Улучшение ВК.

[SAPR]

1. Уменьшаются искажения повторителя. В идеале до 0.
2. Уменьшаются искажения конденсаторов.
2. Возрастает PSRR.
3. Уменьшается выходное сопротивление.
Ток, отдаваемый сумматором, невелик - единицы ... десятки мА.
Вместо ПП можно поставить и другой ВК.
Эксперимент в железе с простым ОУ (сумматор) улучшил показатели ВК на 30 ... 40 дБ.

[Nick]

Вот модель. Повторяемость зависит как мы понимаем от моделей компонентов.

[Ясен Пень]

Вот модель. Повторяемость зависит как мы понимаем от моделей компонентов.

Спасибо большое, буду вертеть.

Моя схема, которую я рисовал на Хаксфордсовском драфте:



может быть нарисована в идеализированных компонентах вроде бы так:



В таком виде она совпадает с FFEC (имеет ту же ПФ). Но это, конечно, не схема из топикстарта. Здесь нет никаких плавающих ИП у EF и нужен сильноточный сумматор, включенный мостом к EF. Маст дай, одним словом.

[Nick]

Offтопик:

Спасибо большое, буду вертеть.

Кстати забыл сказать, что модели ОУ могут использовать подключение ёмкостей к земле, поэтому результат может зависить от модели и от выбора точки земли и будет не соответсвовать реальности. Если делать тоже самое на ИНУН, с добавление частотной коррекции (RC цепочками), то этого можно избежать. Если нужно, могу нарисовать как. И второй момент, и источник сигнала и сумматор должены иметь конечный выходной импеданс, приближенный к реальности. Иначе эмитерный повторитель будет иметь ровную АЧХ, даже там где он уже не только не усиливает ток, но и очень сильно его уменьшает (на сотнях МГц).

- - - Добавлено - - -

В таком виде она совпадает с FFEC (имеет ту же ПФ). Но это, конечно, не схема из топикстарта. Здесь нет никаких плавающих ИП у EF и нужен сильноточный сумматор, включенный мостом к EF. Маст дай, одним словом.

Да, здесь я согласен.

[.Васильев]

Николай а так мы часом к ОСВИ в вашем телефоннике на ЛТ1210 не придем?

[Ясен Пень]

Кстати забыл сказать, что модели ОУ могут использовать подключение ёмкостей к земле, поэтому результат может зависить от модели и от выбора точки земли и будет не соответсвовать реальности. Если делать тоже самое на ИНУН, с добавление частотной коррекции (RC цепочками), то этого можно избежать. Если нужно, могу нарисовать как.

Не хочет у меня генерить, хоть тресни. Что-то не то с моделями ОУ и тр-ров.

Просьба - бросьте ваши модели. Или схемку на упр ИНУН-ах с частотными коррекциями (хотя так я тоже пробовал). Покопаю еще настройки самого симулятора - может там что-то не так.

[Nick]

Прочитайте пожалуйста ещё раз этот пост, я его дополнил. https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1834783

- - - Добавлено - - -

Offтопик:
Чтобы генерил, грубо говоря нужно чтобы АФЧХ чисто операционника (до приведения его к сумматору) умноженная АФЧХ выходного каскада (с учётом импеданса его источника), давали сдвиг на частоте ед. усиления в петле больше или равно 180гр. Для этого надо убедиться что модель не имеет подключений к земле (т.е. чтоб наверняка сделать на ИНУН) и сделать не нулевой импеданс у источника сигнала. Хотя второе вызовет очень сильный рост некомпенсируемых искажений, поэтому можем пока рассматривать без этого.

- - - Добавлено - - -

Offтопик:

Просьба - бросьте ваши модели. Или схемку на упр ИНУН-ах с частотными коррекциями (хотя так я тоже пробовал).

ИНУН-ы уже завтра тогда. Спокойной!

[ViktKors]

Лень ветку читать, вот пример того как пробовл делать сам

Разница с дискутируемыми вариантами - инвертирующее включение усилителя. За счет этого чуть проще выделить сигнал ошибки - искажения.

Каскад Е12 - считайте, что это полевик, важно только, что импеданс этой точки относительно земли невысок, т.е. вход выходного каскада (Х1) имеет фиксированный относительно земли потенциал независимо от того, что твориться на выходе устройства (в точке "out").

Если каскад одозначенный как Е11 имеет нулевое усиление, имеем обычный УНЧ. Если подобрать усиление Е11 (~21), можем получить идеализированный вариант компенсатора искажений.

Получается тот самый "мост" только построенный на одном УМ. Выходной ток "компенсатора" Е11 расходуется только на резисторы цепи обратной связи и на входную цепь Х1. Выходное напряжение "компенсатора" - равно напряжению искажений, в случае нормального УНЧ - максимум доли вольта. Т.е по сути нагрузка "компенсатора" настолько легкая, что в качестве Е11 справляется обычный ОУ


Естественно, петлевое усиление в основной петле ОС никак не зависит от усиления "компенсатора", в этом совсем нетрудно убедиться.
Напряжение в точке "out" никак не зависит от выходного сигнала компенсатора (ну, с точностью до падения напряжения на выходном сопротивлении УНЧ), а стало быть сигнал для ОС никак не зависит от сигнала компенсатора - это разные цепи.

В какой точке и какую цепь нужо разорвать еа схеме показанной на картинке, чтоб обнаружить "добавочное усиление" в цепи общей обратной связи (ООС) и убедиться, что этот "компенсатор" суть просто один из вариантов обратной связи?

[Nick]

Или схемку на упр ИНУН-ах с частотными коррекциями (хотя так я тоже пробовал).

Вот с ИНУНами. Можете попробовать как есть и ещё выставить один ИНУНов в Ку = 2, там красивее получается . Т.к. модели тр-ров тоже играют роль, могу их сбросить, это стандартные LTSpice.

[Nick]

Вот с "идеальными" тр-рами LTSpice. Чтобы генерило надо Ку сумматора сделать чуть больше единицы (я сделал 1.5) и обеспечить доп. фазовый сдвиг в ВК (я поставил просто комплексную нагрузку 100ом + 1ом и1нФ). Убедиться что сам повторитель не генерирует, можно просто замкнув выход суматора (на схеме указано где). Уровень генерации можно увеличить, увеличив Ку ссуматора.
В общем конечно это не самые оптимальные способы показать генерацию, я просто по Боде подогнал фазу (как его построить, я написал раньше, см. пост про петлевое). Но т.к. мы пока обсуждаем вообще саму возможность генерации, думаю этого вполне достаточно.

[ViktKors]

Но т.к. мы пока обсуждаем вообще саму возможность генерации, думаю этого вполне достаточно.

Ну так никто не сомневается, что обычный ЭП вполне может генерить, при тех или иных условиях.

Но как-бы речь о другом. Есть дополнительная петля. Усиление в ней на ЗЧ около единицы (выше - вообще крохи), что как-бы совсем генерацию не исключает, но явно не является особо благоприятным для нее случаем (основная петля ОС как раз все задавит ).
И потом, эта дополнительная петля в сколько-нибудь значительной степени вообще не влияет на основную (не должна, по условиям корректной работы), поэтому говорить о том, что лучше все сделать "обычным образом" имхо - некоторое преувеличение..

П.С. Оно конечно все совсем не так просто, что "взяли да прикрутили компенсатор". Там дохрена всего учитывать надо. Но если особо не загоняться, децибелл 20 вполне отыгрываются (для "идеологических" схем - важно, а иных схем по нынешним временам имхо уже и нет).
Только не очень понятен посыл, что "это тоже ООС".
Потому и хочется увидеть график разного петлевого в двух случаях с/без компенсатором.
Вероятно что-то упустил:

я написал раньше, см. пост про петлевое.

Nick, а ткни носом в пост, где ты рисовал петлевое для случая с "компенсатором". Что-то не понимаю совсем, откуда там взяться дополнительному усилению в основной ООС-ной петле.

[Nick]

Разница с дискутируемыми вариантами - инвертирующее включение усилителя. За счет этого чуть проще выделить сигнал ошибки - искажения

Твоя схема приводится к вот такой, с очень небольшими допущениями, не влияющими на работу. E3 - это сумматор с Ку=21, E2 это инвертирующий усилитель (с очень большим Ку), V1 - источник сигнала.

- - - Добавлено - - -

Ну так никто не сомневается, что обычный ЭП вполне может генерить, при тех или иных условиях.

Ну здесь же генерит не эмитерный повторитель. Оба звена по отдельности не генерят. Но вообще ты меня обижаешь, я же по петлевому это всё делал . Вот по этой схеме https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1834562 . Там ПОС, поэтому большое петлевое.

[Nick]

Nick, а ткни носом в пост, где ты рисовал петлевое для случая с "компенсатором". Что-то не понимаю совсем, откуда там взяться дополнительному усилению в основной ООС-ной петле.

Вот я тебе новый нарисовал.

- - - Добавлено - - -

Ну да, отлично. Но пока у сумматора в этой схеме Ку=1 его можно с чистым сержцем выкинуть из схемы.

Да, чтобы работало как надо, надо Ку сумматора 21 (E3 = 21), как и в твоей. Когда 21 всё компенсируется, ровно так же как и в твоей. Потому как это фактические одинаковые схемы.

[ViktKors]

Ну здесь же генерит не эмитерный повторитель. Оба звена по отдельности не генерят.

Конечно, но и "запаса на генерацию" нет никакого, и только чуть постаравшись, ее вообще можно (и нужно) исключить. Не теряется от этого ничего (ну кроме теоретического подавления грамоник до ноля )

- - - Добавлено - - -

Вот я тебе новый нарисовал.

Хм, откуда там усиление более 0 дБ?
Е1 и Е2 имеют-же Ку=1?

А надпись на графике V[out,sumout+], она что означает?
Просто если смотреть петлевое, то нужно ведь оценивать отношение напряжений по обе стороны от введенного в разрыв ОС источника (V1)?
Или я совсем не о том?

[Nick]

Конечно, но и "запаса на генерацию" нет никакого, и только чуть постаравшись, ее вообще можно (и нужно) исключить. Не теряется от этого ничего (ну кроме теоретического подавления грамоник до ноля )

Ну ты говоришь, о том что можно сделать чтобы не генерило - конечно можно. И работать как-то в принципе будет, если постараться и сделать повторитель с большим входным импедансом и небольшим фазовым набегом.
Вопрос у нас тут в другом, это коррекция вперёд, или назад. Так вот получается что назад, потому как коррекция вводится через вход.

- - - Добавлено - - -

А надпись на графике V[out,sumout+], она что означает?

Напряжение на Rload резисторе (левая его точка это net "out", правая "sumout+").

- - - Добавлено - - -

Хм, откуда там усиление более 0 дБ?

ПОС.

[ViktKors]

...

ОК, я подумаю пока..

[Ясен Пень]

Прочитайте пожалуйста ещё раз этот пост, я его дополнил...
Вот с ИНУНами...
Вот с "идеальными" тр-рами LTSpice...

Уф... Загенерила, родимая. На ИНУН-ах. Надо было просто ждать больше и time step уменьшить на пару порядков. Спасибо за схемы!

В общем конечно это не самые оптимальные способы показать генерацию, я просто по Боде подогнал фазу (как его построить, я написал раньше, см. пост про петлевое). Но т.к. мы пока обсуждаем вообще саму возможность генерации, думаю этого вполне достаточно.

Мне кажется в п. #146 что-то не то со схемой. По крайней мере у меня симулятор напрочь отказывается ее моделировать. Да и так просто если посмотреть - как определяется напряжение на узле, объединяющем управляющий и управляемый минусы левого сумматора и управляющий плюс правого сумматора?

Чтобы генерил, грубо говоря нужно чтобы АФЧХ чисто операционника (до приведения его к сумматору) умноженная АФЧХ выходного каскада (с учётом импеданса его источника), давали сдвиг на частоте ед. усиления в петле больше или равно 180гр. Для этого надо убедиться что модель не имеет подключений к земле (т.е. чтоб наверняка сделать на ИНУН) и сделать не нулевой импеданс у источника сигнала. Хотя второе вызовет очень сильный рост некомпенсируемых искажений, поэтому можем пока рассматривать без этого.

Я в симуляторе в схеме с сумматором на ИНУН-ах смотрел АФЧХ между выходом ЭП и выходом сумматора (sumin+ и sumout+ на вашей схеме из п. #168), подключая земли инструмента Bode plotter (в MS есть такая фича) к левому выходу источника напряжения, питающего ЭП (sumout- на вашей схеме). Для Ку сумматора 1.5 получалось что-то вроде:



На моей аналогичной схеме с сумматором на модели ОУ что-то не так. Модель ОУ точно имеет внутреннюю землю, т.к. при подаче постоянного напряжения на вход всего этого безобразия ток втекает в единственный элемент "земля" на схеме, а вытекает из выхода ОУ т.е. как бы утекает в никуда и вытекает из ниоткуда.

По этой ли или по какой еще причине, но в схеме с ОУ разница АФЧХ сумматора и ВК не дотягивает до критических величин (Ку сумматора на ОУ равен 1):



И измерять АФЧХ здесь приходится по другому - земли Боде-плоттера надо цеплять не к левому выводу источника, а к правому, т.е. к схемной "земле" на вашей схеме. Думается, это тоже из-за внутренней земли модели ОУ.

Nick, а как вообще моделировать с такими моделями ОУ? Можно ли вообще доверять результатам такого моделирования?

В любом случае, еще раз спасибо за помощь и терпение!

И да - рассматриваемая схема - это конечно же схема с ОС. Теперь это окончательно ясно даже мне...

[Nick]

Мне кажется в п. #146 что-то не то со схемой. По крайней мере у меня симулятор напрочь отказывается ее моделировать. Да и так просто если посмотреть - как определяется напряжение на узле, объединяющем управляющий и управляемый минусы левого сумматора и управляющий плюс правого сумматора?

Схема правильная. Просто если Ку сумматора строго единица, то усиление у этой схемы бесконечность, симулятор такое не может посчитать. Чтобы работало, достаточно сделать Ку сумматора чуть чуть меньше или больше единицы. Ну или поставить реальные элементы, т.е. ОУ.

- - - Добавлено - - -

Nick, а как вообще моделировать с такими моделями ОУ? Можно ли вообще доверять результатам такого моделирования?

Ну если ОУ только в ссуматоре, то можно попробовать взять за землю, общую точку источников питания ОУ. Хотя конечно это всё кривовато. Реально я думаю эту схему большого смысла нет моделировать для последующей имплементации, т.к. для неё надо обеспечить очень низкоомный импеданс для источника и ссуматора. Или же переделать повторитель на очень большой входной импеданс. Иначе будут ошибки из-за нелинейного тока баз повторителя, которые будут создавать падение напряжения на импедансах источника+сумматор.

[Валет]

рассматриваемая схема - это конечно же схема с ОС. Теперь это окончательно ясно даже мне...

Это не ОС.

Главным элементом ООС является компаратор, выделяющий искажения, подаваемые потом на вход усилителя в противофазе. В нем сравниваются выходное напряжений с входным. Главным свойством ООС является уменьшение искажений, вместе с обязательным уменьшением усиления усилителя. В ООС чем больше усиление в петле, тем сильнее уменьшаются искажения, но ООС в принципе не может их полностью устранить.

В рассматриваемом устройстве компаратора и как устройства, и как функции, нет. Компенсируемое напряжение искажений уже имеется в устройстве независимо от наличия или отсутствия компаратора. Функцией устройства, называемого SUM, является только перенос этого напряжения во входную цепь для сложения (а не вычитания, как при ООС) с усиливаемым. Поэтому и работает устройство не так как усилитель с ООС. При увеличении усиления SUM до некоторого порога усиление устройства увеличивается (если Ку EF<1) или уменьшается (если Ку EF>1) с одновременным уменьшением искажений вплоть до полной компенсации, при дальнейшем увеличении усиления искажения появляются вновь, но уже в противофазе. Усиление устройства при этом ведет себя тоже совсем не так, как при ООС.

Таким образом, устройство и по функциональному составу и по функционированию не похоже и не является усилителем с ОС.
Однако в таком устройстве нет ничего нового. Подобные по принципу действия устройства известны многим. Это, к примеру, компенсатор сопротивления акустических проводов. Его тоже, если постараться, можно заставить генерировать, но все же он всего лишь компенсатор, в нем нет главного признака устройства с ООС – компаратора.

[humbl]

Главным элементом ООС является компаратор, выделяющий искажения, подаваемые потом на вход усилителя в противофазе.

На вход подается выходное напряжение.

[Ясен Пень]

Это не ОС.

А хотите я всех помирю?

В п. #160 я, по своему обыкновению, все же привел неправильно посчитанную ПФ.

Посчитаю прилюдно. Схема с потенциалами:



Нам надо посчитать передаточную функцию этой системы. ПФ определяем как отношение напряжения на зажимах нагрузки к напряжению на зажимах источника сигнала. В данном случае она равна (Uout-U1)/Uin. Коэффициенты усиления ВК и сумматора равны K и S, соответственно.

Далее:
Uout-U1 = K*(Uin-U1)
U1 = S*(Uout-Uin)

Отсюда:
Uout = {[K-S*(1-K)]/[1-S*(1-K)]}*Uin
U1 = S*{[K-S*(1-K)]/[1-S*(1-K)]}*Uin - S*Uin

И тогда наша ПФ равна:
(Uout-U1)/Uin = {[K-S*(1-K)]/[1-S*(1-K)]}*{1-S} + S.

Имеем два слагаемых. Одно дробное, что соответствует системе с ОС, а второе не дробное, что определяет систему без ОС. Все вместе соответствует Хаксфордовской обобщенной системе, в которой одновременно a<>0 и b <>0, т.е. действуют как FBEC, так и FFEC.

Проверим, что будет на некоторых конкретных значениях K и S.

Для указанных Nick-ом K=0.9 и S=1 сразу получаем ПФ=1. Но как мы это получаем? Первое слагаемое зануляется (из-за сомножителя (1-S)). Система становится независимой от левого слагаемого, К в нем может быть любым. Что это за случай по Хаксфорду? Это FFEC с b=1, a=0.

При S отличном от 1 ситуация другая. Работают и левое, и правое слагаемые. Это случай a<>0, b <>0. Но и в этом случае есть одна особенность - если K=1, то S может быть любым, т.к. в левом дробном слагаемом сокращается все, кроме (1-S), а в сумме с правым слагаемым, равным S, ПФ становится тождественно равна 1 независимо от значения S. ВК и сумматор как бы меняются ролями. Но наличие ВК с коэффициентом передачи равным 1 лишает нас самого предмета обсуждения, т.к. такому ВК никаких коррекций не нужно по определению.

Какой случай будет ближе к реальности? Очевидно, что точное суммирование в реальности невозможно, можно лишь пытаться приблизиться к нему. И тогда с необходимостью нам придется заботиться об устойчивости подсистемы с ОС, соответствующей левому слагаемому.

Во как все мудрено-то оказалось.