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]

Нет, у меня транс с раздельными вторичками. Кстати, седня обнаружил, что на самом деле транс имеет четыре вторички, просто они соединены в две со средними точками.. Можно разделить и поставить два моста.
Вообще все происходит вот в этом ящике от советского усилителя:

[Nick]

Нет, у меня транс с раздельными вторичками. Кстати, седня обнаружил, что на самом деле транс имеет четыре вторички, просто они соединены в две со средними точками.. Можно разделить и поставить два моста.

Понятно, если мотали в 4 провода, то может быть большая ёмкость между обмоток, и соответвенно это наверное может усугублять этот эффект с шунтированием диодов...

Добавлено через 5 минут
Видимо может ещё зависеть как они подсоединены (в смысле фазы). Желательно чтоб она совпадала в каналах.

[Audiomaniac]

Nick,

Понятно, если мотали в 4 провода, то может быть большая ёмкость между обмоток, и соответвенно это наверное может усугублять этот эффект с шунтированием диодов...

Да, я тоже над этим думал. Заметил, что когда смотришь помеху на диоде в одном канале, а снаббер подключаешь в другом - то и тогда помеха заметно уменьшается!
В общем, транс хреновый.. Может попробовать два канала к одной обмотке подключить?

[Nick]

Вообще все происходит вот в этом ящике от советского усилителя:

Места много
PS. Я спать пошёл, до завтра.

Добавлено через 1 минуту

В общем, транс хреновый.. Может попробовать два канала к одной обмотке подключить?

Не, так вообще низких искажений можно не ждать. Сам на это наткнулся когда мерял, и вот прочёл сегодня http://www.national.com/an/AN/AN-1490.pdf

Добавлено через 2 минуты
Maintaining symmetry in the right and left channel areas of
the PCB artwork is important. PCB artwork symmetry means
that the left and right sections of the circuit look very similar
if not exactly the same with the same trace lengths and
widths. In some cases a mirror image of the left to the right
sides of the artwork on the circuit board create the proper
balanced (identical left and right channel) measurements in
the final design. Example: In order to achieve 0.0006%
THD+N for the right and left channel circuits, the ground
connections on the board had to be identical in length and
width to under 0.01” (.25mm) of an inch and had to have
identical geometries on both sides of the board. THD+N
numbers of 0.01% or better can be achieved without such
careful considerations but again the final cost of the circuit
board will be the same for a mediocre layout or one which is
carefully designed.
Только они не говорят что это для 1кГц, на 10кГц там вообще труба будет.

[RAVe]

3. Снубер ?

Ага, его

[Ale]

Можно разделить и поставить два моста.

О!
А еще, нельзя обмотки соединить так, чтобы каждое питание было собрано из двух обмоток, размещенных на разных секциях транса? Хотя, конечно, скорее всего, нет...

[RAVe]

Не, так вообще низких искажений можно не ждать. Сам на это наткнулся когда мерял, и вот прочёл сегодня http://www.national.com/an/AN/AN-1490.pdf.

Интересный, по крайней мере для меня , документ... Кстати, они там не рекомендуют делать полигоны, ну и не делать 4 слойные платы ), чтоб не дорого было. И пока не очень понял..они рекомендуют делать отдельные трансы на + и - напряжения?, то есть по 1 вторичке от каждого транса? ...Понял...они место экономят )...Кстати, никто не помнит, где тут на форуме, на англ языке была статейка, там рассказывалось о зависимости мощности транса и емкости конденсаторов, для получения одного и того же уровня пульсаций? Дайте ссылочку, ну или документом киньте....

[ИГВИН]

Л.Зуев о снабберах:
https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=713

[Audiomaniac]

Кстати, кто-нить задумывался, почему, когда вставляешь RCA разъем в усилитель и хотя земля еще не соединена, а музыка уже звучит, хотя и слабо ? Только один сигнальный провод соединен. Как в это время соединяется второй, через ЧТО замыкается цепь?
Я вот задумался.. Бррр...

Добавлено через 41 минуту
RAVe,

Интересный, по крайней мере для меня , документ...

Вообще статейка странная. Отмечают негативное влияение разделительного конденсатора и предлагают ставить серво. Как будто оно во всяком случае лучше конденсатора, что мягко говоря, спорно.
Ни слова про питание, какие диоды применены. Пленочные шунты в питании.
Короче говоря, как оно на самом деле звучит - ХЗ.

[Prohoji]

Ну вот. А помню весной некоторые утверждали что компенсатор сделать нельзя... Оказывается можно..
Nick А вы не пробовали в симуляторе проверять схему при сигнале похожим на реальный. Например подать, ну скажем , пять частот, по всему диапазону, чтобы последние две частоты были 19 и 20кГц ,посмотреть спектр, и сравнить с " идеальным" то-есть со спектром на входе ?

ЗЫ. Кстати а откуда Ку получился 20,5 или это такой юмор ? Половинка -то откуда ?

[Audiomaniac]

Скоропостижно реанимировав старую звуковуху (кто бы мог подумать - сдохли разделительные кондеры по входу, заменил - все работает), стал смотреть помехи в питании с новым конструктивом.
Спектр помех гораздо короче. Если раньше легко просматривался хвост сетевых гармоник до 10кгц, то сейчас - всего до 3х (это на холостом ходу). Величина пульсаций на ХХ - 30мв p-p. (стало быть, -40дб на спектре соответствуют этому напряжению).

Выход без сигнала (делитель 1/10)

А вот что творится на питании с нагрузкой. 10кгц, 4ома, 8В RMS, минусовое питание

А это выход при том же сигнале и нагрузке

Вторая гармоника на самом деле меньше, ее в основном дает сама звуковуха.

А это выход без сигнала и без делителя

[Prohoji]

Audiomaniac
А ты попробуй раздели емкость, которая стоит по питанию пополам и воткни между ними дроссель ( какой нибудь значительный) Т.е. мост-емкость-дроссель-емкость.. Дальше на питание усилителя.
И посмотри какие там будут спектры...

[Audiomaniac]

Перемерял более правильно. На делитель 1к/100 ом были внешние наводки, поставил 100/10 ом и усреднение побольше, лучше видно.

Prohoji, где же взять такой дроссель и какие там будут габариты..
У меня щас стоят резисторы проволочные 0.33 ома (немножко индуктивности у них есть) ;)

[Prohoji]

Где взять ... Купить ...
Или намотать .. Я пробовал, в качестве эксперимента с нашими ДР-... (дальше не помню, сейчас под рукой их нет) Мерил такой же Спектролабой... Весь тот лес что слева полностью исчезал.
А намотать наверное можно хотябы на аморфном железе. 2-е обмотки. На плюс и минус питания, чтобы их магнитные потоки вычитались. (чтобы скомпенсировать постоянную состовляющую)
Главное чтобы емкость была пополам ...

[Nick]

Audiomaniac
А ты попробуй раздели емкость, которая стоит по питанию пополам и воткни между ними дроссель ( какой нибудь значительный) Т.е. мост-емкость-дроссель-емкость.. Дальше на питание усилителя.
И посмотри какие там будут спектры...

Дросель если ставить, то его нужно очень хорошо экранировать.

Добавлено через 3 минуты

А это выход без сигнала и без делителя

Может стабилизатор ?

Добавлено через 6 минут

На плюс и минус питания, чтобы их магнитные потоки вычитались. (чтобы скомпенсировать постоянную состовляющую)

Если будут вычитаться магнитные потоки, то и индуктивность очень маленькой. Т.е. если при этом кондёры симметрично разрядятся в + и - питания, то эта индуктивность работать практически не будет.

[Prohoji]

Если будут вычитаться магнитные потоки, то и индуктивность очень маленькой

Это если эти обмотки соеденить последовательно.
Сдесь каждая обмотка в своем плече питания.
А ток в плечах течет в нагрузку поочереди ...

[Nick]

А ток в плечах течет в нагрузку поочереди ...

Это как ? Если усилитель к примеру усиливает 10кГц, то практически это равносильно тому что оба плеча одинково нагружены. И ток зарядки кондёров будет идти синхронно в обоих плечах.

[Prohoji]

Не ну причем тут 10 кГц. В двухактной схеме через выходные транзисторы... Сначала через верхний-верхняя полуволна.. Потом через нижний в нагрузку.
Как это в нагрузку может потечь ток сразу через два транзистора что-ли ?
Другое дело за счет сглаживания в фильтре, часть индуктивности потеряем .. Но если просто так намотать дроссель, так железо вообще в насыщение войдет .. И еще больше проиграем ...

Хотя наверное это относится скорее к состовляющей тока от питания плечь.

[Prohoji]

Так что там с Ку и спектрами.
Я подобный усь(только на других элементах) моделировал в Спайсе. И чтобы увидеть хотябы по спектрам хоть какую нибудь разницу между входом и выходом загнал его в самый "суровый" режим на полной амплитуде (400Гц, 13кГц, 17кГц, 18кГц, 19кГц, 20кГц) ... Толком разницу так и не увидел.
Да... На выход я еще прицепил,параллельно 4 Омам нагрузки, через 4 Ома, внутренний генератор с полной амплитудой (для этой модели) на частоте 14 кГц. Тоесть получил динамическую нагрузку..
Просто интересно как к такому "тесту" отнеслись бы другие модели ...

[Nick]

Не ну причем тут 10 кГц. В двухактной схеме через выходные транзисторы... Сначала через верхний-верхняя полуволна.. Потом через нижний в нагрузку.
Как это в нагрузку может потечь ток сразу через два транзистора что-ли ?

А конденсаторы там не стоят? ВК работает с локальных конденсаторов, которые сглаживают 10кГц практически полностью, делая ток потребленя что + плеча что - практически постоянным...

Добавлено через 4 минуты
Или вы предлагаете сразу с дроселей питать усилитель, без дополнительных сглаживающих ёмкостей, т.е. C-L-ВК ?

Добавлено через 1 минуту

Так что там с Ку и спектрами.
Я подобный усь(только на других элементах) моделировал в Спайсе. И чтобы увидеть хотябы по спектрам хоть какую нибудь разницу между входом и выходом загнал его в самый "суровый" режим на полной амплитуде (400Гц, 13кГц, 17кГц, 18кГц, 19кГц, 20кГц) ... Толком разницу так и не увидел.
Да... На выход я еще прицепил,параллельно 4 Омам нагрузки, через 4 Ома, внутренний генератор с полной амплитудой (для этой модели) на частоте 14 кГц. Тоесть получил динамическую нагрузку..
Просто интересно как к такому "тесту" отнеслись бы другие модели ...

Всё нормально вроде. Моделировать я давно уже закончил. В реальности я тестировал только 19+20кГц, больше синусоид не делал. Разницы с входным сигналом практически не обнаружено ещё даже с не последней версией (-120дБ) https://forum.vegalab.ru/attachment....1&d=1197347941. Всё на самом деле ограничевается конструкцией.