки), после него.

У меня есть AD8066 - на сколько я понял это сдвоенный AD8065. Может тогда на одной части сделать буфер? а ему обязательно разделительный конденсатор на вход?

**Nick** · 19.03.2008, 11:01

Сообщение от RAVe

У меня есть AD8066 - на сколько я понял это сдвоенный AD8065. Может тогда на одной части сделать буфер? а ему обязательно разделительный конденсатор на вход?

Можно, не обязательно, но может быть до 60мВ в самом худшем случае (если смотреть с заземлённым входом буфера). Скорее всего будет милливольт 10-15 (типовое значение AD8066).

**RAVe** · 19.03.2008, 11:40

Просветите немного. Я так понял, что смещение образуется из-за того, что при замыкании на землю одного входа, другой вход остается подключенным на землю через резистор, и от этого получаются разные токи в плечах дифкаскада. так?
И какие тогда номиналы в буфер в ООС ставить?

**Nick** · 19.03.2008, 22:09

Сообщение от RAVe

Просветите немного. Я так понял, что смещение образуется из-за того, что при замыкании на землю одного входа, другой вход остается подключенным на землю через резистор, и от этого получаются разные токи в плечах дифкаскада. так?
И какие тогда номиналы в буфер в ООС ставить?

Не совсем так, у AD8066 токи смещения очень маленькие, их можно не учитывать. Нужно смотреть по напряжению смещения, оно приложено ко входу поэтому его нужно умножить на Ку усилителя. Если ставить буфер, то его смещение нужно будет прибавить к смещению входа усилителя. И того получается на выходе будет (смещение буфера + смещение входа усилителя )* коэф усиления: V = (1.5 + 1.5)*20 = 60mV. Но это по максимуму. Если же исходить из типовых значений, то смещение будет порядка 16мВ.
Я написал что это при замкнутом входе на землю чтобы не учитывать постоянку от источника сигнала, если там нет ёмкости она будет тоже приплюсована и усилена.
Идею схемы буфера можно взять из СЛ, только пересчитать его для Ку = -1.

Добавлено через 30 минут

Offтопик:
Чё то вегу глючит не подетски

**MadAleks** · 20.03.2008, 05:26

Николай, доброго времени суток!
Покрутил в свежескачанном LTSpice схемку твою, всё, в общем, понятно, но заход фазы за 180 при существенном петлевом усилении покоя не даёт. Если не вру (надо теорию посмотреть) система у которой годограф H(jw) не охватывает точку -1, но фаза заходит за 180, называется условно-устойчивой. Т.е. наличие ПОС в звуковом диапазоне потенциально может привести к выбросам на ПХ или подвозбудам.
Твои соображения?

**Nick** · 20.03.2008, 06:05

Сообщение от MadAleks

Николай, доброго времени суток!
Покрутил в свежескачанном LTSpice схемку твою, всё, в общем, понятно, но заход фазы за 180 при существенном петлевом усилении покоя не даёт. Если не вру (надо теорию посмотреть) система у которой годограф H(jw) не охватывает точку -1, но фаза заходит за 180, называется условно-устойчивой. Т.е. наличие ПОС в звуковом диапазоне потенциально может привести к выбросам на ПХ или подвозбудам.
Твои соображения?

Нет, не приводит, в симуляции можешь замкнуть цепь ОС и посмотреть и ПХ и возбуды по АЧХ. Будут проблемы если снизить Ку в петле на ВЧ, так чтобы набег фазы был больше. Но с выходным фильтром это очень трудно сделать.
А так вообще это достоинство этого усилителя, так как позволяет сделать очень глубокую ОС на ВЧ при низкой частоте единичного усиления в петле ОС.

**MadAleks** · 20.03.2008, 06:17

Всё равно душевного комфорта это не прибавляет

. Для чистоты экперимента попробую прикрутить опер какой-нибудь с GBW в 1 ГГц, посмотрю чего будет.
Чего-то LTSpice не совсем удобен в плане редактирования схемы, или я ещё не привык...

**Nick** · 20.03.2008, 06:22

Сообщение от MadAleks

Всё равно душевного комфорта это не прибавляет . Для чистоты экперимента попробую прикрутить опер какой-нибудь с GBW в 1 ГГц, посмотрю чего будет.

Сделай ревизию С на LT1363, там небыло захода за 180 градусов. Хотя это всё предрассудки, да и нужно же ещё учитывать что ОС двупетливая, если смотреть петли по отдельности то захода небудет (хотя если честно там должен быть какой-то мат. смысл который я пока не понял).

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от MadAleks

или я ещё не привык...

Думаю не привык, как для бесплатного продукта он очень даже нечего.

**MadAleks** · 20.03.2008, 07:01

Вот математику этой схемы я пока до конца и не понял. В симуляции у тебя петля ОС порвана большой ёмкостью, а вот сигнал как на вход вдувается?

**Nick** · 20.03.2008, 07:08

Сообщение от MadAleks

В симуляции у тебя петля ОС порвана большой ёмкостью

Это ёмкость нужна для ОС по постоянке. Иначе надо будет подбирать напряжение смещения, но это очень сложно сделать для >160дБ усиления. Короче она играет роль на постоянке.

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от MadAleks

а вот сигнал как на вход вдувается

Никак, вход заземлён по переменке. Это схема для определения глубины ОС с учётом делителя ОС (он то ещё и частотно зависимый).
Для проверки АЧХ усилителя с ОС нужно источник подключить на вход, и цепь ОС замкнуть на выход усилителя.

**MadAleks** · 20.03.2008, 07:13

Ясно. А то у меня такой расклад вызвал лёгкое отупение

, чего ты и как там симулировал...
А студенческую версию Микрокапа пробовал? Она вроде тоже бесплатна и свободна.

**Nick** · 20.03.2008, 07:19

Сообщение от MadAleks

А студенческую версию Микрокапа пробовал? Она вроде тоже бесплатна и свободна.

Когда то да, но там ограничение по моему по количеству нод (узлов).

**sia_2** · 20.03.2008, 11:30

Сообщение от MadAleks

Николай, доброго времени суток!
Покрутил в свежескачанном LTSpice схемку твою, всё, в общем, понятно, но заход фазы за 180 при существенном петлевом усилении покоя не даёт. Если не вру (надо теорию посмотреть) система у которой годограф H(jw) не охватывает точку -1, но фаза заходит за 180, называется условно-устойчивой.

Это абсолютно нормальное и известное более 60 лет решение. В СЛ оно также применено. Никаких проблем при аккуратной реализации оно не вызывает, единственный практический минус - некоторое ухудшение поведения при ограничении, если не вводить специальные цепи антинасыщения.