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]

Offтопик:
эх, ляпота...

Пока только 80 получилось. Ну это уже с заходом за 180, посмотрим как играть будет, боюсь на такой мощности что я слушаю, искажения что в первом варианте, что в этом - ниже слышимости.

[sia_2]

Пока только 80 получилось. Ну это уже с заходом за 180, посмотрим как играть будет, боюсь на такой мощности что я слушаю, искажения что в первом варианте, что в этом - ниже слышимости.

Доминировать в обоих случаях будут "конструктивные" искажения - излучение от переключения плеч и влияние токов питания, наводимое на вход. Особенно этому подвержены конструкции на ИС из-за того, что вход рядом с выходом и питание общее. Даже в простом инвертирующем включении 3886 и небольшом усилении (3 раза) после оптимизации коррекции начинает доминировать конструктив .
Тем не менее для мощностей до 40...50 Вт - использование ИМС абсолютно оправданно, что бы ни говорили иные "ценители". У меня самого уже лет 5 лежит похожий дизайн на двух в параллель 3886, там конструктив до конца не доведен, поэтому не выкладываю.
При "заходе за 180" работает, слава Найквисту, нормально, но при условии защиты от клипа, иначе вылезет много проблем.

[Nick]

Доминировать в обоих случаях будут "конструктивные" искажения - излучение от переключения плеч, наводимое на вход. Особенно этому подвержены конструкции на ИС из-за того, что вход рядом с выходом и питание общее. Даже в простом инвертирующем включении 3886 и небольшом усилении (3 раза) после оптимизации коррекции начинает доминировать конструктив.
Тем не менее для мощностей до 40 Вт - использование ИМС абсолютно оправданно, что бы ни говорили иные "ценители". У меня самого уже лет 5 лежит похожий дизайн на двух в параллель 3886, там конструктив до конца не доведен, поэтому не выкладываю.

Возможно, но у меня по измерениям с дополнительным ОУ и без есть разница, и довольно большая. Так что я пока не понял где ограничивает конструктив. Надо проверить
Насчёт захода за 180 я уже давно понемногу исследую этот ворпрос и немогу понять чем это плохо и почему так не делают обычно.

[sia_2]

Возможно, но у меня по измерениям с дополнительным ОУ и без есть разница, и довольно большая. Так что я пока не понял где ограничивает конструктив. Надо проверить

У меня в инв. включении IMD19-20 было где-то на уровне -95, а дефект-сигнал после режектора на 20 кГц синусе практически совпадал по форме с пичком на "-" ноге питания (что неудивительно, см. PSRR из даташита). Внутри ИС выходной каскад и УН охвачены ломовой местной ООС, поэтому их линейность очень высока и портит обедню только это. Причина - отсутствие отдельной ноги для "-" предварительной части (ее нет, как мне признались, по соображениям fool-prof, чтобы сдуру не оставили неподключенной).

[Nick]

У меня в инв. включении IMD19-20 было где-то на уровне -95, а дефект-сигнал после режектора на 20 кГц синусе практически совпадал по форме с пичком на "-" ноге питания (что неудивительно, см. PSRR из даташита). Внутри ИС выходной каскад и УН охвачены ломовой местной ООС, поэтому их линейность очень высока и портит обедню только вот эта фигня.

Надо у меня этот пичёк глануть. Я сразу на выводах питания между + и - повесил SMD MLCC на 10uF. Хотя товарищи это не одобряют

Добавлено через 3 минуты

Причина - отсутствие отдельной ноги для "-" предварительной части (ее нет, как мне признались, по соображениям fool-prof, чтобы сдуру не оставили неподключенной).

Понятно

Добавлено через 4 минуты

У меня в инв. включении IMD19-20 было где-то на уровне -95,

У меня помоему немного пониже получилось https://forum.vegalab.ru/attachment....9&d=1195296707 Причем при меньшей мощности я вообще немогу помнрять, вход и выход совпадают (этот график 12 V RMS на 4 ома при питании +/- 30V, там где 0.0011% это выход усилителя немного уменьшеный, где 0.0005% вход).

[sia_2]

Надо у меня этот пичёк глануть. Я сразу на выводах питания между + и - повесил SMD MLCC на 10uF. Хотя товарищи это не одобряют

Правильно, но 5 лет назад 10 мкФ на 63...100В SMD MLCC X7R (да и Y5V) было из разряда фантастики. Приходилось ставить 1,5 мкФ пленку. Сегодня мейнстрим для X7R - 4,7 мкФ х 50 В 1206/1210. (хотя 220 мкФ 10В керамику 1218 в руках недавно держал )

[Nick]

Правильно, но 5 лет назад 10 мкФ на 63...100В SMD MLCC X7R (да и Y5V) было из разряда фантастики. Приходилось ставить 1,5 мкФ пленку. Сегодня мейнстрим для X7R - 4,7 мкФ х 50 В 1206/1210. (хотя 220 мкФ 10В керамику 1218 в руках недавно держал )

Да, только дорогие они Думаю может ещё ferrite bead-ы как-нибудь поставить, может тоже поможет

[Nick]

Если кому интересно, то вот схема с заходом за 180. Пока не собирал.

[sia_2]

Насчёт захода за 180 я уже давно понемногу исследую этот ворпрос и немогу понять чем это плохо и почему так не делают обычно.

Консерватизм + плохое поведение при перегрузке, если не ввести нелинейную коррекцию (ограничитель по входу, схемы антинасыщения и пр.). Короче, типа слишком много думать надо
В СЛ, кстати, фаза на 20-200 кГц может слегка заходить за 180 в зависимости от варианта компенсации, я на этом не акцентировал внимание, чтобы совсем уж народ не пугать .

[A.R.]

Возможно, но у меня по измерениям с дополнительным ОУ и без есть разница, и довольно большая. Так что я пока не понял где ограничивает конструктив. Надо проверить

Мне кажется, так как фактически 318-я исправляет векторную ошибку, выделенную в суммирующей точке, она до определенного предела будет бороться с любыми искажениям, в т.ч. и наведенными по питанию. Я даже думаю тут стаб. блок питания не нужен.

Насчёт захода за 180 я уже давно понемногу исследую этот ворпрос и немогу понять чем это плохо и почему так не делают обычно.

IMHO, так как реактивная нагрузка влияет на ФЧХ, условно-устойчивая система потенциально может выйти за безопасные пределы. Но это можно решить за счет RLC цепи на выходе

[Nick]

я на этом не акцентировал внимание, чтобы совсем народ не пугать .

[sia_2]

Да, только дорогие они Думаю может ещё ferrite bead-ы как-нибудь поставить, может тоже поможет

Бусинам в цепях питания делать нечего. Можно только на подводящие провода, и то лишь для внесения потерь на ВЧ (глушение резонансного антенного эффекта).

[Nick]

Я даже думаю тут стаб. блок питания не нужен.

Это вопрос открытый, его нужно проверить.

[sia_2]

Мне кажется, так как фактически 318-я исправляет векторную ошибку, выделенную в суммирующей точке, она до определенного предела будет бороться с любыми искажениям, в т.ч. и наведенными по питанию. Я даже думаю тут стаб. блок питания не нужен.


IMHO, так как реактивная нагрузка влияет на ФЧХ, условно-устойчивая система потенциально может выйти за безопасные пределы. Но это можно решить за счет RLC цепи на выходе

В первом приближении все так и есть. Плюс еще поведение при включении/выключении питания (в диапазоне напряжений). На лампах, кстати, условно-устойчивые усилители приходилось принудительно глушить релюхой на время прогрева и после выключения, когда падала крутизна.

[Nick]

Можно только на подводящие провода, и то для внесения потерь на ВЧ.

Я думал на подводящие провода питания .

[Audiomaniac]

Причина - отсутствие отдельной ноги для "-" предварительной части (ее нет, как мне признались, по соображениям fool-prof, чтобы сдуру не оставили неподключенной).

А для "+ " предварительной части есть отдельная нога?
Зачем в лмке питание на несколько лап подается?

[sia_2]

А для "+ " предварительной части есть отдельная нога?
Зачем в лмке питание на несколько лап подается?

Просто для пропускания большого тока. Они все запараллелены, и "+", и "-".

[dekko]

sia_2 а Вашу версию данного включения можно где то увидеть, и была еще инфа о Вашей разработке УМ на 3886.... где об этом посмотреть?

[Audiomaniac]

В общем надо шунтировать зверски питание - пленкой или керамикой большой емкости?

[sia_2]

sia_2 а Вашу версию данного включения можно где то увидеть, и была еще инфа о Вашей разработке УМ на 3886.... где об этом посмотреть?

Не знаю. Тут работы полно, а еще "отшлифовать" надо. Вот с редизайном СЛ все закончу, тогда "мелочами" займусь.

Добавлено через 35 секунд

В общем надо шунтировать зверски питание - пленкой или керамикой большой емкости?

Естественно.