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]

sia_2,

а по сопротивлению обмоток. Другого критерия нет.

А какием можно сделать выводы по сопротивлению обмоток?
Скажем вот в моем трансе вторички имеют сопротивление около 2.5 ом - о чем это говорит?

[Ромыч]

Лучше поставить отдельный маломощный транс, это дешевле и удобнее.
Маломощные трансы готовые есть нормальные.

Нужен транс с 4 обмотками на 60 вольт переменных, ток около 50мА в каждой.

[sia_2]

sia_2,
А какием можно сделать выводы по сопротивлению обмоток?
Скажем вот в моем трансе вторички имеют сопротивление около 2.5 ом - о чем это говорит?

О том, что если Ваше измерение верно (омметр не врет), то конструктор его - чудак на букву.., слов нет...
Даже первичная у транса СЛ имеет почти втрое меньше... Вторичные - десятки миллиом на плечо... Сечение железа - 16 кв. см. Понятно, надеюсь, почему с таким трансом в блоке автоматики СЛ обязателен мягкий пуск ?

Добавлено через 6 минут

Нужен транс с 4 обмотками на 60 вольт переменных, ток около 50мА в каждой.

Нерационально. Добавку питания для УН проще сделать, включив маломощные обмотки последовательно с мощными. Тогда требуемое напряжение меньше и есть стандартные трансы.

[Nick]

Скажем вот в моем трансе вторички имеют сопротивление около 2.5 ом - о чем это говорит?

Не, у тебя не вторички, а полное приведённое сопротивление помоему (т.е. с учётом первички). По моим предварительным рассчётам оно должно быть около 0.35-0.4 ома (у включенных вторичек в параллель).

[Audiomaniac]

Nick,

Не, у тебя не вторички, а полное приведённое сопротивление помоему (т.е. с учётом первички).

Не, это действительно активное сопротивление вторичек, измеренное омметром. Соответственно, у половинок - в два раза меньше.

[Ромыч]

Нерационально. Добавку питания для УН проще сделать, включив маломощные обмотки последовательно с мощными. Тогда требуемое напряжение меньше и есть стандартные трансы.

В данном случае вопрос рациональности не обсуждается. Схема усилителя готовая - это 17-й Линкс, и я уже интуитивно чуствую, что в таком варианте ему не избежать проблем с землей. Да и напряжение на мощных обмотках тогда уже не изменишь. И это далеко не все причины, по которым в данном усилителе этот вариант не рассматривается.

[Nick]

Nick,

Не, это действительно активное сопротивление вторичек, измеренное омметром. Соответственно, у половинок - в два раза меньше.

Ну надо с учётом первички и 0.35-0.4 где-то, если я не ошибся.

[Л. Зуев]

Offтопик:

А какием можно сделать выводы по сопротивлению обмоток?
Скажем вот в моем трансе вторички имеют сопротивление около 2.5 ом - о чем это говорит?

Audiomaniac, гляньте мою статью в Радио №8 за 2007 год.

[Audiomaniac]

Л. Зуев, глянул.. Получается что 30 вт на канал с этим трансом - леххко.. А больше мне в принципе и не надо.

[sia_2]

Л. Зуев, глянул.. Получается что 30 вт на канал с этим трансом - леххко.. А больше мне в принципе и не надо.

В этой статье (формально правильной) не учитываются две существенных на практике вещи.
1. при работе УМ на реальную реактивную нагрузку КПД резко падает и при той же полезной мощности растет потребляемый от выпрямителя ток;
2. то, что при частоте сигнала ниже 80-100 Гц нагружается преимущественно одна половина источника питания, т.е. коэффициент использования мощности трансформатора падает до 0,5.
Учет обоих обстоятельств приводит к заметно более жестким требованиям к трансформатору и БП.

[Л. Зуев]

Получается что 30 вт на канал с этим трансом - леххко.. А больше мне в принципе и не надо.

Все зависит от того, какая стабильность питающего напряжения Вас устраивает.

Добавлено через 20 минут

1. при работе УМ на реактивную нагрузку КПД резко падает и при той же полезной мощности растет потребляемый от выпрямителя ток;

Сергей, падает КПД усилителя, то есть уменьшается мощность, отдаваемая усилителем в нагрузку, а мощность, потребляемая от источника питания, определяется полным сопротивлением нагрузки (в формулу (2) для рассчета потребляемого тока при комплексной нагрузке вместо "Rн" нужно просто подставить "Zн").

2. то, что при частоте сигнала ниже 80-100 Гц нагружается преимущественно одна половина источника питания, т.е. коэффициент использования мощности трансформатора падает до 0,5.
Учет обоих обстоятельств приводит к заметно более жестким требованиям к трансформатору и БП.

На низких частотах растет уровень пульсаций выпрямленного напряжения, вызванных переменной составляющей тока, потребляемого усилителем. Для уменьшения этих пульсаций нужно ставить конденсаторы фильтра большей емкости. Средняя нагрузка обмоток трансформатора при усилении сигнала НЧ в этом случае (при небольшом уровне пульсаций выпрямленного напряжения) практически не увеличивается.

[DECEMBER]

Nick,

Не, это действительно активное сопротивление вторичек, измеренное омметром...

Offтопик:
Илья, я раз нарвался на омметр, который малые сопротивления мерил переменным током (на хз какой частоте) . Марки не помню . У тебя не этот случай?

sia_2, полуофф про ПЛ сердечник. 4 вторички, по 2 на каждом керне. Без переделок имеет смысл каждый канал своим ОДНОПОЛЯРНЫМ питать? (по одной с каждого керна последовательно)

[Audiomaniac]

Взял на пробу два тора ТТП-60 2x25 производства ТОРЭЛ.
Вторичка имеет сопротивление 1.2 Ома, первичка - 32.
Чего от них можно ожидать? Хочу их вместо старого транса в отсек, друг на друга поставить. Включать в противофазе их?
Межобмоточная емкость между первичкой и вторичкой - 750пф, между двумя вторичками - 2300пф.
Сопротивление меряю мультиметром DT832.
Ток ХХ - 3мА (?!). Измерено тем же мультиметром по падению на резисторе 1К (3В).
На резисторе 100 ом показывает падение 0.2В
Поле на ХХ смотрел так:

Увидел вот что

[ИГВИН]

Скажем вот в моем трансе вторички имеют сопротивление около 2.5 ом - о чем это говорит?

Даже у транса с низкой индукцией, а значит с более длинной обмоткой, мощностью 140 Вт, активное сопротивление вторички 1,2 Ома. Это крайние выводы, где напряжение 64 Вольта.

Вторичка имеет сопротивление 1.2 Ома, первичка - 32.

Вторичка ОК, первичка - очень тонкая.

Ток ХХ - 3мА (?!). Измерено тем же мультиметром по падению на резисторе 1К (3В).

Поменьше резистор возьми.

Понятие мощности для трансформатора довольно расплывчатое.
Это скорее оценочный параметр, особенно на практике.
При условии принудительного охлаждения через трансформатор можно передать вдвое-втрое бОльшую мощность.
Заявленная габаритная мощность также будет больше, если использовать более термостойкую изоляцию обмоток. И так далее.

[Audiomaniac]

ИГВИН,

Даже у транса с низкой индукцией, а значит с более длинной обмоткой, мощностью 140 Вт, активное сопротивление вторички 1,2 Ома. Это крайние выводы, где напряжение 64 Вольта.

Я несколько неточно выразился... Вторички действительно примерно по 1.2-1.3 ома, но они соединены последовательно (со средней точкой), поэтому если мерять между крайними концами будет около 2х.

Большая мощность как таковая, меня не очень интересует. Мне важно минимальное влияние на звук на вполне умеренной мощности.

Поменьше резистор возьми.

Тогда вообще не увижу ничего.. У мультиметра по переменке 200В минимальный предел, разрешение 0.1В

[ИГВИН]

Тогда вообще не увижу ничего.. У мультиметра по переменке 200В минимальный предел, разрешение 0.1В

Offтопик:
Привык я к хорошим приборам...

[Audiomaniac]

ИГВИН, а что, с меньшим резистором можно получить принципиально другой результат?

[ИГВИН]

ИГВИН, а что, с меньшим резистором можно получить принципиально другой результат?

Когда нужен датчик ТОКА, в его качестве используют резистор МАЛОГО сопротивления. Аксиома.
А в данном случае я бы не брал резистор выше 1/10 омического сопротивления первички. Хотя её реактивное конечно значительно выше.
Между прибором и резистором в случае нужны можно включить повышающий трансфоматор, проконтролировав отношение его выходного сопротивления к входному сопротивлению вольтметра.

[Audiomaniac]

ИГВИН, понятно, мне большая точность не нужна, достаточно того, что ток ХХ гораздо меньше прежнего транса.
Рассеяние тоже существенно меньше.
А вот как включать трансы для разных каналов - синфазно или противофазно?

[Ремонт-NIK]

Тогда вообще не увижу ничего.. У мультиметра по переменке 200В минимальный предел, разрешение 0.1В

Offтопик:
можно взять датчик тока меньшего номинала.и пользоваться меньшим пределом измерений в мультиметре.Прибор конечно не фонтан.