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.

[scarp]

Тогда, наверное, имеет смысл развести буфер на плате вместе с усилителем. Кстати, а в самом усилителе что лучше использовать LT1363 или AD8065?

Тогда уж лучше LT1364 или AD8066

[Nick]

Тогда уж лучше LT1364 или AD8066

Чем LT1363 хороша, тем что можно ввести подстройку 0 (лучше даже наверно в буфере)...
Хотя с AD8065 постоянка на выходе и так очень маленькая. Думаю можно попробовать AD8066 как более экономный вариант, но мне не очень нравиться близость буфера и U1.

[RAVe]

Думаю можно попробовать AD8066 как более экономный вариант, но мне не очень нравиться близость буфера и U1.

Вот же.... я так надеялся на этот вариант((( Если все таки делать буфер на 2 половинке - какие номиналы ООС ?

[Vidalgo]

Так, ну все ясно. Мы просто о разных вещах спор завели.
Ник, по теме у вас несколько раз мелькало что-то вроде намерения скомпенсировать переключательные искажения путем раскладки шин питания, пролезание этих искажений в другие цепи. Вот ближайший отголосок (чтобы не копать все написанное):

Проблема возникает только при переходе через район 0 (из-за АВ, В), и её эффективнее решать минимизацией шина-шина.

Мне это показалось весьма странным, в итоге нашел удачную иллюстрацию этих самых искажений в районе нуля. С ними ничего не поделаешь, не меняя режимы каскада.
А вы под "переключательными искажениями" оказывается понимаете совсем другое - несоответствующий сигналу вид потребляемых по шинам токов из-за их естественного расщепления. Что и успешно показали своими постами и вот картинками в итоге. И я повелся на эти полуволны.
Банальная терминологическая нестыковка и диалог не получился.


Далее MadAleks (пост 3731) удачно сформулировал одной фразой эту пресловутую компенсацию, совершенно согласен. Хорошо также что и про землю(возврат) не забылось.

Искажения тока одного плеча - Total Harmonic Distortion: 27.280142%

Ник, я прочитал этот пост до редактирования, цифр не было, а где-то ранее вы оценили Кг полусинуса в 50%. Это замечательно что подправили, на мой глаз без расчетов оно грубо где-то 20-30%. Глаз не подвел, и сэкономил на счетах.

Читайте внимательней . Eсли не понятно, я могу перевести. Это с 398 страницы, Rail induction distortion - The best approach is :

Спасибо, читаю я свободно.
Вот, именно эта страничка, только я на момент чуть выше внимание обратил:

The effect can be completely prevented but in the present
state of knowledge I cannot give detailed guidelines to suit every
constructional topology. The best approach is:
Minimise radiation from the supply rails by running the V+ and V– rails as
close together as possible.

Житейским языком: с конкретной вашей болячкой мы не знаем что делать но вот вам универсальный горчичник.
(Разумеется я не отрицаю всех приведенных там рекомендаций)

Если всё же сделать земля, +, -, земля, то вообще получим ноль

Да, мне представляется наилучшим решением.

К слову, если не пользуем стабы то по шинам питания также текут токи пульсаций. Шину земли просто нельзя игнорировать.

Еще, технологический момент. Двуслойки можно с толстенной медью делать, 2 и даже 4оз есть ламинации. Многослойки с ними поскромнее жить приходится, на внутренние слои больше 0.5 не хотят давать, точнее оно плохо клеится когда рельефность.
Ладно, ночь уже.

[MadAleks]

MadAleks (пост 3731) удачно сформулировал одной фразой эту пресловутую компенсацию

Николай, с тебя

[Nick]

Ник, я прочитал этот пост до редактирования, цифр не было, а где-то ранее вы оценили Кг полусинуса в 50%.

Это было грубо. Смысл в том, что это десятки процентов, а не десятые или тысячные. Вообще у чистого полусинуса искажения около 43%, но на ВЧ из-за прохождения сигнала через ВК с драйверов и ихней инертности спектр может быть короче, а искажения немного меньше. Я привёл данные для 100кГц, что посчитал LTSpice. Для 5кГц это уже цифры ближе 40%.

Добавлено через 6 минут

Вот, именно эта страничка, только я на момент чуть выше внимание обратил:

Цитата:
The effect can be completely prevented but in the present
state of knowledge I cannot give detailed guidelines to suit every
constructional topology. The best approach is:
Minimise radiation from the supply rails by running the V+ and V– rails as
close together as possible.

Житейским языком: с конкретной вашей болячкой мы не знаем что делать но вот вам универсальный горчичник.
(Разумеется я не отрицаю всех приведенных там рекомендаций)

Если быть точным, то наверно так:

Этот эффект может быть полностью устранён, но на текущий момент моих знаниний не хватает чтобы дать детальное руководство которое подходило бы к любой конструкции. Наилучший подход к решению этой проблемы :
Минимизируйте излучение шин питания путём расположения шин + и - как можно ближе друг к другу. Размещайте их как можно дальше от входных цепей, и выходных соединений и.т.д. и.т.п...

Добавлено через 9 минут

А вы под "переключательными искажениями" оказывается понимаете совсем другое - несоответствующий сигналу вид потребляемых по шинам токов из-за их естественного расщепления.

Я слово "переключательные искажения" не употребил ни в одном посте, не знаю почему вы так решили с самого начала. Речь шла о наведении искажений магнитным полем от шин питания, и акцент на этом был чуть ли не в каждом посте. Да и в самом первом посте это изложено весьма понятно:

Исследование работы множественных прототипов сделало ясным тот факт, что искажения реального усилителя определяются конструкцией усилителя. Главным источником искажений являются магнитные поля от цепей питания LM3886, так как они содержат компоненты выпрямленного выходного тока (сигнала). Наводясь на вход усилителя и цепи ОС это приводит к повышению, главным образом чётных, гармоник на ВЧ сигналах (выше 2-3кГц). Для минимизации данного эфекта желательно ставить шунтирущие конденсаторы как можно ближе к LM3886 и минимизировать индуктивность цепей питания (см. ветку).

Так, ну все ясно. Мы просто о разных вещах спор завели.

Насколько я помню Вы начали разговор с:

Размещение плюсовой и минусовой шин вплотную друг к другу (в плоскости или по слоям) не улучшит ничего, поскольку при заземленной нагрузке возвратный ток (сигнальный) в любой момент времени остается в третьей, земляной шине.

Надеюсь вы теперь признаёте, что были не правы...

Добавлено через 13 минут

Николай, с тебя

Тебе куда выслать ?

[MadAleks]

Offтопик:

Тебе куда выслать ?

Скайп подключу, через скайп попробуем

[Nick]

Offтопик:

Offтопик:


Скайп подключу, через скайп попробуем

Давай!

[MadAleks]

Offтопик:
Только хрен его знает как скайп к ЕМУ1212 подключить, микрофон она не прожуёт... А на работе трафик считають

[Nick]

Offтопик:

Offтопик:
Только хрен его знает как скайп к ЕМУ1212 подключить, микрофон она не прожуёт... А на работе трафик считають

Чат тоже не плохо

Добавлено через 4 минуты

Если все таки делать буфер на 2 половинке - какие номиналы ООС ?

Я над этим пока не думал, поэтому готового решения пока нет, к сожалению...

Добавлено через 3 часа 56 минут

Многослойки с ними поскромнее жить приходится, на внутренние слои больше 0.5

На тех фирмах, что я тут заказываю - 1 oz для 4 слоёв по умолчанию. Этого в принципе достаточно.

[Audiomaniac]

Nick,

Входной фильтр не помешал бы, хотя я всё мерял и слушал без него. Если его сделать на AD8065 он практически ничего плохого вносить не будет.

А почему нельзя просто Р-Ц ФНЧ на вход до регулятора громкости поставить типа 1к/330пф и все?

[Nick]

Nick,
А почему нельзя просто Р-Ц ФНЧ на вход до регулятора громкости поставить типа 1к/330пф и все?

Можно, но я думаю фильтр 2-3 порядка килогерц на 50-100 будет лучше, особенно если ДАК шумный.

[dekko]

Можно, но я думаю фильтр 2-3 порядка килогерц на 50-100 будет лучше

лучше! ИМХО!

[Audiomaniac]

Хочу еще затронуть тему входного ФВЧ. Щас модно всякие интеграторы ставить вместо входной разделительной емкости, а вот что будет с интегратором от записи с таким спектром?

И подобных записей много.
А что будет с АС? Понятно, что будут интермоды и грязь.
Имхо, надо ставить фвч с частотой среза 10-20гц.
У кого какие мнения?

[Nikolav]

А что будет с АС?

Без интегратора будет хуже

Понятно, что будут интермоды и грязь.

От куда?

[Audiomaniac]

Без интегратора будет хуже

Возможно. А вот если вместо интегратора поставить разделительный кондер - то может быть и лучше.

Почему?

Потому что АС такие частоты не могут воспроизводить нормально.
Я думал это очевидно.

[sia_2]

Хочу еще затронуть тему входного ФВЧ. Щас модно всякие интеграторы ставить вместо входной разделительной емкости, а вот что будет с интегратором от записи с таким спектром?

И подобных записей много.
А что будет с АС? Понятно, что будут интермоды и грязь.
Имхо, надо ставить фвч с частотой среза 10-20гц.
У кого какие мнения?

Именно поэтому на входе СЛ стоит разделительный конденсатор, хотя "0" вполне обеспечивается интегратором (и даже без него, если ввести балансировку ОУ), а защита АС от постоянки очень надежная.

Добавлено через 40 секунд

От куда?

От большого хода ГГ на НЧ/ИНЧ.

[Audiomaniac]

sia_2, Сергей, как Вы считаете, какая частота среза является оптимальной?

[Nikolav]

Илья, интегратор увеличивает глубину ООС на ИНЧ, т.о. уменьшая коэф. усиления. АЧХ с интегратором будет схожа с АЧХ ФВЧ.

[Audiomaniac]

Ну так частоту интегратора обычно выбирают в пределах единиц герц, так что толку от него будет немного, не говоря уж о том, что это все-таки _не совсем_ ФВЧ