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.

[sia_2]

Не плохая идея по упрощению. Только я думаю можно вполне обойтись без TL431, благодаря ПОС тригера фронт хороший и так. Надо бы поставить кондёры в тригер для надёжного старта и защиты от помех. Вот так примерно, R7 это реле с диодом.

Посмотри, как была сделана защита в СЛ. Копировать схемотехнику незачем, но алгоритм там продуман намного лучше. Главное, чтобы защита от постоянки была надежной и не давала ложных срабатываний на пушках, ФНЧ на входе должен быть двузвенным, и лучше без электролитов (разброс/утечка). Это все в реальной эксплуатации сказывается очень конкретно.

[Nick]

Спасибо, посмотрел. Фильтр поменял, компараторы ставить неохота, так как хотелось бы оставить однополярное питание. Немного переделал, вроде логически всё должно работать, но я ещё подумаю. В симуляции работает.

[sia_2]

Спасибо, посмотрел. Фильтр поменял, компараторы ставить неохота, так как хотелось бы оставить однополярное питание. Немного переделал, вроде логически всё должно работать, но я ещё подумаю. В симуляции работает.

Схему вижу, но Манц автора такой схемы быстро уволил бы

1. Однополярное питание - не вопрос, и совершенно не противоречит использованию компараторов
2. LM317 для защиты - нерациональна. 7824 или 7812/7815/7805 со стабилитроном в опорной ноге выше крыши.
3. Кондеры в 10 мкФ - избыточны.
4. Экономить надо не только на цене компонентов, но и на цене их монтажа. Пайка резисторов, мелких транзисторов/кондеров давно стоит дороже них самих. При любительском изготовлении - это еще и источник путаницы. Число типономиналов должно быть минимальным.

[Nick]

Схему вижу, но Манц автора такой схемы быстро уволил бы

1. Однополярное питание - не вопрос, и совершенно не противоречит использованию компараторов
2. LM317 для защиты - нерациональна. 7824 или 7812 со стабилитроном в опорной ноге выше крыши.
3. Кондеры в 10 мкФ - избыточны.
4. Экономить надо не только на цене компонентов, но и на цене их монтажа. Пайка резисторов, мелких транзисторов/кондеров давно стоит дороже них самих.

1. Тогда так красиво не получается, по крайней мере из того что приходит в голову.
2. Спасибо, это учтём. Проблема правда может быть в том что они в основном TO220, хотя может это и не проблема.
3. Это я так вписал, на всякий случай, всё равно керамика 1206. Вообще защита с такими номиналами срабатывает где-то от 5гЦ 20вольт амплитуды.
4. С этой точки зрения я пока не думал, для малосерийной продукции это наверно не так важно, +/-10 SMD элементов
Вообще я больше рассматриваю схему с точки зрения занимаемой площади на плате. Хотелось бы покомпактней...

[antecom]

Немного переделал, вроде логически всё должно работать, но я ещё подумаю. В симуляции работает.

Хорошая схема, заметно проще не получится. Я бы увеличил R115 до 20k, чтобы реле выключалось когда триггер уже гарантированно переключился. С115 можно смело убрать. Сегодня собрал близкую по номиналам - работает стабильно. Конденсаторы по 1nF действительно нужны, по крайней мере у верхнего транзистора.
Nick, а зачем вообще нужен отдельный стаб на защиту? Запитать от 30 вольт и всего делов. Лишние 6 вольт на реле погасить резистором (либо стабилитроном в SOD-80, как раз ставится вместо 1206 резистора).

[MAXIM_A]

NICK привет!
Выкладываю последние изыскания из расчёта общего питания одного канала из трех LM.

Может описание уся зазиповать, чтобы побольше места было для нашей болтовни?

[antecom]

На три LM-ки одного стаба мало, уже обсуждали вроде. Лучше сделать полностью независимые каналы, каждый со своим сетевым трансом. Шесть однотипных усилителей делать не намного дольше двух, но недешево конечно. Если вписаться в 70мм высоты на усь и расположить их вертикально, 6 каналов влезет в стандартный корпус 19 дюймов.

[Nick]

Nick, а зачем вообще нужен отдельный стаб на защиту? Запитать от 30 вольт и всего делов. Лишние 6 вольт на реле погасить резистором (либо стабилитроном в SOD-80, как раз ставится вместо 1206 резистора).

Вообще я думаю что катушка в реле может хорошо излучать, поэтому стабильное питание не помешает. Но с другой стороны я не знаю как это важно на практике и может действительно имеет смысл запитать с плюса питания LM3886, тем более что там любые пульсации очень небольшие.

[vadim65]

Узел защиты по-моему должен питаться от собственного транса. Если предположить практически невозможное - легло плюсовое плечо питания...

[sia_2]

Узел защиты по-моему должен питаться от собственного транса. Если предположить практически невозможное - легло плюсовое плечо питания...

Это, кстати, правильно. Почти по той же причине отдельное питание защиты/автоматики сделано и в СЛ, но там о сильной экономии речь не шла.

[antecom]

Излучать... возможно. Неплохо бы проверить конечно. Но тогда лучше фильтр организовать, как раз используя гасящий резистор.
Переделал плату под новую защиту.

[antecom]

Если предположить практически невозможное - легло плюсовое плечо питания...

Реле защиты от него и питается, т.е. сразу отключит АС. Так что все в порядке.
Сорри это у меня. У Nicka со входа силового стаба.

[Nick]

Узел защиты по-моему должен питаться от собственного транса. Если предположить практически невозможное - легло плюсовое плечо питания...

То защита отключит всё, так как реле будет обесточено.

[sia_2]

То защита отключит всё, так как реле будет обесточено.

Там опаснее отказ по превышению напряжения (например, пробой стабилизатора 35В).

[Nick]

Там опаснее отказ по превышению напряжения (например, пробой стабилизатора 35В).

В смысле LT1083? Если есть баластный резистор то может и ничего сильно плохого не будет, но я буду ставить отдельный стаб.

[sia_2]

В смысле LT1083? Если есть баластный резистор то может и ничего сильно плохого не будет, но я буду ставить отдельный стаб.

Просто может произойти выход из строя 3886. Правда, у нее есть схема отключения по перенапряжению, так что это из разряда крайне маловероятных вещей. Будет время, я подумаю над более технологичным вариантом защиты.

[Nick]

Просто может произойти выход из строя 3886. Правда, у нее есть схема отключения по перенапряжению, так что это из разряда крайне маловероятных вещей.

Так на ней более +/-35...37 не будет, даже если пробьют оба стабилизатора. Разве что в сети будет больше процентов на 20-25. По даташиту максимум +/-42В. Но это так будет с LT1083, с LM338 надо входное напряжение больше. Можно поставить сидакторы после стабов, а до них и так будут предохранители. Я над этим уже думал.
А с другой стороны если даже стабы выгорят и из-за перенапряжения выйдет LM3886, то защита то всё равно отработает. Так что жалко будет только LM3886, но вероятность того, что это произойдёт думаю очень низкая.

[sia_2]

Так на ней более +/-35...37 не будет, даже если пробьют оба стабилизатора. Разве что в сети будет больше процентов на 20-25. По даташиту максимум +/-42В. Но это с LT1083. С LM338 надо напряжение больше. Ну можно поставить сидакторы после стабов, а до них и так будут предохранители.
А с другой стороны если даже стабы выгорят и из-за перенапряжения выйдет LM3886, то защита то всё равно отработает. Так что жалко будет только LM3886, но вероятность того, что это произойдёт думаю очень низкая.

Не парься. Все будет работать, а "сделать красивее" всегда можно, вопрос только зачем - это же не миллионная серия.

[Nick]

Излучать... возможно. Неплохо бы проверить конечно. Но тогда лучше фильтр организовать, как раз используя гасящий резистор.
Переделал плату под новую защиту.

Вывод С37 который подключен к земле, и вывод C38 который подключен к минусу питания желательно подключать как можно ближе к последним конденсаторам, хотя неуверен что это легко сделать в 2 слоях.
А так вообщем хорошо, я правда всё на правильность конечно не проверял.

[antecom]

Вывод С37 который подключен к земле, и вывод C38 который подключен к минусу питания желательно подключать как можно ближе к последним конденсаторам, хотя неуверен что это легко сделать в 2 слоях.

В принципе можно сделать, дотянув дорожкой толщиной 0.5мм вдоль шин питания немного сузив последние. Но длина получится около 60мм, т.е. приличная индуктивность. Как считаешь, стоит передалать?

А так вообщем хорошо, я правда всё на правильность конечно не проверял.

Спасибо. Добавил еще RC фильтр на реле и поставил двухзвенный фильтр на Mute для увеличения задержки запитав его от С27.