Дискретный стабилизатор напряжения для аудио приложений - есть ли в этом смысл ?

[tomtit]

Как всегда, Бруно Путзейс выдает забавные головоломки для инженеров.
Вот, например его HxR12 - дискретный стабилизатор напряжения для аудио приложений.
Выглядит он как крошечная платка 15ммХ25мм, предназначенная для замены ЛМ317/337.
Утверждается, что по всем параметром, кроме стабильности напряжения,
он превосходит ВСЕ!!! интегральные регуляторы более чем на порядок !!!.


Например:
PSRR > 100dB
Шум ~ 1мкВ
Постоянный выходной импеданс 50..70мОм в диапазоне частот 0..10МГц, причем линейный.
Стабилен с любым конденсатором > 2.2мкф.
Чудо, не правда ли ?


Если погуглить, то очень быстро находится фотография платки.
Там видно 7 ?красных? СМТ светодиодов, 4 резистора и 4 активных компонента (2-SOT223, 1-SOT23-3 и один SC70-3).
И это все... !


На резисторах можно даже разобрать надписи 221 или 122 или что-то в этом роде.
SOT223 четко идентифицируются как PZT2907A и PZT2222А, на мелких SOT-ах ничего не видно .
Ну, скажем, этого уже хватит для приличного хакера.
Как говорится - "Если известно, что какая-то вешь сушествует на свете - то это уже больше не секрет".


Ну например, 7 светодиодов - это малошумящий ИОН на ~12В.
Один из малых SOT корпусов - скорее всего генератор тока на полевике, обеспечиваюший старт и работу ИОН.
Остается соединить 4 резистора и 3 транзистора и посмотреть в Микрокапе, что получится.


Немного теории:
Бруно пишет в даташите, что идея регулятора - это трансимпедансный усилитель с ООС,
скорректированный единственным внешим конденсатором, который также является и выходным (>2.2мкф).
Эта коррекция образует доминантный полюс, а все остальные паразитные полюса лежат выше среза ОС.


Схему публиковать как-то неудобно перед Бруно, а с другой стороны
все уже и так ясно, как день, инфы более чем достаточно.
По крайней мере ВСЕ заявленные Бруно параметры четко симулируются в микрокапе !


З.Ы. Кстати, для меня стало ясно, почему знаменитый модуль Ncore400 весь сияет красным светом.
Думал, что ради прикола, но оказалось - вовсе нет.

[tomtit]

А если использовать AD8055/56

У ад8055 первый полюс на слишком низкой частоте, да и выходной каскад непонятен.
Для нужной мне схемы сгодится скорее OPA861+npn транзистор для увеличения усиления по току раз в 100-1000.
В АД8007 выходной каскад как-раз и является этим доп. транзистором.

Но мне сразу не верилось, как схема на трех транзисторах может иметь такие хар-ки...

Да тут все нормально, посчитайте крутизну 3-х транзисторов, мало не покажется.
А нужно то всего 20А/V, чтобы после замыкания ОС получилось выходное в 50мОм.
Дополнительные детали могут служить скорее для увеличения PSRR путем
"каскодирования" критических соединений, ну и защита от КЗ не помешает..

Да, наверное там еще на залитой стороне что-то имеется.
PZT2907 скорее всего управляющий транзистор генератора тока для линейки светодиодов,
там ток нужен ~5мА при входном напряжении +60В мощность рассеяния уже приличная,
а второй SOT223 (PZT2222) относится к регулятору (и наоборот - для отрицательного регулятора).

[sia_2]

трансимпедансный усилитель с ООС, скорректированный единственным внешим конденсатором, который также является и выходным.

Offтопик:
Ничто не ново под луной. Именно так был сделан мой одновременно прецизионный и со сверхбыстрым установлением гибридный ОУ в далеком 1988 году - с корректирующей емкостью на выходе и "чисто токовым" усилением. Потом эта же идея была применена при создании сверхэкономичных и одновременно очень "быстрых" усилителей пъезоприводов СТМ.

[Nick-nack]

Такие стабилизаторы делаются в следующем виде
(ОУ там точно есть с другой стороны)


V1- опорное напряжение - цепочка светодиодов. R1,R2 - делитель ООС, задают выходное напряжение
можно много чего добавить, например вместо R4 - ИТ на полевике, ещё транзистор повторителем после ОУ, итд...
Но уверен, структура там именно эта

[viktor8m]

Но уверен, структура там именно эта

Нет, раз разговор идёт про трансимпедансный усилитель с ООС (т.е. преобразователь ток-напряжение). Там структура как у выхлопа ЦАП (только ИТ вместо ЦАП) и, судя по единственному корректирующему конденсатору на выходе устройства, это не ОУ (иначе полюсов стало бы 2), а инвертирующая (раз есть ООС) дискретная схема с выходом ОЭ, а не ОК.

[Nick-nack]

я имел в виду стаб с картинки на старте. почти уверен, что там так. Используется вместо LM317 и других кренок, соответственно кондёр перед и после должны быть. и возможо ещё.... для коррекции под "замазкой"
С чего пошёл разговор о трансимпедансном усилителе - не понял.

[viktor8m]

я имел в виду стаб с картинки на старте. почти уверен, что там так. Используется вместо LM317 и других кренок, соответственно кондёр перед и после должны быть. и возможо ещё.... для коррекции под "замазкой" С чего пошёл разговор о трансимпедансном усилителе - не понял.

Так именно автор стаба с картинки сам указывает в даташите на это изделие, что у него трансимпедансный усилитель с ООС и с единственной коррекцией конденсатором на выходе (что предполагает ОЭ на выходе), отчего я и сделал вывод о возможной схеме. Вот из даташита: The HxR12 series pass regulators are externally compensated transconductance amplifiers. The load decoupling capacitor thereby doubles as compensation capacitor.

[Nick-nack]

опс... однако, косяк-съ
нашёл, почитал, беру всё обратно.

[tomtit]

Ну все, пора заканчивать. Выздоровел (грипп), заниматься ерундой больше нет времени.
Вот моя версия регулятора, у кого есть время могут побаловаться. Пока!

[viktor8m]

Вот моя версия регулятора, у кого есть время могут побаловаться.

Это Ваш вариант авторской схемы или просто Ваш личный вариант с подобными характеристиками? Ваша схема не соответствует тому, что пишет автор конструкции.

[tomtit]

1) Ток усиливает? - Да !,
2) Первый полюс далеко на ВЧ ? - Да !
Так в чем же дело ?
На Вас, батенька, не угодишь.
Сначала были всего 3 транзистора, остальное добавилось
для старта, зашиты и ПСРР.

[lazertok]

Вот моя версия регулятора

ну давай прогоним - я в симе, только активные укажи и сделай запитку от переменки с мостом и фильтром - будет нагляднее
нет проблем...

[belka]

Это (схема пост 30) сильно лучше обычного стабилизатора на 2-х транзисторах, в эмиттере транзистора УПТ которого стоит стабилитрон? Светящаяся чепуха какая-то получается, схема этого иностранца.

[tomtit]

Добавил чуть-чуть "лишних" деталек в

Светящуюся чепуху

Лупгейн вырос до 80-90дБ, снизилась модуляция тока опоры, повысил линейность каскадов, убрал шум,
подшаманил токовый усилитель - снизил входное и повысил выходное сопротивление.
Единственное, что я не знаю, это насколько достоверно моделируется PSRR, поэтому даже не пробовал,
считаю, что это такая-же туфта, как и моделирование КГ.
Вот результаты (Вых. сопр, ступенька 20мА, Боде ЛАХи 1-100мкф):

[l3VGV]

Где можно почтитать, как устроены внутри современные интегральные стабы, в плане каким путем они обеспечивают на выходе стабильность при работе на большую емкость с малым ESR. Мне не совсем понятно, каким образом делается усилитель ошибки в петле ООС, ведь если нагрузка с условно нулевым ESR, то ошибка вроде как отсутствует. Но усилитель то есть, и шум усиливать вместо ошибки(как в старых стабах) ему нельзя. Если рассматривать стаб как ПИД регулятор, то при работе на малый ESR коэффициенты П И Д получаются совсем неадекватными, линейный стаб вырождается в импульсный... Или у меня лыжи не едут совсем.

http://www.ti.com/lit/an/snva020b/snva020b.pdf AN-1148 Linear Regulators:Theory of Operation and Compensation

[Openreel]

http://www.ti.com/lit/an/snva020b/snva020b.pdf AN-1148 Linear Regulators:Theory of Operation and Compensation

Спасибо. Тут только обратной связь рассматривали подробно.
http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=1463613
Тут целая глава с подробным разбором LDO стабов, рассмотрено как силовая часть так и другие нюансы, все кроме оос.

[Jenyok]

Схему то выложите, плиз.
.

[tomtit]

Бруно, спустя много лет, опубликовал схему своих "волшебных" дискретных регуляторов для аудио.
Ищите тут.

---------- Сообщение добавлено 11:59 ---------- Предыдущее сообщение было 11:55 ----------

[EDDiE]

Бруно, спустя много лет, опубликовал схему своих "волшебных" дискретных регуляторов для аудио.

Спасибо, Игорь !

[DrModd]

Стаб по схеме tomtit.
Кому надо дам файлы кикад.

[Оллема]

DrModd, а приобрести готовые можно?