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]

А разъемы Neutrick - профессиональный стандарт, очень удобны, качественные и на удивление недороги.

Надо будет попробовать.

[Audiomaniac]

Nick,

А как мерял ?

Параллельно диоду цепочка из последовательных резистора 1к и кондера 0.1мкф, скоп подключается параллельно резистору.

[Nick]

Кстати, Илья, у тебя помехи от диодов могут играть большую роль ещё от того что сигнальный земляной провод (обратной связи) проходит прямо рядом с диодами (непомню точно, помоему даже под ними)...

[Audiomaniac]

Nick, у меня вообще какая-то странная хрень наблюдается.
На величину выброса на диоде каким-то образом влияет то, нагружен выход лмки или нет, даже без входного сигнала - чем больше нагрузка, тем больше выброс. Притом, что на выходе ничего кроме шума не видно.
Но, что интересно, если замкнуть выход ад825 на землю - выброс практически исчезает.. Замыкание входа 825-й ни на что не влияет. Генерит 825-я что-ли.. Хотя с чего бы.
Или диоды дают мощную ВЧ-помеху, которую ловит 825-я.
В общем, загадочно.

[Nick]

нагружен выход лмки или нет, даже без входного сигнала

А как с нагрузкой и входным сигналом ? (кстати всё это может быть из-за смещения по постоянке)

[Audiomaniac]

Nick,

А как с нагрузкой и входным сигналом ?

С нагрузкой пичок конечно возрастает. Существенно давится снаббером 4.7u+12R, но не полностью.
Полностью можно удавить 22u + 12R, но такой здоровый кондер не хочу ставить, по-моему это антенна получается нехилая.

Nick,

кстати всё это может быть из-за смещения по постоянке

Точно. Я, пока спал, до этого тоже допер.. Окончательно убедился, подключив нагрузку через большой кондер - ничего нет. Еще попрбовал просто с питания на землю резистор 2к - тоже растет пичок.. Так что действительно дело в пост. смещении на выходе.
Там все-таки около 50мв, видимо создает некоторый заметный ток в нагрузке.. А поскольку смещение определяется только выходом ад825, то его закорачивание убирает смещение.
Кстати, еще несколько улучшило звучание изменение номиналов резисторов в ООС ад825. Стояло 24к и 10к, поставил 4.7к и 2.2к. Микрокап в таком варианте показывает апериодическую АЧХ, а с прежними номиналами - пичок на 10мгц..

[Nick]

С нагрузкой пичок конечно возрастает. Существенно давится снаббером, но не полностью.

Да, я давно читал, снаберы дают эффект. Но опять же лучше конструктивно отнести диоды и первые кондёры подальше от самого усилителя, и в идеале заэкранитровать вместе с трансом...

[Audiomaniac]

У меня кстати, в отсеке транса как раз есть место.. Влезет два небольших моста и кондеры 4700 на 35В.. Стоит попробовать?

[Nick]

У меня кстати, в отсеке транса как раз есть место.. Влезет два небольших моста и кондеры 4700 на 35В.. Стоит попробовать?

Думаю да, если тревожат помехи от питания

[Audiomaniac]

По крайней мере они явно влияют на звук.

[Nick]

Только незабыть подключить их через резисторы 0.1-0.33 ома к кондёрам на плате усилителя, а не напрямую. 1 ом лучше при этом убрать.

[A.R.]

Nick, у меня вообще какая-то странная хрень наблюдается.
На величину выброса на диоде каким-то образом влияет то, нагружен выход лмки или нет, даже без входного сигнала - чем больше нагрузка, тем больше выброс. Притом, что на выходе ничего кроме шума не видно.
Но, что интересно, если замкнуть выход ад825 на землю - выброс практически исчезает.. Замыкание входа 825-й ни на что не влияет. Генерит 825-я что-ли.. Хотя с чего бы.
Или диоды дают мощную ВЧ-помеху, которую ловит 825-я.
В общем, загадочно.

[с невинно-глупым выражением лица] А Вы, случайно, не под лампой дневного света все измерения проводите?

[RAVe]

Только незабыть подключить их через резисторы 0.1-0.33 ома к кондёрам на плате усилителя, а не напрямую. 1 ом лучше при этом убрать.

1 Ом, это который сигнальную замлю с силовой соединяет? А какой мощности должен быть резистор на 0.1-0.3 Ом? и как расчитать резистор и конденсатор, шунтирующие вторичку транса?

[Nick]

1 Ом, это который сигнальную замлю с силовой соединяет? А какой мощности должен быть резистор на 0.1-0.3 Ом? и как расчитать резистор и конденсатор, шунтирующие вторичку транса?

1. Не совсем, который стоит от среднего вывода транса.
2. 2-3W должно хватить.
3. Снубер ?

[Audiomaniac]

В общем, сделал. Диодные мосты KBPC308 (что было под рукой) и кондеры на 4700мкф убрал внуть железного отсека для транса, питание на усилитель подал через 0.33ома, земляной резистор 1ом закоротил. Точку подключения земли нагрузки не менял.
Первое впечатление - звучит не лучше, возможно даже хуже.
Попробовал зашунтировать мост 0.01мкф, стало лучше, в общем как и было.
Ну, поскольку не хуже, то разбирать не буду, но большого смысла в таком конструктиве не ощутил я.

[Nick]

В общем, сделал. Диодные мосты KBPC308 (что было под рукой) и кондеры на 4700мкф убрал внуть железного отсека для транса, питание на усилитель подал через 0.33ома, земляной резистор 1ом закоротил. Точку подключения земли нагрузки не менял.
Первое впечатление - звучит не лучше, возможно даже хуже.
Попробовал зашунтировать мост 0.01мкф, стало лучше, в общем как и было.
Ну, поскольку не хуже, то разбирать не буду, но большого смысла в таком конструктиве не ощутил я.

А что сильно слышно когда шунтируешь мост ?

Добавлено через 3 минуты

но большого смысла в таком конструктиве не ощутил я.

Смысл мог бы быть только виден по измерениям наводок с цепей питания. Кстати ты не пробовал смотреть НЧ спектр на выходе при допустим 10кГц 30Ватт на резистор ?

[Audiomaniac]

Nick,

А что сильно слышно когда шунтируешь мост ?

Ага. Даже снаббер слышно.
Проявляется так, что усилитель начинает акцентировать те музыкальные фразы, которые не надо, а те, которые надо - выделяются противно, взвизгивают.

Добавлено через 1 минуту
Nick,

Смысл мог бы быть только виден по измерениям наводок с цепей питания. Кстати ты не пробовал смотреть НЧ спектр на выходе при допустим 10кГц 30Ватт на резистор ?

У меня звуковуха сдохла, случайно 100в ей на вход подал ;)
А скопом ничего не увидишь.
Куплю новую, посмотрю обязательно.

[Nick]

Nick,

Ага. Даже снаббер слышно.
Проявляется так, что усилитель начинает акцентировать те музыкальные фразы, которые не надо, а те, которые надо - выделяются противно, взвизгивают.

И даже после того что сделал сейчас (поставил диоды и кондёры отдельно) ?

Добавлено через 1 минуту

У меня звуковуха сдохла, случайно 100в ей на вход подал ;)
А скопом ничего не увидишь.
Куплю новую, посмотрю обязательно.

Понятно, печально. Может только ОУ вылетели (и защитные диоды) ?

[Audiomaniac]

Nick,

И даже после того что сделал сейчас ?

Сейчас это существенно меньше, но все равно не совсем доволен.
Собственно,я всю дорогу с этим и борюсь. Кстати, этот эффект, по моим наблюдениям, может возникать от самых разных причин, своего рода глобальный индикатор того, что где-то что-то не так. В моем случае постепенное его уменьшение вызывала и чистка питания сервопроцессора в сидюке и дополнительное шунтирование питания моторов в нем же лоу еср электролитами, и шунтирование диодов и правильное применение снаббера (а неправильный снабберр наоборот усугублял).
Хочу сразу оговориться, что хотя по описанию может сложиться жуткое впечатление, но на самом деле этот эффект еще надо уметь заметить и выделить. Я не сразу понял, в чем тут дело.

Добавлено через 58 секунд
Nick,

Может только ОУ вылетели (и защитные диоды) ?

Неа, там вход сразу на кодек идет, без буфера, так что видимо абзац.

[Nick]

Сейчас это существенно меньше, но все равно не совсем доволен.

Вообще я бы ожидал что при хорошо разведённой плате и вот таким способом разделённом питании, проблем вообще быть недолжно. Поэтому я бы не стал сильно мучаться с текущим дизайном, так как если ты будешь переделывать, то этих проблем может вообще не возникнуть. Кстати а у тебя двойное моно (два транса) ?