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.

[Audiomaniac]

Кстати, может кому-то будет интересно..
Измеряемые различия в свойствах электролитов начинают проявляться не "где-то там высоко", а вполне в звуковом диапазоне. Провел измерения импеданса попавшихся под руку электролитов:



Толстая коричневая линия - это импеданс с замкнутыми накоротко щупами, эталонный 0 ом.
Черная - Panasonic FM 270x50
Фиолетовая - HITANO EXR 470x50 (low esr)
Синяя - ELNA SILMIC 220x50
Голубая - JAMICON TK 470x35

Видно, что только панас на ВЧ дает сопротивление, которое ниже возможности измерений, в то время как другие кондеры не дотягивают вовсе.
Абсолютные значения импеданса могут быть не точны.
А вот большие банки:



Толстая фиолетовая линия - это импеданс с замкнутыми накоротко щупами, эталонный 0 ом.
Черная - JAMICON LS 22000x63
Синяя - Samwha HC 6800x50 (неприятно удивило, вроде бы считались хорошими)
Голубая - JAMICON SK 3300x35 (джамиконы - молодцы!)

[Nick]

Кстати, может кому-то будет интересно..
Измеряемые различия в свойствах электролитов начинают проявляться не "где-то там высоко", а вполне в звуковом диапазоне. Провел измерения импеданса попавшихся под руку электролитов:



Толстая коричневая линия - это импеданс с замкнутыми накоротко щупами, эталонный 0 ом.
Черная - Panasonic FM 270x50
Фиолетовая - HITANO EXR 470x50 (low esr)
Синяя - ELNA SILMIC 220x50
Голубая - JAMICON TK 470x35

Видно, что только панас на ВЧ дает сопротивление, которое ниже возможности измерений, в то время как другие кондеры не дотягивают вовсе.
Абсолютные значения импеданса могут быть не точны.
А вот большие банки:



Толстая фиолетовая линия - это импеданс с замкнутыми накоротко щупами, эталонный 0 ом.
Черная - JAMICON LS 22000x63
Синяя - Samwha HC 6800x50 (неприятно удивило, вроде бы считались хорошими)
Голубая - JAMICON SK 3300x35 (джамиконы - молодцы!)

В звуковом диапазоне, не на ВЧ, играет бОльшую роль номинал конденсатора, чем его ESR или ESL. На ВЧ начинает сказываться ESR.

[Audiomaniac]

Тем не менее, на графиках хорошо заметны отличия в частотных свойствах.

[Nick]

Тем не менее, на графиках хорошо заметны отличия в частотных свойствах.

Они разные скорее из-за различия ёмкости (у одного к примеру 470 у другого 500uF) или погрешности измерения. Вот график идеального 470uF. Реальные различия нужно смотреть на частотах там где дают эффект ESR и ESL иначе просто всё определяется величиной ёмкости.

[Audiomaniac]

Nick, нет
Вглядись внимательно в графики. Если бы определяющее значение играла только емкость, то самхва 6800 была бы в любом случае ниже джамикона 3300, тем более, что она и по размерам больше раза в полтора.

[Nick]

Nick, нет
Вглядись внимательно в графики. Если бы определяющее значение играла только емкость, то самхва 6800 была бы в любом случае ниже джамикона 3300, тем более, что она и по размерам больше раза в полтора.

Я говорил за мелкие ёмкости. У больших естественно ESR начинает играть роль раньше, так как импеданс ёмкости низкий раньше. У больших 2-3 кГц уже определяет ESR.

[Audiomaniac]

Nick, тоже и по мелким. Если бы влияла только емкость, то силмик 220 на 50 не был бы ниже джамикона 470 на 35.

[Nick]

Nick, тоже и по мелким. Если бы влияла только емкость, то силмик 220 на 50 не был бы ниже джамикона 470 на 35.

У джамикона очень большой ESR. Другими словами я хочу сказать что то что вы сняли - это ESR и С (ёмкость). Если мы бы их знали, то в модели бы увидели тоже самое.

[Audiomaniac]

Nick,

У джамикона очень большой ESR. Другими словами я хочу сказать что то что вы сняли - это ESR и С (ёмкость).

Да конечно, ESL так не увидеть. Но я и не претендую Просто хотел сказать, что разные кондеры имеют заметные различия в поведении уже на звуковых частотах. И скорее всего выявленная тенденция сохраняется у данного кондера и выше по частоте.
Кстати, джамиконы эти сильно разные - если те SK, которые с традиционной джамиконовской насечкой на клапане (в виде "кривой" буквы Н), показывают отличные результаты, то недавно купленные серии ТК с насечкой на клапане в виде трех линий от центра, показали вот такие плохие результаты по ESR. Видимо другое производство.

[Nick]

И скорее всего выявленная тенденция сохраняется у данного кондера и выше по частоте.

Да, я тоже видел по прямоугольникам, ведь они как раз и отражают АЧХ, то что вы сняли. ESL для мелких 5-7nH и соизмерима с индуктивностью провода длиной 1см . По вашим графикам, справа можно определить ESR, слева величину C, ЕSL обычно влияет после 100кГц...

Добавлено через 57 секунд
Вообщем в питание низкоимпедансные не помешают !

[Audiomaniac]

Nick, я бы даже сказал, что необходимы..
Хорошо, что я в свою плату заложил 3шт 3300 джамиконов sk - будет зашибись, хорошие частотые свойства.. А может поставлю хитано exr тоже на 3300..
Пора перенимать опыт конструкций материнских плат (питание процессора) и прочих импульсных устройств.. Я думаю, в этих отраслях те вопросы, которые мы обдумываем, давно решены типовыми решениями.

[Nick]

Кстати, джамиконы эти сильно разные - если те SK, которые с традиционной джамиконовской насечкой на клапане (в виде "кривой" буквы Н), показывают отличные результаты, то недавно купленные серии ТК с насечкой на клапане в виде трех линий от центра, показали вот такие плохие результаты по ESR.

Они вообще не нормированы по ESR. Поэтому в питание ВК я бы их не ставил.

[Audiomaniac]

Nick, SK тоже не нормированы. Однако показали хорошие результаты. Конечно, ТК ставить не буду. Наверно вообще никуда.

[Nick]

Хорошо, что я в свою плату заложил 3шт 3300 джамиконов sk - будет зашибись

А у вас там джамиконов WL нету ?

[Audiomaniac]

В наличии нет, можно попробовать поискать/заказать.. это лоу еср?

[Nick]

В наличии нет, можно попробовать поискать/заказать.. это лоу еср?

Да, WL WG TL.

Добавлено через 1 минуту
WL чуть хуже чем Panasonic FM, но тоже очень классные.

Добавлено через 1 минуту
При комнатной температуре у WL 1500uF 35V ESR скорее всего будет 10-15mOhm.

Добавлено через 1 минуту
2200uF 35V Jamicon WL

Добавлено через 17 минут

Пора перенимать опыт конструкций материнских плат (питание процессора) и прочих импульсных устройств.. Я думаю, в этих отраслях те вопросы, которые мы обдумываем, давно решены типовыми решениями.

Я уже и перенял . 5x1500uF Panasonic FM + стабилизатор на LT1083 = импеданс (сопротивление и индуктивность) определяется уже дорожками. По моим подсчётам в моей 4 слойной разводке всего с 1oz меди будет 2.5mOhm от 0 до 100-200кГц. Дальше, по частоте, зависит от индуктивности дорожек, которая будет очень низкая если делать 2 полигона один над другим, и конденсаторов шунтирующих по ВЧ (10uF керамика + 0.12ом) - ~2nH. Дальше улучшать уже нет никакого смысла, так как выводы и подводы у LM3886 не идеальные тоже

Добавлено через 1 час 7 минут
Дорого только это обходится, около $60 только на стабилизатор с панасониками в один канал...

[Mad optic]

Nick,

Относительно серии WL у Jamicon.

Nichicon*ы HD-серии процентов на 30% имеют более низкое сопротивление и на 7-8% больший ток, если сравнить тот же 1500мкфх35В.
...Да и "живучесть" раза в 4 выше.

http://nichicon-us.com/english/produ...ini/list_f.htm

P.S. у HV серии еще круче (для 1500мкфх35В), но они не попадались в наличии.

[Nick]

Nichicon*ы HD-серии

Спасибо за инфу. Я просто исходил из того что может купить Audiomaniac. Себе я ставлю Panasonic FM 1500uF 35V ESR 15mOhm (реально при комнатной температуре меньше ~ 7mOhm) - 7000 часов 105 градусов 12.5мм в диаметре (чем меньше диаметер тем обычно меньше индуктивность). Nichicon HD практически тоже самое.

Добавлено через 4 минуты
Хотя HV похоже немного лучше...

Добавлено через 12 минут

P.S. у HV серии еще круче (для 1500мкфх35В), но они не попадались в наличии.

Что то я их тут тоже не вижу в широкой продаже. Панасоник FM к счастью есть на digikey по $1 за 1500uF 35V при 10 и более штук, где я его вообщем уже и купил.

[Mad optic]

... Особенно UHV1V182MHD хорош...

Nichicon*ov обычно в mouser*е много, но этого там нет

[Nick]

... Особенно UHV1V182MHD хорош...

Фиг только купишь .

Добавлено через 4 минуты
C другой стороны они нечего координально уже не изменят.