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.

[dekko]

Замучался редактировать первый пост. Надеюсь народ оценит

УЖЕ! СПАСИБ!

[Wired]

Offтопик:
Замучался редактировать первый пост. Надеюсь народ оценит

ОТЛИЧНО.
Ник, плиз. оцени мою печать.

[Nick]

ОТЛИЧНО.
Ник, плиз. оцени мою печать.

Вроде нормально, на точность со схемой я не проверял. Единственное что я бы поменял, повернул бы первый шунт плюса питания LM3886 на 90 градусов. И если нужно отодвинул бы слаботочку немного к краю.

[Wired]

Вроде нормально, на точность со схемой я не проверял. Единственное что я бы поменял, повернул бы первый шунт плюса питания LM3886 на 90 градусов.

первьій єто возлне ЛМ-ки?

Схема в последнем пдф-е, т.е., если там правильно, печать тоже правильная

[Nick]

первьій єто возлне ЛМ-ки?

Ага.

Добавлено через 2 минуты
Схема вроде правильная.

Добавлено через 56 секунд
Может стабы лучше поставить LM317/337 ? А ещё лучше TL431 ?

[antecom]

Offтопик:
Off:Замучался редактировать первый пост. Надеюсь народ оценит

Большая работа. Так действительно лучше, будет меньше путаницы.
И за партлист спасибо. Я тоже положил глаз на Susumi RR резисторы.

Nick, а можно ли как то на пальцах, по простому, объяснить как усилитель остается устойчивым на частотах где фаза заходит за 180 градусов? Ведь на определенной частоте сдвиг будет ровно 180 градусов и большое усиление. Рассуждая логически, если на вход подать сигнал этой частоты, усилитель превратится в генератор. Однако этого не происходит. Пытался читать книжку, ссылку на которую выкладывал Сергей Агеев "Максимизация обратной связи", но ниасилил. Может есть литература в которой этот вопрос освещен более доступно?

[MAXIM_A]

Лучше, давайте следущую версию, я немного подредактирую слаботочную часть.

Если ставить ещё пару - плата вытянется, лучше в БП побольше поставить, а сюда низкоэпидансные, я ещё не достал. Поэтому точно незнаю какие.
Ну всё что можно в плату воткнул.

[Nick]

Nick, а можно ли как то на пальцах, по простому, объяснить как усилитель остается устойчивым на частотах где фаза заходит за 180 градусов?

Это понять можно только из математических формул. Я к сожалению не представляю себе это так, чтобы можно было рассказать на пальцах, сколько не пытался .

Добавлено через 8 минут

Если ставить ещё пару - плата вытянется, лучше в БП побольше поставить, а сюда низкоэпидансные,

Даже низкоимедансных сюда лучше 3-4 в плечо, по 1500uFx35V. У 4700uF скорее всего большая индуктивность и немалый ESR. Как вариант их можно попробовать оставить но добавить по одному 1000-1500uF. Если не влазит, тогда точно лучше 3-4 по 1500uF.

Добавлено через 4 минуты
А какие именно на 4700uF ?

Добавлено через 4 минуты

Рассуждая логически, если на вход подать сигнал этой частоты, усилитель превратится в генератор.

Вообще если даже говорить о генераторах, то у они имеют вполне определённую частоту генерации, хотя фаза может быть больше 180градусов на немного разных частотах, генерировать как я понимаю он будет только на частоте ед. усиления.

[Ale]

Nick, конечно оценим, спасибо!

[MAXIM_A]

Даже низкоимедансных сюда лучше 3-4 в плечо, по 1500uFx35V.

Может всётаки 2х2 хватит? Если по 2200мкф обещали.
А как остальное в плате? R3, R15 разделены на 2 шт, как R7,R8.

[Nick]

Может всётаки 2х2 хватит?

Может и хватит, но чем больше тем лучше и меньше проблем с наводками от питания. А какие конкретно на 2200uF ?

Добавлено через 3 минуты

Может есть литература в которой этот вопрос освещен более доступно?

К сожалению не видел. Если неохота разбираться в математике, то лучше тогда просто пользоваться этим и особо не думать почему это так. До того как Найквист пришёл к своему критерию, все тоже думали (а некоторые даже после продолжали думать), что система будет неустойчивой при заходах за 180. Но в реалии, к счастью, это не так.

Добавлено через 3 минуты

R3, R15 разделены на 2 шт, как R7,R8.

Это нормально.

Добавлено через 33 секунды

А как остальное в плате?

Вроде ничего, но я ещё подумаю.

[Wired]

Ага.

Добавлено через 2 минуты
Схема вроде правильная.

Добавлено через 56 секунд
Может стабы лучше поставить LM317/337 ? А ещё лучше TL431 ?

стабьі, какие есть в чем преимущество, кстати, 317 или 431?

емкость повернуть так? но получается, что его ножка будет дальше от ЛМки..

[Nick]

стабьі, какие есть в чем преимущество, кстати, 317 или 431?

Большие они, такие там не нужны, да и я незнаю как они работают, на них никаких графиков нет, неизвестно как они себя ведут на ВЧ.

[Wired]

Большие они, такие там не нужны, да и я незнаю как они работают, на них никаких графиков нет, неизвестно как они себя ведут на ВЧ.

да пожалуй, в даташите на MC7815 единственное место, где указана частота єто в разделе шумовьіх хар-к:

Output Noise Voltage (TA = 25°C) Vn 10uV/VO
10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz

хотя в принципе ничего не мешает развести под 431 в сот23(по стандартной схеме?)

[MAXIM_A]

Кондесаторы: Nichicon KZ 1000x50, FG 1000x35
Последняя версия печати: 2X2 - как вездеход

[Nick]

хотя в принципе ничего не мешает развести под 431 в сот23(по стандартной схеме?)

Ага, будет оптимальней.

Добавлено через 1 минуту

емкость повернуть так? но получается, что его ножка будет дальше от ЛМки..

Так мне кажется общий путь покороче.

[Wired]

Ага, будет оптимальней.

Добавлено через 1 минуту
Так мне кажется общий путь покороче.

оно похоже, что так, что так... в одном случае чуть больше полигон земли в другом чуть больше полигон +питания... ИМХО исходньій вариант лучше

[Nick]

Кондесаторы: Nichicon KZ 1000x50, FG 1000x35

Из ничиконов только HD и HV подойдут, но не как не те что для аудио.

[Nick]

оно похоже, что так, что так... в одном случае чуть больше полигон земли в другом чуть больше полигон +питания... ИМХО исходньій вариант лучше

Важно минимизировать вот этот путь.

[antecom]

Это понять можно только из математических формул. Я к сожалению не представляю себе это так, чтобы можно было рассказать на пальцах, сколько не пытался

Вот и у меня в голове не укладывается. Остается пользоваться, не углубляясь в математику.

Цитата:
Сообщение от MAXIM_A
Кое что изменил в схеме, мне кажется это не сильно изменит параметры: Убрал - С2, R4, R5, R11, C8

Я бы конечно не советовал этого делать, это сделает фазовый запас немного меньше. Но если совсем не в моготу, то оставьте R5.

Я вот тоже не уловил влияния цепочек C2 R4 и C8 R11. Ты как то выкладывал LTspice файл настроенный для анализа АФЧХ петлевого усиления (вариант с LT1363). Согласно симулятору без этих цепочек запас по фазе на 1МГц даже выше на 3-4 градуса. На частотах в районе 100МГц они тоже почти не влияют.