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.

[Nick]

Вот как делается земля типа звезды. Её и рекомендуют для предотвращения головной боли в даташите (у меня тоже так сделано, только некоторые земли полигонами, но соединения тоже только в одной точке). Не вижу смысла делать как то иначе на такой маленькой плате. Сейчас всё вроде соответствует этому.

[Audiomaniac]

Nick, щас нам Ремонтник нарисует и покажет.

[Nick]

Nick, щас нам Ремонтник нарисует и покажет.

Ок, ждёмс

Добавлено через 4 минуты
Заметьте что трансформатор подключен справа от конденсаторов (и резистор 1 ом тоже), а выход питания слева, так можно и вероятно нужно делать в разводке (с одной стороны гирлянды вход, с другой выход).

Добавлено через 29 минут

Offтопик:
Ладненько, всем доброе утро/день, я пошёл спать

[Gajdar]

Да, давайте спринтовский файл.. для общих экзекуций..
Вот такое типа Земли в моем понимании должэно быть нечто.
1. Точка земель в точке соединения кондеров фильтра, оттуда же выход на клеммы динамика.
2.Земляные и проводники питания без "крокодильных" отводов и без изгибов на 90 градусов.

Схему не смотрите - я отбалды нароисовал точки соединения %)))
для наглядности

[Audiomaniac]

Gajdar,

Вот такое типа Земли в моем понимании должэно быть нечто.
1. Точка земель в точке соединения кондеров фильтра, оттуда же выход на клеммы динамика.

Так и было раньше, закритиковали..

2.Земляные и проводники питания без "крокодильных" отводов и без изгибов на 90 градус

Что такое крокодильные? А насчет 90 градусов - ничего страшного нет,
это предрассудки, которые давно уже опровергнуты
http://www.elart.narod.ru/articles/a.../article30.pdf

[Gajdar]

где было и кто критиковал:???
В идеале - таким образом мы уменьшаем на плате зону силового пробега )) оставляя все силовые процессы в точке соединения конденсаторов, наивно предпологая, что именно они являются источниками накопления энергии и отдачи оной в выходной каскад. Трансформатор при этом выполняет функции подзарядки кондеров ))

Audiomaniac, На счет предрассудков... ну я лично слышал как некоторые предрассудки в усилителе бузООС безобоснованно влияют на звук.. поэтому и о безусловном опровержении я бы не стал так вот прям безсомнительно уверовать))

[Audiomaniac]

Gajdar,

где было и кто критиковал:???

Да здесь, в этой же ветке страниц 40 назад, я выкладывал свои рисунки.
Кто критиковал? Да все кому не лень

оставляя все силовые процессы в точке соединения конденсаторов, наивно предпологая, что именно они являются источниками накопления энергии и отдачи оной в выходной каскад. Трансформатор при этом выполняет функции подзарядки кондеров

Я тоже так считаю.

На счет предрассудков... ну я лично слышал как некоторые предрассудки в усилителе бузООС безобоснованно влияют на звук.. поэтому и о безусловном опровержении я бы не стал так вот прям безсомнительно уверовать

Я лишь хотел сказать, что в настоящее время никаких объективных данных, указывающих, что углы 90 чем-то хуже других, не получено, хотя серьезные опыты проводились.
Моему эстетическому чувству они также не противоречат

Добавлено через 6 минут
Короче говоря, никто точно не знает, как правильно разводить платы УМЗЧ.. ) Малоизученная область знания.

И это всего лишь УМ на одной микросхеме.. А что будет с дискретом - страшно представить.

[Alex Nikitin]

Вот как делается земля типа звезды. Её и рекомендуют для предотвращения головной боли в даташите

Вот что как-то Боб Корделл сказал на эту тему:

http://www.diyaudio.com/forums/showt...44#post1066944

"Grounding is like religion, and five engineers will give you at least six different solutions. My view is this: Star grounding is good, but don*t feel compelled to follow it religiously. When I think it is appropriate, I do star-on-star grounding, where a local star will close some current loops locally. Just remember to understand the nature of the current flowing in every wire, and what voltage drops it may be causing, and what those voltage drops may be doing to affected circuits."

Мой примерный перевод:

"Разводка земли напоминает религию - пять инженеров предложат шесть разных решений. С моей точки зрения, земля "звездой" - это хорошо, но не стоит следовать этому принципу фанатически. Когда мне это представляется подходящим, я развожу землю "звездой на звезде", когда местная звезда замыкает токовые петли на месте. Надо просто понять природу токов, протекающих в каждом проводе, какое падение напряжения они создают, и как эти напряжения повлияют на поведение схемы."

И я тоже, исходя из собственного опыта, часто предпочитаю то, что он называет "звезда на звезде". Пример вот здесь:

https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=222

Алексей

[Ремонт-NIK]

вот рисунок в спринте (я старым 3.0 пользуюсь, больше всех нравится)

Имхо самая неудачная или неудобная для переделки версия.
Где та версия.где выход на АС между земель кондеров шел?
В пятом спринте можно рисовать на двух или трех внутренних слоях+слой шелкографии.

Вот как делается земля типа звезды. Её и рекомендуют для предотвращения головной боли в даташите (у меня тоже так сделано, только некоторые земли полигонами, но соединения тоже только в одной точке).

У вас сделано звездой-все верно.
Только возвратный ток (провод) от АС подключен на плате неправильно.Почему неправильно я уже три раза обьяснял.
См.рисунок Алекса Никитина.

Вот такое типа Земли в моем понимании должно быть нечто.
1. Точка земель в точке соединения кондеров фильтра, оттуда же выход на клеммы динамика.

Само собой.это же естественно.

Offтопик:
У WP научился?

Так и было раньше, закритиковали..

Кто закритиковал?Видимо ты опять неправильно понял.
Это и есть правильный способ.См.также у А.Никитина.Очень доступно нарисовано.

Offтопик:
я кстати в ЦАП-е тебе также советовал сделать силовую землю.

наивно предпологая, что именно они являются источниками накопления энергии и отдачи оной в выходной каскад. Трансформатор при этом выполняет функции подзарядки кондеров

На пиках сигнала.и СЧ-ВЧ так и есть.

Кто критиковал? Да все кому не лень

не нужно слушать всех.Своей головой думай..

Короче говоря, никто точно не знает, как правильно разводить платы УМЗЧ.. ) Малоизученная область знания.

И это всего лишь УМ на одной микросхеме.. А что будет с дискретом - страшно представить.

Че за глупости..
Дискрет по сравнению с car-audio и системами ADC-DAC+DSP сущие мелочи.В кар-аудио проблема петель по земле иногда в принципе не решаема.Специально для таких случаев выпускают микросхемы развязки по земляному проводу.
Смотри фото из аттача-это "народная" т.е. недорогая 2DIN СД+МД магнитола Carrozerria (Pioneer)Не самая навороченная.есть еще с навигацией системы.там еще сложнее.И это приходится ремонтировать без схем.т.к. их нет-японцы не делятся.. А попробуй такое оттрасировать вручную...

Вот что как-то Боб Корделл сказал на эту тему:

Сказать то он сказал.но ничего по существу.Это же самое до него многие люди говорили.да еще с примерами..Кстати.кто он такой?Крупный инжинер.прославившийся решением сложнейших задач?

[Audiomaniac]

Ремонт-NIK,

Имхо самая неудачная или неудобная для переделки версия. Где та версия.где выход на АС между земель кондеров шел?

Вот.
www.audiomaniac.narod.ru/22.lay

И это всего лишь УМ на одной микросхеме.. А что будет с дискретом - страшно представить.
Че за глупости

Да ниче, уже 20 страниц лмку развести не можем.

[Nick]

У вас сделано звездой-все верно.
Только возвратный ток (провод) от АС подключен на плате неправильно.Почему неправильно я уже три раза обьяснял.

То что написал Алекс -один из вариантов, это не означает что у меня неправильно разведён возвратный провод АС. Иногда удобней разделять силовую и сигнальную землю, мне это было ненужно, плата очень маенькая. Я уже говорил, если можете - нарисуйте как вы считаете надо сделать.

Добавлено через 7 минут

"Разводка земли напоминает религию - пять инженеров предложат шесть разных решений. С моей точки зрения, земля "звездой" - это хорошо, но не стоит следовать этому принципу фанатически. Когда мне это представляется подходящим, я развожу землю "звездой на звезде", когда местная звезда замыкает токовые петли на месте. Надо просто понять природу токов, протекающих в каждом проводе, какое падение напряжения они создают, и как эти напряжения повлияют на поведение схемы."

Я для этих целей пользуюсь LTSpice. Если заменить земляные проводники (да можно впринципе и не только) на резисоры и индуктивности то можно всё увидеть в симуляции, я кстати так и делал
Для своей платы я сделал одну точку потому что там очень легко получилось.

Добавлено через 2 минуты
Вот ещё думаю для разводки питания ВК попробовать http://www.ansoft.com/products/hf/nexxim/ , незнаю что получится

[Alex Nikitin]

Кстати.кто он такой?Крупный инжинер.прославившийся решением сложнейших задач?

Да, я думаю, он один из патриархов современной аудиоэлектроники. Вот здесь можно прочитать о нём и его работах:

http://www.cordellaudio.com/

В частности, он ещё в 1981 году опубликовал для повторения схему анализатора искажений для повторения, с собственными шумами и искажениями ниже 0,001% на 20 кГц.

http://www.cordellaudio.com/papers/b...analyzer.shtml



Алексей

[Nick]

В частности, он ещё в 1981 году опубликовал для повторения схему анализатора искажений для повторения, с собственными шумами и искажениями ниже 0,001% на 20 кГц.

http://www.cordellaudio.com/papers/b...analyzer.shtml

И не только анализатора, и усилителя мощности, с такими же искажениями.

Добавлено через 6 минут

Короче говоря, никто точно не знает, как правильно разводить платы УМЗЧ.. ) Малоизученная область знания.

Audiomaniac, всё на самом деле просто, и последняя плата очень неплохо разведена. Если есть у вас желание, можете это всё просимулировать в PSpice, я могу рассказать как.

Добавлено через 4 минуты

Только возвратный ток (провод) от АС подключен на плате неправильно.Почему неправильно я уже три раза обьяснял.
См.рисунок Алекса Никитина.

Я понял, вы хотите сказать что возвратный провод АС нужно подключить прямо на блок питания ?

Добавлено через 1 минуту
Если так, то это будет хуже. По двум причинам. Каким напишу позже, так как мне надо бежать...

[Audiomaniac]

Nick,

Если есть у вас желание, можете это всё просимулировать в PSpice, я могу рассказать как.

Ну, я микрокапом пользуюсь. ПОнятно, что можно нарисовать модель усилителя с индуктивностями и сопротивлениями проводников..
Но она все равно не сможет учесть всякие ЭМ эффекты.

[32768]

Offтопик:

В частности, он ещё в 1981 году опубликовал для повторения схему анализатора искажений для повторения, с собственными шумами и искажениями ниже 0,001% на 20 кГц.

http://www.cordellaudio.com/papers/b...analyzer.shtmlАлексей

Разводка платы у Cordellа неудачная

[Nick]

Но она все равно не сможет учесть всякие ЭМ эффекты.

Почему, если хотите можно ввести ёмкостные и индуктивные связи между дорожками, но для этого конечно лучше использовать другой пакет. С другой стороны ЭМ эффекты мы даже и не обсуждаем (Леонид правда сделал замечание когда дорожка питания была близко и параллельно выходной). А просимулировав как влияет длина земляных дорожек и где они соединяются на искажения и на устойчивость сразу станет всё понятно то, о чём мы так долго говорим...
Посмотрите ещё как СЛ сделан, для информации.

У вас сделано звездой-все верно.
Только возвратный ток (провод) от АС подключен на плате неправильно.

Если его подключать в другое место это уже будет не звезда (звезда на завезде, но не звезда )

Добавлено через 5 минут

Так и было раньше, закритиковали..

Кто закритиковал?Видимо ты опять неправильно понял.
Это и есть правильный способ.См.также у А.Никитина.Очень доступно нарисовано.

Правильнее сказать, что это один из правильных способов, у которого тоже есть недостатки. Вот так например ничем не хуже, а на очень ВЧ (мегагерцы) будет слегка даже лучше. Если убрать зелёный провод и сделать одну точку - будет как у меня.

[Gajdar]

Nick, Алекс Никитин вот тут как мне кажется очень приавильно показал как нужно делать.
https://forum.vegalab.ru/attachment....1&d=1198102762
И силовые цепи заведены в центр масс - между кондерами. А входные и слаботочные (оперов и фсего остального)- в месте входа межблочнега в усилок.

А вот тут ктото показал как не нужно делать )))
https://forum.vegalab.ru/attachment....6&d=1200290813

Кстати...
http://www.audiomaniac.narod.ru/22.lay мне уже нравится.

[Nick]

А вот тут ктото показал как не нужно делать )))
https://forum.vegalab.ru/attachment....6&d=1200290813

И почему же так ненужно делать (C каких это пор разводка звездой стала неправильной ) ?

Добавлено через 7 минут

Nick, Алекс Никитин вот тут как мне кажется очень приавильно показал как нужно делать.

Алекс Никитин показал один вариант, причём то как нарисовано на схеме совсем неотражает особенности разводки, а именно длинну и взаимное расположение дорожек. Также он привёл хорошую цитату Корделла, который правда не написал что все эти 6 вариантов могут быть правильными

[Audiomaniac]

Вести с полей: установка 10 мкф электролита прямо между + и - лапами питания 3886 дает удивительную "теплоту" и музыкальность, ранее не характерную, - такое впечатление, что акцент с СЧ-ВЧ области смещается вниз, в сторону СЧ. В то же время установка туда же пленки 1 мкф наоборот дает "жесткость". Видимо, ездит туда-сюда некий резонансный пик на импедансе.
Буду еще пробовать.

Добавлено через 1 минуту
Я вообще против, когда разводку ПП показывают рисунками, как на принципальной схеме, это только в заблуждение вводит. Надо либо предъявлять печатку, либо ничего

[Nick]

установка 10 мкф электролита прямо между лапами 3886 дает удивительную "теплоту" и музыкальность, ранее не характерную, - такое впечатление, что акцент с СЧ-ВЧ области смещается вниз, в сторону СЧ. В то же время установка туда же пленки 1 мкф наоборот дает "жесткость".

Чем больше ёмкость, тем меньше вероятность вообще поймать резонанс.

Добавлено через 8 минут
Кстати без стабилизатора, вы можете поставить и на 470uF прямо между + и - (я про неё давно думал, даже на плате есть под неё место), ну и на 10uF оставить, у него индуктивность видимо маленькая.