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, вот, только щас пришло!

[ИГВИН]

у криика позиция каждого инструмента и голоса слегка размыта и даже иногда плавает и вылетает куд-то, то у LM3886(Rev.D) инструменты и голос как вкопанные

Чем по вашему эти различия обусловлены?
Сразу скажу своё мнение, что низкими искажениями вряд ли, т.к. хорошая локализация встречается и безосных усилителях.

[dekko]

Чем по вашему эти различия обусловлены?

не в последнюю очередь ХОРОШИМ питанием!!! Здесь этому много внимания уделено, И конструктивной проработке монтажа. ИМХО

[Wired]

Если таких можешь добыть много, то их только лучше поставить штуки 3-4 в плечо, а постом большие банки, на 10000-20000uF.
Вот, я тут поправил цепи питания немного.

спасибо, большие банки необяз низкоимпедансньіе?
и еще, минимально емкость какова должна бьіть?
допустим будет ли достаточно поставить возле Лмки пару ФМ на 1500 поодному на + и - , а остальное допустим добить 6-ю на 3300 ФЦ, итого вьійдет на плечо по 3300*3+1500=11400 мкф.

[Audiomaniac]

dekko, чем хороша лмка - так это тем, что освобождая от забот по поводу организации и монтажа схемы собственно усилителя, дает возможность сосредоточиться на тех моментах, до которых строитель дискретного усилителя может быть никогда и не дойдет в силу конечности времени и сил. В этом ее и сильная и слабая сторона, конечно.

[dekko]

о которых строитель дискретного усилителя может быть никогда и не дойдет в силу конечности времени и сил

исключение,видимо, СЛА...

[MAXIM_A]

Сделал я прототип генератора со очень низкими искажениями. Приведу схему в порядок и опубликую в новой ветке.

Nick привет!

Купил EMU-1212m, осваиваю, звучит хорошо.
Интересный генератор - как ты смог получить такие низкие искажения?
Он перестраиваемый или на фиксированную частоту?
Как бы посмотреть схемку, хотя бы черновую?

[Ремонт-NIK]

Сразу скажу своё мнение, что низкими искажениями вряд ли, т.к. хорошая локализация встречается и безосных усилителях.

Конечно.вовсе не искажениями.Точнее.не настолько искажениями.как хочется верить присутствующим здесь..
Хорошо.что Вы Игорь это заметили..

[Nick]

Чем по вашему эти различия обусловлены?
Сразу скажу своё мнение, что низкими искажениями вряд ли, т.к. хорошая локализация встречается и безосных усилителях.

Конечно искажениями (возможно не только нелинейными конечно). Глубокая ООС уменьшает разносностный сигнал между входом и выходом. А это означает что усилитель имеет меньшую какую бы то нибыло ошибку. Если вы считаете что разность в звучании нельзя выявить разностным методом, то я в это не верю, во всяком случае пока.
Возможно какие-то без ОС-ные тоже неплохо звучат, но ошибка у них заведомо больше, поэтому если говорить о правильности звучания, думаю усилитель с глубокой ООС должен звучать более правильно, если конечно колонки расчитанны под нулевое вых. сопротивление.

[ИГВИН]

Если вы считаете что разность в звучании нельзя выявить разностным методом, то я в это не верю, во всяком случае пока.

Николай, вы сейчас спорите с кем-то на тему, к которой я даже не притрагивался.

Крик показал неустойчивую сцену, ревизия D устойчивую.
Вы объясняете это более линейным усилением ревизии D, я понял, спасибо.

Вопрос, почему безосники отлично передают сцену, для меня пока неясен. Думаю, вы сделали отличный ОСник, если он так хорошо играет. Подозреваю, что он и с бОльшими искажениями будет передавать сцену не хуже. Может, проверите?

[32768]

Вопрос, почему безосники отлично передают сцену, для меня пока неясен.

потому что в осниках амплитудные искажения конвертируются в фазовые.

[Nick]

потому что в осниках амплитудные искажения конвертируются в фазовые.

Вот и я про это же. При введении не достаточно глубокой ОС звучание из-за этого может ухудшиться. Дальнейшее же её углубление уменьшит все виды искажений, в том числе и эти (при условии правильной конструкции конечно)...
Вообще по этому поводу писал С.Агеев в статье про ОС (точно не помню названия, там ещё есть схема Мати Оталы).

Добавлено через 2 минуты

Думаю, вы сделали отличный ОСник, если он так хорошо играет. Подозреваю, что он и с бОльшими искажениями будет передавать сцену не хуже. Может, проверите?

Конечно проверял, без доп. ОУ сцена хуже, хоть и не летает, но глубина не та.
Просто смысл того что я говорю примерно такой:
Вероятно можно построить безОСник который не будет вносить окраски в звучание и обладать св-вами практически идеального усилителя. Это вероятно можно сделать благодаря тому, что некоторые виды искажений, которые будут вноситься этим усилителем, хорошо маскируются и наш слух их не слышит. Как проектировать данные усилители, полагаясь на измерения я незнаю (хотя догадываюсь, быстроспадающий спектр независящий от частоты, но это мягко говоря не научно и больше похоже на искусство, нежели на инжерный подход).

С другой стороны я знаю, что усилитель как прибор должен просто усиливать входное напряжение, и если он это делает так, что на выходе то, что на входе помноженное на Ку, то этот усилитель идеальный. Он наверняка не будет вносить никаких искажений. В реалии такой усилитель невозможен, но возможен с заданной точностью, например 0.0001% (имеется ввиду даже не THD, а точность которую можно определить разностным методом, то есть погрешность усиления на реальном сигнале). Такой усилитель будет вносить искажения, но они по любому не будут слышны, так как находятся за пределами разрешения наших ушей.

Добавлено через 20 минут

Сообщение от Nick
Если вы считаете что разность в звучании нельзя выявить разностным методом, то я в это не верю, во всяком случае пока.

Николай, вы сейчас спорите с кем-то на тему, к которой я даже не притрагивался.

Моё предложение имеет смысл в контексте всего обзаца, который был ответом на:

Сразу скажу своё мнение, что низкими искажениями вряд ли, т.к. хорошая локализация встречается и безосных усилителях.

Просто то что хорошая локализация встречается в безОСных усилителях, совсем не противоречит тому, что нарушение правильной локализации вызвано искажениями. Просто искажения бывают разные, и у безОСников бывают вероятно такие которые не приводят к данному эффекту.

Добавлено через 1 час 1 минуту

Nick привет!

Купил EMU-1212m, осваиваю, звучит хорошо.
Интересный генератор - как ты смог получить такие низкие искажения?
Он перестраиваемый или на фиксированную частоту?
Как бы посмотреть схемку, хотя бы черновую?

На фиксированную, но в планах было сделать дискретное переключение на 20гЦ - 100гЦ - 1кГц - 5кГц - 10кГц - 20кГц. Если есть желание можно попробовать добавить и плавную регулировку частоты, для этого надо хороший сдвоенный резистор на 10к.
http://www.s-audio.com/?module=filesdb&id=1&fid=2

[Audiomaniac]

ИГВИН,

Подозреваю, что он и с бОльшими искажениями будет передавать сцену не хуже. Может, проверите?

Как я уже упоминал, ЛМ даже по обычной схеме "инверт с буфером" показала лучшую передачу пространства и сцены, чем вариант никитинского усилителя, а это почти то же, что и крик, насколько я понимаю..

[Nick]

чем вариант никитинского усилителя, а это почти то же, что и крик, насколько я понимаю

Почти то же что и Creek 4330. Я говорил про 5350, http://www.stereophile.com/integratedamps/327/ , хотя у меня есть и 4330, но его мы не сравнивали последний раз.

[Audiomaniac]

Nick, но из этого нельзя делать конечно глобальных выводов - звучит-то не схема, а вся конструкция в целом..
Я тут опять снаббером увлекся, влияет на звук, собака.. Хотя проникновения помех от диодов в сигнал уже скопом не обнаруживается, тем не менее они все-таки есть, их видно скопом параллельно вторичке (видимо это уже помехи чисто от емкости диодов (500пф по даташиту) они гораздо слабее). Думаю, может провода от диодов до вторички в ферритовое кольцо обмотать? А SiC Шоттки имеют меньшую емкость или нет?

[ИГВИН]

в осниках амплитудные искажения конвертируются в фазовые

Можно подробнее? Именно о фазовых искажениях.

не в последнюю очередь ХОРОШИМ питанием!!! Здесь этому много внимания уделено, И конструктивной проработке монтажа. ИМХО

Согласен, что это важный фактор.

При введении не достаточно глубокой ОС звучание из-за этого может ухудшиться. Дальнейшее же её углубление уменьшит все виды искажений

Разумеется, я читал Оталу, и Чивера тоже. И Агеева.

быстроспадающий спектр независящий от частоты, но это мягко говоря не научно и больше похоже на искусство, нежели на инжерный подход

На мой взгляд, вполне инженерная задача.

усилитель как прибор должен просто усиливать входное напряжение, и если он это делает так, что на выходе то, что на входе помноженное на Ку, то этот усилитель идеальный

Любопытно было бы послушать музыку через ваш.

Просто то что хорошая локализация встречается в безОСных усилителях, совсем не противоречит тому, что нарушение правильной локализации вызвано искажениями. Просто искажения бывают разные, и у безОСников бывают вероятно такие которые не приводят к данному эффекту.

То есть, вы думаете, что гармонические искажения с коротким спектром, присущие безосникам, не ухудшают передачу сцены, я правильно понял?
А ухудшают - фазовые.

Что в итоге?
В безОСном усилителе (допустим, частота перегиба 50 кГц) фазовые искажения малы.
В среднеОСном первый полюс 1...5 кГц, и фазовые велики.
Углубляем ООС, первый полюс 50 Гц (или где?) - фазовые искажения уменьшились?

Где в вашей хорошо передающей сцену ревизии D первый полюс? У ADшки видимо 5-10 кГц. А у LMки очень низко. Жаль, я в вашем симуляторе не работаю.

[Nick]

Что в итоге?
В безОСном усилителе (допустим, частота перегиба 50 кГц) фазовые искажения малы.
В среднеОСном первый полюс 1...5 кГц, и фазовые велики.
Углубляем ООС, первый полюс 50 Гц (или где?) - фазовые искажения уменьшились?

Где в вашей хорошо передающей сцену ревизии D первый полюс? У ADшки видимо 5-10 кГц. А у LMки очень низко. Жаль, я в вашем симуляторе не работаю.

Где находится первый полюс и количество фазовых (нелинейных) искажений вещи практически никак не связанные. Наличие низкочастотного первого полюса, скорее говорит о глубине ОС на ВЧ, так как из-за него идёт спад усиления.

Всё же зависит от глубины ОС, так как она давит все виды и фазовые и амплитудные, которые хоть и могут переходить из одних в другие из-за ОС, но в сумме они величина практически постоянная.

Интересно ещё то, что если посмотреть на линни телефонной связи, там где используется тысячи усилителей включенных последовательно, то приходишь к выводу, что только усилители с ОС могут такое сделать, и чем глубже ОС тем лучше.
Думаю подобный тест можно сделать с помощью хорошей звуковой карты и двух усилителей, один с ОС, другой без, прогнать через каждый одну и туже композицию раз 100 и послушать, что будет в результате (хотя разностный метод делает почти тоже)...

Добавлено через 18 минут

Сообщение от Nick
быстроспадающий спектр независящий от частоты, но это мягко говоря не научно и больше похоже на искусство, нежели на инжерный подход

На мой взгляд, вполне инженерная задача.

На мой взляд не совсем, так как этот критерий всего лишь предположение, на деле например может играть роль как распределены фазы этих искажений.
С другой же стороны, нет искажений, нет проблемы.

Добавлено через 5 минут

Цитата:
Сообщение от Nick
усилитель как прибор должен просто усиливать входное напряжение, и если он это делает так, что на выходе то, что на входе помноженное на Ку, то этот усилитель идеальный

Любопытно было бы послушать музыку через ваш.

Ну думаю его не так трудно сделать.

Добавлено через 16 минут

У ADшки видимо 5-10 кГц.

У AD8065 полюс значительно ниже, около 200-500гЦ. У LT1363 -10кГц. Разницы на слух в моей схеме для меня нет. Вообще бытует мнение, что AD8065 звучит получше чем LT1363.

[Prohoji]

Вообще бытует мнение, что AD8065 звучит получше чем LT1363

Для таких "уровней" оперов, конкретно в этой схеме, лично мне, показалось что уже вообще не имеет значения какой ставить.
За ради попробовать втыкал даже УД14
Звучит есстественно хуже, но все равно разницу с компенсирующем опером и без даже глухой услышит...
Сверхглубокая ось она и есть сверхглубокая ось...
Главное - она сдесь всё определяет ...

[ИГВИН]

Вообще бытует мнение, что AD8065 звучит получше чем LT1363.

При такой разной схемотехнике, они должны звучать по-разному.
Да и усиление с открытой петлей различается во много раз.
114dB против 10 V/mV.

[Prohoji]

должны звучать по-разному

"Должны" и "реально звучат" вещи разные.
Уши - последняя истина в инстанции, а не домыслы...