УНЧ на TDA7294/93

[Mihalych]

TDA7294 в качестве УНЧ для сабвуфера.

[misha88]

Надоело, тем более что аргументов нет, а только демагогия и предложение что-то подсчитать.

Валет, специально для вас выкладываю главу касательно изменения искажений при наличии ООС из фундаментального труда об обратной связи (к сожалению на английском, перевода нет, но рисунки и формулы понятны) с надеждой, что вы сможете оторваться от заблуждений, навеянных всякими пособиями для вузов. Думаю для вашей педагодической деятельности (напишите, если я не угадал) это будет полезным. Кстати, там вы найдёте и отдельно описанное изменение искажений для популярного случая в усилителях - двухполюсная коррекция с использованием эффекта Миллера.

[AudioKiller]

По поводу ООС. Для начала надо разобраться в основах, а потом думать о более сложном. Поэтому сначала идем сюда: Отрицательная обратная связь в усилителе. Если на каких-то браузерах плохо выглядит - пишите, я делал страницу по-новому. Разобравшись с петлевым усилением и прочим, продолжаем.

По поводу резистора, идущего с инвертирующего входа на землю в инвертирующем включении ОУ. На самом деле этот резистор изменяет глубину ООС - он меняет коэффициент передачи цепи ООС. Но такое включение - дурацкое, поэтому сказывается инерция мышления: сам этот резистор подсознательно отторгается от схемы. Поэтому я раньше не сказал, что его влияиние происходит через ООС. Происходит именно через ООС - для одной и той же микросхемы Ку с замкнутой ООС зависит только от глубины обратной связи, и если Ку меняется, то значит меняется глубина связи. Чем плох этот резистор?
1. Его значение неопределеное. Если для "обычной" ООС Ку равен отношению резисторов безотносительно к параметрам конкретного ОУ, то "межвходовый" резистор должен подбираться под ОУ непосредственно. Для каждой микросхемы свой. Т.к. его влияние производится его током, его ток зависит от напряжения на нем - а это дифференциальное напряжение ОУ. А дифференциальное напряжение ОУ зависит от его конкретного Ку и частоты среза внутренней коррекции. Последние два параметра сильно гуляют даже у ОУ одного типа.
2. С его появлением простые формулы расчета цепи ООС перестают работать и приходится выводить гораздо более сложные формулы.
3. Если нужно получить ООС сложного вида (нелинейную или с конкретной АЧХ), то с таким резистором результат может просто не получиться (попробуйте, например, сделать с ним логарифмирующую систему).
4. Ток этого резистора влияет на глубину ООС. Но он отражает нелинейность входных цепей ОУ, поэтому при подключени такого резистора нелинейные искажения возрастают.

Теперь отвечу на некоторые вопросы.

Как контраргумент - у мостовой схемы возрастает напряжение смещения и шум. Почему?

1. Напряжение смещения возрастает потому, что глубина ООС по постоянному току = глубине ОООС по переменному току, т.е. не 100%, а меньше (100% - это когда на вход передается все выходное напряжение).
2. Шум в Т-образной ООС немного меньше, чем в классической, но поскольку основной шум вносит микросхема, разница невелика.
3. Преимущество Ь-образной ООС в том, что в цепи ООС используются сопротивления меньшей величины. Об этом чуть позже.

В том то и дело, что в программе моделирования всё это прекрасно наблюдается, но, как видите, есть люди, которые этому не доверяют (ещё бы, привыкли к упрощённым вузовским формулам)

1. Поясните, плз. что именно наблюдается при моделировании такого, что противоречит моим словам. И модель в студию, а то иногда используют неправильные модели (пост 3174).
2. Преподаватели ВУЗов иногда все эти "упрощенные" формулы умеют выводить. И хорошо знают, когда ими можно пользоваться, а когда уже пора переодить на более "неупрощенные". И еще они прекррасно понимают, что изучать что-либо надо от простого к сложному, иначе может возникнуть непонимание основ, без которого знание "неупрощенных" формул - коту под хвост. Как например, с петлевым усилением. Или со смещением. Преподаватели ВУЗов очень хорошо знают, что Ку ОУ никогда не назовут петлевым усилением только оттого, что к ОУ применили ООС. Кстати, схемотехника как раз занимается тем, чтобы делать такие схемы, которые не зависят от свойств компонентов и для которых вполне применимы "упрощенные" формулы. Иначе придется каждую схемы подстраивать индивидуально под конкретную микросхему.

напряжение смещения на выходе от глубины ООС практически не зависит

Напряжение смещения - это то же самое входное напряжение, которое усиливается усилителем. Ведя ООС мы уменьшает усиление при том же входном напряжении смещения. С точки зрения физики: внутри ОУ смещение, вызвавшее постоянку на выходе. Через цепь ООС часть этой постоянки приходит обратно и подается на вход с обратным знаком. Т.е. получается, что ко входу прикладывается дополнительная постоянка с таким знаком, чтобы на выходе смещение стало меньше. Чем глубже ООС, тем большее напряжение прикладывается ко входу.

посмотрите внимательно на экв. схему (треугольник). Она имеет два входа.

Вы знаете, что эквивалентная схема мужчины - это женщина у которой отрезали молочные железы и пришили еще кое что? Согласитесь ли вы, что такая схема замещения и лично вы - это абсолютно одно и то же? Так и в элекричестве: схема замещения - это исскуственно выдуманная схема, которая проявляет себя точно также, как и исследуемая, но она специально составлена так, что ее проще рассчитать. Причем зачастую эквивалентная схема применима только для расчета одного из свойств объекта, становясь непригодной при исследовании каких-либо других его свойств. Т.е. того, что нарисовано на схеме замещения в реальности вообще может не быть! Вот пример: Звучание конденсаторов в фильтрах акустических систем на рис.2 показана схема замещения конденсатора с точки зрения эффекта абсорбции заряда. Это схема замещения одного конденсатора, несмотря на то, что их там 7 штук. И она моделирует только один эффект - эффекта абсорбции. Так что "второй вход" - это ваша фантазия. Кроме того, я могу нарисовать схему, эквивалентную этой звезде с произвольным количеством элементов - тогда как вы сможете сказать во сколько раз увеличился шум, если количество входов будет любым? И еще - и с шумом хорошо бы вам разобраться, все-таки не очень красиво с уверенностью говорить о том, чего вы не знаете.

А вот попытки борьбы с постоянкой:
Сообщение от AudioKiller
Это так. Поскольку в этом случае ООС по постоянному току не 100%, то постоянка на выходе больше, чем в "обычной" ООС. Это расплата за уменьшение сопротивления. На самом деле глубину ООС по постоянке можно повысить до 100%, установив последовательно с R4 конденсатор >=10 мкф, но электролит ставить нехорошо, а пленочный - очень большой. Но практика показывает, что эта постоянка нестрашна.
Вот только если использовать конд. 10 мкФ, то проще просто поставить такой конденсатор на вход и уменьшить номиналы резисторов в цепи ОС - и не заморачиваться с мостовой схемой.

Если вы посмотрите на мою схему внимательно. Но только очень внимательно! То увидите, что на входе конденсатор уже есть! А если еще изучите инвертирующее включение ОУ, то поймете, что просто так "уменьшить номиналы резисторов в цепи ОС" не выйдет. И я не заморачиваюсь с Т-образной схемой (это не мостовая схема, как вы говорите, видимо вы и в мостовых схемах не сильны), у меня с ней все ОК.

Если источник сигнала хорошо работает на нагрузку, допустим, в 10кОм (типично для большинства современных источников, с которыми используют TDA7293/4), то целесообразно снизить входное сопротивление инвертирующего усилителя до этой величины и отказаться от T-образной ООС.
Учитывая, что современные источники сигналов имеют действующее значение выходного напряжения для синусоиды 2В, и типичная нагрузка TDA7293/4 - 4Ом, достаточно Ку=9. При таком Ку, сопротивление резистора ООС (с выхода на инв. вход) составляет менее 100кОм при входном сопротивлении усилителя 10кОм

1. Ку микросхемы TDA7294/93 не должно быть меньше 20, иначе она возбуждается. Значит, соотношение резисторов не получится маленьким.
2. На вход усилителя обычно включают регулятор громкости (и обходятся без предварительного усилителя). Для корректной работы регулятора его сопротивление должно быть в 3...10 раз мньше, чем входное сопротивление усилителя. В результате входное сопротивление всей системы окажется слишком маленьким.

---------- Добавлено в 13:23 ---------- Предыдущее сообщение в 13:00 ----------

перед тем как слушать безответственные объяснения, проверять их, хоть и в симуляторе

Наверное объявлять чьи-то объяснения безответственными, можно только тогда, когда сам безгрешен? Ваша первая "проверка в симуляторе" содержала грубые ошибки. Так что ваши слова можно обратить и против вас: "сначала правильно проверяйте в симуляторе, а потом обыиняйте"! Давайте все же разберемся в этом вопросе.

Тяжело. Слова вас не убеждают.
Схемка для оценки устойчивости, усиления в петле ООС и иже с ними для Вас - "элементарно неправильная".

Конечно. Хотя бы потому, что в инвертирующем включении работают токи, а вы сравниваете напряжения. Кроме того, из схемы выдернули ОУ. Это получились совсем другие схемы! Которые неправильны не "для меня", а просто неправильны.
Теперь по второй вашей модели. Сначала попридираюсь - вы уж не обижайтесь. Но потом попробую разобраться, только тут потребуется ваша помощь. Итак:

схемки с одинаковым ОУ, разными (Т- и обычная) ООС

У вас на одном ОУ написано 3886, а на другом - 3887. Это точно одинаковые?

Давайте разберемся в вашем моделировании. Разобьем проблему на 2 части: идеальный ОУ и неидеальный ОУ.
1. Сначала исходим из "чистой теории": в идеальном ОУ входной ток равен току ООС, и если две разные схемы обеспечивают одинаковый ток ООС, то они абсолютно идентичны. Есть ли возражения, что тут Т-образная и "классическая" ООС одинаковы?
2. Я не знаком с той системой моделирования, с который вы работаете. Скжите, тут у вас используется ОУ, или то, что обозначено примоугольником - просто некий объект? Если это не ОУ, то почему вы его не использовали? В своей первой симуляции вы ОУ исключили. А вы моделировани схемы совместно с ОУ?

[ViktKors]

Давайте все же разберемся в этом вопросе.

Очень рад конструктивному диалогу, спасибо. Давайте.

У вас на одном ОУ написано 3886, а на другом - 3887. Это точно одинаковые?

Да, все параметры там написаны. 3886 - просто метка, что подобная АФЧХ (прописана выше) ориентировочно соответствует Ку у LM3886. "3887" получилось просто после копирования, микрокап самовольно увеличил номер на единицу

Давайте разберемся в вашем моделировании. Разобьем проблему на 2 части: идеальный ОУ и неидеальный ОУ.
1. Сначала исходим из "чистой теории": в идеальном ОУ входной ток ...

В идеальном ОУ (имхо ) "входной ток" (если это не ОУ с ТОС) просто равен нулю. Потому аргументы вроде

Ваша первая "проверка в симуляторе" содержала грубые ошибки... Хотя бы потому, что в инвертирующем включении работают токи, а вы сравниваете напряжения

выглядят несколько надумано.

Вероятно Вы хотели сказать "входной ток усилителя", имея в виду тот ток который течет через входные клеммы усилителя. Он, бесспорно, имеет практически одинаковую величину, что в схеме с обычной, что в схеме с Т-ООС. Тут возражений нет.
Возражения начинаются когда рассматриваются усилитель в целом. Из того, что усилители разной конфигурации имеют одинаковое усиление и одинаковое входное сопротивление никак не следует, что они идентичны. Пример с усилителем, которые включен с десятикратным Ку после 1/10 делителя я уже приводил.

Разница - в глубине ООС. И именно для оценки этой самой разницы глубины ОС и были показаны привычные многим схемки определения запаса устойчивости усилителя. На графиках - знакомое многим петлевое усиление, которое является просто произведением Ку операционника (не зависит от вида ООС) на глубину обратной связи (в данном примере у Т-ООС ~ в два раза меньше). Что в этих схемках и графиках неверно (с точки зрения оценки разницы глубины ООС) - для меня остается загадкой.

Мне особенно интересно, как с точки зрения идентичности Т-ООС может работать (в комплексе, постоянка на выходе, искажения) схемка с отношением резисторов 1000:1 в цепи обычной ООС, дополненной Т-цепью с передаточным коэффициентом 19 999 : 1. Усиление с замкнутой Т-ООС будет ведь таким-же. Раз никакой разницы нет, может стоит собрать такой вариант?

Вы не допускаете мысли, что при подобном включении "усилитель" уже в звуковой полосе превратится в ФНЧ первого порядка?
И то, только в том случае, если его "постоянка на выходе" окажется меньше напряжения питания, что не факт..

2. Я не знаком с той системой моделирования, с который вы работаете. Скжите, тут у вас используется ОУ, или то, что обозначено примоугольником - просто некий объект? Если это не ОУ, то почему вы его не использовали? В своей первой симуляции вы ОУ исключили. А вы моделировани схемы совместно с ОУ?

То, что "внутри прямоугольника" - то-же самое, что и было в посте 3174, просто было добавлено некое напряжение ко входу (играет роль напряжения смещения) и некий источник помех (играет роль искажений выходного каскада).
Это "нечто" - просто источник напряжения управляемый напряжением в соответствии с некоей передаточной функцией, которая, кстати, и показана явно.

Это упрощенная модель ОУ, которая тем не менее вполне годится (и была неоднократно использована, правда будучи дополненной входными проводимостям) для простых симуляций, например адаптации никовской схемы "зд-50" для LM4765. Ее применение возможно в условиях, когда есть надежда, что данная АФЧХ относительно стабильна (например, не реальной нагрузке АФЧХ "не сильно" зависит от выходного напряжения/тока).
ОУ из библиотеки я не использовал просто, чтоб исключить аргументы вроде "цепь ООС подсаживает выход", впрочем такие аргументы все равно были использованы, что в случае идеального источника напряжения выглядит нелепо.
Как уже отмечалось, применение ОУ их библиотеки привело-бы к ненужным дискуссиям, которые в случае вопроса о Т-ООС явно излишни, вопрос-то на поверхности.

Собственно, все "гораздо более сложные формулы" в случае Т-ООС (или резистра между инв. входом ОУ и землей) сводятся при таком "идеализированом" ОУ к элементарному расчету делителя напряжения цепи ООС не на двух, а на 3-4х резисторах - "делитель напряжения подключенный к выходу другого делителя напряжения" .

[Nikolay_Po]

По поводу резистора, идущего с инвертирующего входа на землю в инвертирующем включении ОУ... ...Чем плох этот резистор?
1. Его значение неопределеное. Если для "обычной" ООС Ку равен отношению резисторов безотносительно к параметрам конкретного ОУ, то "межвходовый" резистор должен подбираться под ОУ непосредственно. Для каждой микросхемы свой. Т.к. его влияние производится его током, его ток зависит от напряжения на нем - а это дифференциальное напряжение ОУ. А дифференциальное напряжение ОУ зависит от его конкретного Ку и частоты среза внутренней коррекции. Последние два параметра сильно гуляют даже у ОУ одного типа.

AudioKiller, спасибо за конструктив! Истину найдём!
По цитате: Да, частоты среза и усиление действительно гуляют. Но при выборе резистора можно обеспечтить запас с учётом всех флуктуаций - как технологического разброса, так и обусловленных режимом работы ОУ. Собственно, обозначенный в паспорте Ку неинвертирующего включения 26дБ как раз и включает все подобные запасы. Как я предлагал ранее, можно рассчитать такой номинал резистора, чтобы реальный ОУ в схеме с Ку=9 "чувствовал себя" так же, как и в схеме с Ку=20. Как бонус, можно поставить последовательно с резистором конденсатор, взяв его номинал с запасом - получим выигрыш в глубине ООС на НЧ. Мой домысел: вместо просто резистора, можно поставить RC-цепь 2-го порядка, с большей крутизной ЧХ и дополнительно (по сравнению с RC-цепью) увеличить глубину ООС на верхнечастотном краю звукового диапазона.

4. Ток этого резистора влияет на глубину ООС. Но он отражает нелинейность входных цепей ОУ, поэтому при подключени такого резистора нелинейные искажения возрастают.

Если включать резистор, нелинейные искажения могут возрасти из-за падения глубины ООС. Из-за нелинейностей входных цепей - не знаю, по-моему, большинство ОУ работают с меньшими искажениями при меньших сопротивлениях входных цепей.
В случаях, когда нужен Ку менее 21, резистор в том или ином виде включать придётся. В этом смысле он благо - обеспечивает устойчивость и сравнить его не с чем - без резистора схема с Ку менее устойчивого работать не будет.

2. Шум в Т-образной ООС немного меньше, чем в классической, но поскольку основной шум вносит микросхема, разница невелика.

Я пробовал считать - при одинаковом Ку уровень шума одинаков, как ни включай - классически или с Т-ООС. Справедливо для Ку>=устойчивого.

3. Преимущество Ь-образной ООС в том, что в цепи ООС используются сопротивления меньшей величины. Об этом чуть позже.

Спасибо, в этом меня убедили. Для 33кОм входного сопротивления это актуально, для 10кОм - считаю что уже менее.

...схемотехника как раз занимается тем, чтобы делать такие схемы, которые не зависят от свойств компонентов и для которых вполне применимы "упрощенные" формулы. Иначе придется каждую схемы подстраивать индивидуально под конкретную микросхему.

Именно подстройкой схемы под конкретную микросхему (TDA7293/4) здесь и занялись. И всякие резисторы со входа на землю - поэтому.

Если вы посмотрите на мою схему внимательно. Но только очень внимательно! То увидите, что на входе конденсатор уже есть! А если еще изучите инвертирующее включение ОУ, то поймете, что просто так "уменьшить номиналы резисторов в цепи ОС" не выйдет. И я не заморачиваюсь с Т-образной схемой (это не мостовая схема, как вы говорите, видимо вы и в мостовых схемах не сильны), у меня с ней все ОК.

С точки зрения входного сопротивления 33кОм и большого Ку Ваша схема хороша. Наверное даже буезупречна. Но лично мне сейчас нужно входное сопротивление 10кОм и Ку=3,95. Что делать? Аттенюатор ставить? Считаю более эффективным включить усилитель с малым Ку, снабдив схему нужными цепями частотной коррекции. В вопросе коррекции очень слаб, предлагаю обсудить.

[AudioKiller]

AudioKiller утверждает, что схема с мостовой ОС - лучшая схема всех времен и народов. О.К,, я не против - только докажите.

А вы можете доказать обратное? Только не на словах - приведите формулы, подставьте туда числа... Ребята, я не хочу никого обидеть, опускать или поучать. Но судя по "реакции зала", имеют место недостаточные знания. И критика на самом деле проистекает из-за этого - кто хорошо разбирается, он и так все видит и доказывать ничего не надо. Т-ООС на самом деле - очень простая штука, вроде теоремы Пифагора, и моих знаний электроники (несмотря на то, что я ее преподаю ) хватает, чтобы знать наверняка. Поэтому предлагаю сменить направленность беседы - не надо пытаться меня прищучить, это не выйдет - я прав. Я с удовольствием помогу разобраться что к чему, но к этому надо идти всем вместе, односторонне тут ничего не сделаешь. И прошу не обижаться, когда я говорю, что вы не правы - я говорю как есть. И еще. У меня сейчас очень большие нагрузки, как временнЫе, так и умственные и моральные (7 дней в неделю, 10...12 часов в день), так что ответы могут сильно запаздывать, прошу отнестись с пониманием.

аргументы вроде
Сообщение от AudioKiller
Ваша первая "проверка в симуляторе" содержала грубые ошибки... Хотя бы потому, что в инвертирующем включении работают токи, а вы сравниваете напряжения выглядят несколько надумано.

То есть как это надумано? Вы рисуете совсем другую схему, измеряете там совсем другие величины и на основании этого меня критикуете! Совершенно необосновано. А после таких ваших заявлений некоторые пишут

Про увеличеное напряжение смещения на выходе даже AudioKiller уже вроде не спорит.

воспринимая это так, что я уже начал уступать, и дальше соглашусь со всем, что мне предъявляют.

Вероятно Вы хотели сказать "входной ток усилителя", имея в виду тот ток который течет через входные клеммы усилителя.

Нет. Я хотел сказать, что в инвертирующем ОУ в цепи ООС работает не напряжение, а ток. Напряжение на инвертирующем входе при этом достаточно мало и его можно принять равным нулю. И фундаментальный принцип, из которого надо исходить, таков: ОУ на своем выходе устанавливает такое напряжение, чтобы ток, текущий по цепи ООС к инвертирующему входу (о направлении не говорим, только о величине), был равен току, текущему от источника сигнала через входной резистор. Величина тока задает глубину ООС. Если в разных схемах токи равны - схемы идентичны.

Из того, что усилители разной конфигурации имеют одинаковое усиление ... никак не следует, что они идентичны.

Ку* (с ООС) вычисляется: Ку*=Ку/(1+В*Ку), где Ку - усиление без ООС. для одной и той же микросхемы Ку неизменно. Тогда раз Ку* для разных схем ООС одинаков, то следовательно одинаков и коэффициент передачи цепи ООС, обозначенный здесь В. Т.е. глубина ООС одинакова, усилители идентичны.

Это упрощенная модель ОУ, которая тем не менее вполне годится

Понимаете в чем дело. Ответ в этой задаче известен. И если ваш ответ с ним не совпадает... Ваше моделирование напоминает известную головоломку, когда доказывается, что дважды два равно пять и спрашивается: "найди ошибку". Если бы мне было легко разобраться в вашей симуляции, я бы нашел, что там не так (в первой симуляции это бросалось в глаза). Или все так, но просто не туда смотрим. Мне кажется, что вы что-то все же недопонимаете в теории, поэтому попробуйте просимулировать "в лоб" с любыми ОУ, хоть идеальными, хоть "реальными" моделями - ситуация настолько простая, что недостатки моделей ОУ (которые есть) не повлияют на результат. И учитывайте плз., что равенство Ку для одного и того же ОУ означает равенство ООС (собственно, это все будет видно).

выкладываю главу касательно изменения искажений при наличии ООС из фундаментального труда об обратной связи ...с надеждой, что вы сможете оторваться от заблуждений, навеянных всякими пособиями для вузов

Миша, а какие пособия лучше, чем для ВУЗов - для техникумов?
1. На самом деле эти "упрощенные формулы" - фундаментальные. И они действительно простые. И теория ООС в целом очень проста. А множество книг, статей, монографий, куча диссертаций (в том числе и докторских) посвящена "маленьким частным задачам". Которых на самом деле немеряно, и многие не решены до сих пор. У нас за год защищается 3...5 диссертаций по ООС (на самом деле в теме значится "управление...", но ООС как раз там широко и применяется).
2. По приведенной вами книге на английском. Тут вы правы - снижение Кг в Ку/(1+В*Ку) раз - формула очень упрощенная. В этом тексте как раз ситуация рассматривается более подробно, но откровений ту никаких нет. Все вполне очевидно. Я собирался примерно то же выложить на сайт, но не написал - очень много чего хочется сказатьпо этому поводу (я вообще предлагаю оценивать нелинейность не по Кг, а по другому коэффициенту, предложенному еще в 1953 году). Но очень много всего. Все, что там написано - все выходит из той самой теории, которую вы называете "упрощением для ВУЗов". Просто не существует одного ответа на все вопросы. В учебниках дается метод, а умению применять его к разным задачам надо учиться. В приведенной статье теорию применили к системе 3-го порядка, а формулы не даны свыше, это известные из математики формулы кратных дуг.
3. В 1983 году я, будучи студентом, делал курсовую по электронике. Как раз ОУ и стабилизатор питания. Я, как самый умный, посчитал все по "точным" формулам, учитывающим неидеальность ОУ. Преподаватель посмотрел, поговорил со мной - убедился, что я понимаю, что и почему там написано, а потом и говорит: "Ты сам себя наказал. Возьми, и повтори расчеты по упрощенным формулам, найди и оцени погрешность!"

С вашего позволения, я попробую показать, в чем ваша ошибка. ИМХО вы начали изучения с "серьезных" книг, где глубоко рассматриваются частные случаи. В результате не увидели общей картины и самого первоисточника всего этого дела. На это указывает хотя бы перепутанница с петлевым усилением. Я с такой ситуацией сталкивался, и это у меня были самые трудные студенты - они считали, что все хорошо знают, их при этом приходилось "переучивать", а они подсознательно сопротивлялись. Будьте проще. Не читайте Досталла . Вообще, хороший схемотехник должен так сконструировать устройство, чтобы неидеальность элементов никак не сказывалась на его работе. Тогда и "сложные" формулы будут не нужны. Вот представьте, вы считаете по "сложным" формулам, учитывающим копейки, а разброс элементов составляет 5%. И кому после этого нужны эти копейки? У популярного в конце ХХ века транзистора КТ315Г h21 лежал в пределах 50...350. Как вы думаете, на фоне такого разброса можно различить погрешность от применения "упрощенной" формулы, дающей 0,1% отличие от формулы "сложной"? А надо придумать схему так, чтобы она хорошо работала при любом h21, но для такой схемы погрешность от "упрощенной" формулы вообще не применима.

---------- Добавлено в 21:46 ---------- Предыдущее сообщение в 21:42 ----------

лично мне сейчас нужно входное сопротивление 10кОм и Ку=3,95

А зачем тогда Т-образная ООС? Она - не самоцель, она средство избавиться от большого сопротивления в цепи ООС. Других преимуществ у нее нет. Есть пара недостатков:
1. Она на 2 резистора больше.
2. В некоторых случаях (как у меня в звуковом усилителе) больше постоянка на выходе.

[Nota Bene]

А зачем тогда Т-образная ООС?

ИМХО - единственное оправдание - получить не 100% ООС в инвертирующем включении при ХХ (обрыве, Холостом Ходе) на стороне источника сигнала... И, соответственно, уменьшить вероятность самовозбуждения усилителя.

[Валет]

"Откуда берется разница в нижеследующих двух схемках: одна из которых с Т_ООС, а другая - с двумя резисторами?"

Научите, А?

В схеме с Т-ООС часть тока, проходящего через резисторы R16 и R17 (в схеме поста 3263) уходит на резистор R13 (т.к. напряжение сигнала на нем мало) и падение напряжения на этом резисторе создается совместно этим током и частью тока выхода микросхемы. . Чтобы было понятнее подставьте в схему сопротивления для R13 равное 0,001 Ом, а для R17 – 0,1Ω. Коэффициент передачи сохраняется в случае идеального оп.ус. с Ку=∞. Но очевидно, что в реале такая схема просто не будет усиливать, т.к. практически весь входной ток пойдет мимо входа микросхемы. В схеме с Т-ООС чем меньше сопротивление R17 и больше коэффициент деления R13/R18, тем больше тока управления пройдет мимо входа МС и тем в меньшей степени используется Ку микросхемы, а, следовательно, и меньше петлевое усиление по сравнению с обычной схемой, когда практически весь ток попадает на инв. вход МС. Это эквивалентно некоторому сопротивлению между инв. и неинв. входам МС. Именно поэтому при практически одинаковых усилениях в схеме с Т-ООС больше и смещение и искажения. Но это нерациональное использование МС, если для этого нет особых причин, и это не отменяет известных законов. Но формулы, если учитывать и Т-OOC при малых R13 и R17, должны быть более сложные (или менее упрощенные).

[Серый Мыш]

ОУ на своем выходе устанавливает такое напряжение, чтобы ток, текущий по цепи ООС к инвертирующему входу (о направлении не говорим, только о величине), был равен току, текущему от источника сигнала через входной резистор.

( да кстати , если ОУ вообще сгорело, всё равно ток через входной резистор равен току через через цепи ООС - ОУ об этом не заботится, это законы физики нашего мира... )
C ошибкой, если коэфф усиления не равен бесконечности. И эта ошибка запрещает думать, что на инв. входе идеальный нуль.
А вообще - это кирхгофф и чистая математика. Нарисовать формулу усиления с резисторами для Tмоста и обычную сможете, или мне сделать?
А с математикой не спорят, а пишут доказательства. Там докажете математически что a=b , и победа Ваша.

[Серый Мыш]

ну и формулы:
1. Классика 2 резистора: Коос=-Kоу/(1+r/R*(Коу+1) , где r-входной резистор, R-с выхода на инв.вход
2. Т-мост: примем r=R и резисторы делителя с выхода существенно меньше по величине, так что R не влияет на коэфф деления.
тогда r и R из формулы вылетают, остается Коос=-Коу/(2+m*Kоу), где m- коэффициент деления моста.

ну для практиков , если хотим усиление 20:
1. Кус= - Коу / ( 1.05 +0.05 Kоу )
2. Кус= - Коу / ( 2+0.05 Коу )
разница при обрыве в ООС ровно 2 раза - ОУ теряет 6 дБ усиления. ( ЗЫ: 1.05 превращается в 1, если резистор ООС в обрыве )

[misha88]

Ку* (с ООС) вычисляется: Ку*=Ку/(1+В*Ку), где Ку - усиление без ООС. для одной и той же микросхемы Ку неизменно. Тогда раз Ку* для разных схем ООС одинаков, то следовательно одинаков и коэффициент передачи цепи ООС, обозначенный здесь В. Т.е. глубина ООС одинакова, усилители идентичны.

Посмотрите на рисунок - обычная схема включения ОУ с параллельной ООС, только добавил R3 одного порядка с R1 или R2 (это может быть или входное сопротивление ОУ, если оно мало, или добавочный резистор, или значение, учитывающее и добавочный резистор и входное сопротивление). Усиление схемы практически не изменилось (будем считать Ку достаточно большим) и равно R2/R1 (ну может меньше на десятые и меньшие доли процента). По вашему получается, что глубина ООС не изменилась (раз Ку* и Ку не изменились). Но коэффициент β в этой схеме равен 1/[1+R2/(R1||R3)], если R1 имеет гальваническую связь с источником сигнала, а если последовательно с R1 будет конденсатор С1, то эта формула верна только для переменного тока, начиная с частот, значительно выше частоты среза R1С1, а для постоянного тока будет 1/[1+R2/R3] (заметьте, что в данном случае Uвх=Uоос по рисунку 1 в вашей статье на вашем сайте), т.е. β от значения 1/[1+R2/R1] без R3 стал 1/[1+R2/(R1||R3)] или 1/[1+R2/R3] при наличии R3, а значит глубина ООС уменьшилась. Вы скажете, что я ошибаюсь с расчётами и подсчёт усиления это покажет. В том то и дело, что ошибки нет. Усиление ОУ с параллельной ООС Ку*, если не учитывать входные токи ОУ, равно (это вытекает из одного из законов Киргофа) отношению коэффициента деления цепи ООС в прямом направлении, т.е. как и поступает входной сигнал (от входа сигнала к инв. входу ОУ), к коэффициенту деления цепи ООС в обратном направлении, т.е. как и поступает сигнал ООС (от выхода ОУ к инв. входу ОУ) и который не что иное как β. В итоге делим {1/[1+R1/(R2||R3)]} / {1/[1+R2/(R1||R3)]} и после преобразований и сокращений получим всё то же известное отношение R2/R1 (можете проверить). Так что ваше утверждение неверно, и при наличии R3 глубина ООС уменьшается. Насколько? Примерно на отношение {1+R2/(R1||R3)} / {1+R2/R1}.

На это указывает хотя бы перепутанница с петлевым усилением.

Да нет путаницы, не заметил, что пропустил множитель Кu, и защищал своё определение, т.к. был уверен, что написал верно. Только отношению дифференциального входного напряжения к выходному напряжению без Кu есть β.

Как вы думаете, на фоне такого разброса можно различить погрешность от применения "упрощенной" формулы, дающей 0,1% отличие от формулы "сложной"? А надо придумать схему так, чтобы она хорошо работала при любом h21, но для такой схемы погрешность от "упрощенной" формулы вообще не применима.

В том то и дело, что для большинства расчётов усилителей упрощённые формулы работают, но только не для расчётов искажений, и там погрешность от упрощённых формул не 0,1% и даже не десятки, а сотни процентов.

[Валет]

докажете математически что a=b , и победа Ваша.

При чем здесь победа? Мы ищем истину. Если найдем, победа будет общая.

[Серый Мыш]

Мы ищем истину.

алхимики, ищем философский камень. скоро таблицей умножения займёмся, там тоже тёмные места остались...

[Валет]

скоро таблицей умножения займёмся, там тоже тёмные места остались...

Offтопик:
Совместными усилиями высветим, пусть только нам их покажут .

[Валет]

Вывел формулу для определения коэффициента усиления инвертирующего усилителя на операционном усилителе, учитывающую Т-ООС и конечное значение Ку операционника. В формуле приняты следующие обозначения:
N – коэффициент деления делителя на выходе ОУ. Для схемы, приведенной в статье http://www.electroclub.info/invest/t...ert_7293-4.htm , это отношение (R5+R4)/R4.
К – отношение резисторов в цепи ООС. Для схемы в статье это R3/R2.

Вот эта формула:
Uвых/Uвх=-NK/[1+N(K+1)/Kу]

В формуле принято:
- Выходное сопротивление делителя равно нулю, в противном случае его необходимо подсчитывать с учетом шунтирования цепью ООС и учитывать в коэффициенте К. С учетом выходного сопротивления делителя формула становится неудобочитаемой.
- Входной ток ОУ отсутствует, т.е. формула без этого допущения пригодна для ОУ с полевиками на входе.

Обычно применяется частный случай этой формулы, когда Ку=∞, а делитель отсутствует, т.е. N=1. В этом случае для определения усиления инвертирующего усилителя принимает привычный вид Uвых/Uвх=-К

Для усилителя с «обычной» ООС (когда N=1), если К=20, а Ку=10000, коэффициент усиления равен 20Х10000/(10000+21).
Для схемы с Т-ООС, когда N=20, а K=1 (как в упомянутой статье, примерно), он равен 20Х10000/(10000+40).
Видно, что усиление в обоих случаях практически одинаковое. Но эквивалентное усиление операционника уменьшилось почти вдвое в схеме с Т-ООС. Во столько же раз уменьшается глубина ООС и подавление искажений.

Если есть желающие проверить правильность формулы, готов выложить подробно ее вывод.

[misha88]

Видно, что усиление в обоих случаях практически одинаковое. Но эквивалентное усиление операционника уменьшилось почти вдвое в схеме с Т-ООС. Во столько же раз уменьшается глубина ООС и подавление искажений.

Совершенно верно, то же самое я доказывал в посте 3270 на примере добавочного резистора, но тут наглядней (видно влияние эквивалентного резистора от Т-ООС на вход и учитывается усиление без ООС). Да и в симуляторе это прекрасно видно, не понимаю, почему AudioKiller упорствует.

[SAPR]

Offтопик:

Совершенно верно, то же самое я доказывал в посте 3270 на примере добавочного резистора, но тут наглядней (видно влияние эквивалентного резистора от Т-ООС на вход и учитывается усиление без ООС). Да и в симуляторе это прекрасно видно, не понимаю, почему AudioKiller упорствует.

Он же препод. Должность обязывает (и чтоб лицо не потерять). Вот
Валет хоть формулу вывел... (правда, ничего не значащую - опять идеальные компоненты\условия).

[Серый Мыш]

правда, ничего не значащую

да несогласный я (C) "Собачье сердце", очень достаточная формула. Или Вам ещё фазу Луны подставить нужно?

[misha88]

Расчёты Валета не идеальны только для постоянного тока, а для переменного он учёл всё (естественно величины должны быть комплексными).

[AudioKiller]

Очень приятно объяснять что-либо людям, которые не читают моих постов.
Еще приятнее, когда люди делают ошибки в элементарной электротехнеке и элементарной электронике, а потом на основании своих ошибок критикуют меня! И после этого на меня же и обижаются...

Итак, по порядку. Сначала давайте освоим элементарную теорию. Элементарная она не потому, что примитивная, а потому, что это фундамент, на котором потом все строится.

Доказательство №1. Глубина ООС - это петлевое усиление, равное произведению Ку усилителя без ООС на коэффициент передачи цепи ООС (обозначим b). Поскольку ОУ один и тот же, то глубина ООС однозначно определяется величиной b: Ку(ООС)=Ку/(1+b*Ку). Поскольку при "класссической" ООС и приТ-образной ООС Ку(ООС) одинаков, то одинаков и коэффициент b. Т.е.

Ку(ТООС) = Ку/(1+b(ТООС)*Ку) = Ку/(1+b(обычн.ООС)*Ку) => b(ТООС) = b(обычн.ООС).

Это то самое а=в, что вы просили. Сам ОУ мы здесь не рассматриваем, поэтому не важно, идеальный он, или нет. А поскольку глубина ООС одинакова, то и все остальные параметры (полоса частот, искажения и проч.) тоже одинаковы.

Вообще, как вы себе представляете ситуацию, когда усиление у двух схем с одним и тем же ОУ одинаково, а остальные параметры - разные? Если и усиление, и все остальное определяется именно глубина ООС. А то вы в своих выкладках получаете величину сигнала (глубину) обратной связи в 2 раза меньше, а Ку у вас остается почему-то тем же самым, где ваша логика? А если у вас оказывается, что Ку имеет другое значение, то значит и схемы неэквивалентные, и их нельзя сравнивать. Разве что придумать некое "эквивалентное усиление операционника".

Доказательство №2. Все оппоненты почему-то дружно "забыли", что инвертирующее включение ОУ работает не с напряжением, а с током на входе ОУ. Его расчет строится на том, что ток, приходящий из цепи ООС должен быть равен току, приходящему от источника сигнала. Ток, а не напряжение! Именно на этом принципе работают преобразователи ток-напряжение, широко используемые в ЦАПах. Поэтому все приведенные попытки определить коэфициент передачи цепи ООС через напряжения неверны. Правильно будет выразить входной ток через Rвх, ток ООС через параметры цепи ООС и приравнять их. Отсюда найдем Ку с замкнутой цепью ООС. И тогда уже из Ку можно найти коэффициент передачи цепи ООС b. Это самый простой способ для идеального ОУ. Вот как это все выводится (я уже приводил эти формулы):

Для неидеального ОУ надо в точности учесть его выходное сопротивление, диффференциальный ток и напряжение смещения, и естественно расчет поменяется - ведь поменяется схема замещения. И там уже будем считать напряжение в точке суммирования, но схема получается сложная, содержащая как минимум 3 источника, расчет будет непростой. Но и там Т-цепь будет эквивалентна обычной. Чем ближе ОУ к идеальному, тем ближе его фомулы к приведенным на рисунке. Но прежде чем обсуждать неидеальный ОУ, давайте разеремся с идеальным, вот когда с ним проблем не останется... Ведь и в математике не начинают рассматривать дифференциальные уравнения пока как следует не изучат обычные. И опять же, подумайте - насколько неидеальность ОУ сказывается на точность Ку, также точно она скажется и на остальные параметры - все идет через глубину ООС. Поэтому если в неидеальном ОУ усиление получается "правильным", то и все остальное будет таким же.

PS. На схеме замещения, приведенной на рисунке, можете посмотреть, как влияет "межвходовый" резистор, включаемый между точкой А и землей. В неидеальном ОУ такой резистор уменьшает входное напряжение, что уменьшает глубину ООС, но такую схему нужно моделировать и считать правильно.

[AudioKiller]

Расчёты Валета не идеальны только для постоянного тока, а для переменного он учёл всё

Вот интересно. Переменный ток превращается в постоянный приравниванием частоты к нулю. Поэтому схема изначально рассчитанная для постоянного тока (отбрасыванием катушек-конденсаторов) может быть не верна для переменного тока. Но не бывает так, чтобы схема верная на переменном токе была неверна на постоянном. Это "закон природы". Ребята, учите теорию!!!