Малошумящие быстродействующие стабилизаторы.

[Эзотехник]

Передаю чужую идею, которую надо "ожелезить":

Стабилизаторы напряжения с апериодическим установлением проектируются так, чтобы выходной конденсатор формировал основной полюс. Это источник тока, управляемый напряжением ООС. Поскольку он работает на ёмкость, получается интегратор. При этом импеданс на ВЧ определяется конденсатором (резонансного всплеска на частоте единичного усиления при этом практически нет), а на НЧ - глубиной ООС. Такие схемы легко обеспечивают 10-20 миллиом во всей полосе, на НЧ даже меньше.

Кто по этим данным может составить схему и метод расчёта выходной ёмкости ?

[Костя Мусатов]

Попроси этого "чужого" ожелезить. Высказывать идеи надо потрудиться их посчитать. Для какого-то конкретного случая может и так.

[SinteZ]

Немного звукотехник,

А параметрический стабилизатор не канает? Или тебе в питание мощника стабилизатор нужен?

[Эзотехник]

Попроси этого "чужого" ожелезить. Высказывать идеи надо потрудиться их посчитать.

Такие схемы рассчитывались и применялись, но у автора недостаток времени и избыток "коммерческой таинственности"

А параметрический стабилизатор не канает?

а где гарантия, что он не будет иметь колебаний или выбросов на переходной характеристике ? Это такая же система автоматического регулирования, но с пониженным КПД.

Или тебе в питание мощника стабилизатор нужен?

для ЦАП например.

[SinteZ]

Немного звукотехник, Стабилитрон + диод всего и делов. Помоему прокатит. Или что-то на подобии КРЕН или TL.

[Евгений Верис]

SinteZ,
плиз нарисуй схему стабилизатора "стабилитрон+диод"???

[лысый]

Стабилизаторы напряжения с апериодическим установлением проектируются так, чтобы выходной конденсатор формировал основной полюс. Это источник тока, управляемый напряжением ООС. Поскольку он работает на ёмкость, получается интегратор.

Как тебе например такой "релейно-линейный стабилизатор":
Источник тока на ток чуть больше максимального в нагрузке. Точность и стабильность особая не нужна, главное чтоб можно было его стробировать. Компаратор с гистерезисом, на одном входе опора, на другом напряжение с конденсатора. Его выход включает/выключает источник тока.
Величина пульсаций определяется гистерезисом компаратора. Частота пульсаций исходя из du/dt=I/C, где I - ток источника тока.
Динамика мгновенная, никаких перерегулировок.
Недостатки:
- трудно получить пульсации меньше 15-20мВ;
- надо очень внимательно с компоновкой платы.

[АудиофилЪ]

лысый, это импульсный стабилизатор. Импульсникам в звуке делать нечего.

[Эзотехник]

Импульсникам в звуке делать нечего.

Согласен. Только надо чтобы и линейные стабилизаторы не становились генераторами в случае сложной нагрузки.

Разбиваю сложную задачу на несколько простых.
Как рассчитали выходную ёмкость в этой схеме ?

[vizzy]

А даташит на микруху почитать?

[лысый]

АудиофилЪ,

лысый, это импульсный стабилизатор. Импульсникам в звуке делать нечего.

Принцип близкий, но это что-то среднее. По сути вместо дросселя линейный источник тока. Шумит гораздо меньше импульсника.

А насчёт импульсника в общем случае согласен, но лучше по принципу "никогда не говори никогда". Есть и положительный опыт.

[Костя Мусатов]

В даташитах приводят графики для рассчета этих конденсаторов, точнее областей номиналов, в зависимости от нагрузки и других параметров.

[Костя Мусатов]

Не знаю. Похоже этот мифический автор изобрел велосипед. В технике источников питания уже все обсосано по много раз. Я сам часто использую параллельный стабилизатор на TL431 в своих схемах. Источником тока для него выступает или транзисторный каскад на нтакой же или ИТ на LM317.

[Костя Мусатов]

А что тут рисовать. Ставишь LM317 по схеме источника тока из datasheet. Для этого нужен один резистор поставить последовательно по выходу и управляющий электрод на выход схемы. Так ты получил двухполюсник ИТ. Теперь так же из datasheet TL431 собираешь параллельный стабилизатор напряжения. При необходимости дополняешь его мощным транзистором pnp. Схема содержит три резистора. Два - делитель с выхода на управляющий tl-ки и один шунтирует БЭ переход. Катод TL-ки на базу, анод на землю. Э - выход, К - земля.

[Костя Мусатов]

Это неуправляемый источник тока получится

1. Что имеется в виду под неуправляемым?
2. Почему источник тока? Когде получаетя источник напряжения.

[Эзотехник]

1. вышеописанный ИТ на LM317 даёт ток постоянной величины, которая зависит от выбранного резистора.

2. Перечитай первое сообщение темы - нужен ИТУН.
А источник напряжения может быть неустойчив при работе на ёмкость нагрузки.

[Костя Мусатов]

Тогда мы возврящаемся к совсем началу.
Вопрос номер 0. А для чего нужен стабилизатор? Если питать маломощные каскады, то делается ИТ на немного больший ток, чем возможное потребление. А если для стабилизации силового питания, то эта схемотехника вообще не катит.
Схема с неуправляемым ИТ и параллельным стабилизатором абсолютно устойчива, если емкость нагрузки не менее определенной.
Если ИТ будет управляемый, то это уже не ИТ. За счет ОС в этом управлении эффективное выходное сопротивление уже будет невысокое. По сути возьми вариант последовательного стабилизатора с коллектором к нагрузке. Выходное сопротивление его без ОС велико, а с ОС (управлением) становится низким. Устойчиваость таких схем, правда, не высоко.

[antecom]

Зачем изобретать велосипед? Для маломощных каскадов, например аналоговой части ЦАПа, лучший стаб - параллельный по схеме опора-ОУ-транзистор. На НЧ за счет глубокой ООС выходное сопротивление получается меньше миллиома. Например с ОР37 на 10кГц Rвых=0.2мОм. Шумовая дорожка 15мкВ р-р в полосе 100кГц (шум предусилителя 10мкВ). Проблем с устойчивостью не возникало. В реальной схеме ЦАПа с таким стабом, модуляции питания силналом вообще не просматривается, виден только этот шумок.
Открытым остается вопрос на какой частоте стабилизатор должен уступать место выходной емкости. Легко можно сделать выше 100кГц. Но опытные товарищи почему то так не делают. Например в конструкциях Андронникова быстродействие опера постепенно снижалось: 110МГц AD797 в LYNX7, 8МГц OP27 в LYNX15, 1.3МГц OP2177 в LYNX20DE.

[Эзотехник]

Зачем изобретать велосипед? Для маломощных каскадов, например аналоговой части ЦАПа, лучший стаб - параллельный по схеме опора-ОУ-транзистор. На НЧ за счет глубокой ООС выходное сопротивление получается меньше миллиома. Например с ОР37 на 10кГц Rвых=0.2мОм. Шумовая дорожка 15мкВ р-р в полосе 100кГц (шум предусилителя 10мкВ). Проблем с устойчивостью не возникало. В реальной схеме ЦАПа с таким стабом, модуляции питания силналом вообще не просматривается, виден только этот шумок.

Проще, лучше, меньше !
Чтобы шум с резистивной нагрузкой и при запитке генератора не отличался в разы. Идеальный “стаб” ещё не придуман, поскольку он должен быть трёхвыводным последовательным, габаритами с TO-220 (или монтироваться на ногах мощного транзистора) и стоить копейки (чтоб не жалко было на каждый вывод питания его ставить). А хорошие кондёры дороги.

[Gav]

Зачем изобретать велосипед? Для маломощных каскадов, например аналоговой части ЦАПа, лучший стаб - параллельный по схеме опора-ОУ-транзистор. На НЧ за счет глубокой ООС выходное сопротивление получается меньше миллиома. Например с ОР37 на 10кГц Rвых=0.2мОм. Шумовая дорожка 15мкВ р-р в полосе 100кГц (шум предусилителя 10мкВ). Проблем с устойчивостью не возникало. В реальной схеме ЦАПа с таким стабом, модуляции питания силналом вообще не просматривается, виден только этот шумок.
Открытым остается вопрос на какой частоте стабилизатор должен уступать место выходной емкости. Легко можно сделать выше 100кГц. Но опытные товарищи почему то так не делают. Например в конструкциях Андронникова быстродействие опера постепенно снижалось: 110МГц AD797 в LYNX7, 8МГц OP27 в LYNX15, 1.3МГц OP2177 в LYNX20DE.

Первый полюс образован фильтром из сопротивления нагрузки и шунтирующего электролита, у LT была соответствующая AN,вроде 003.Откуда мегагерцы?

[Костя Мусатов]

Получил описание схемы в третьей итерации:

Посчитай полярность управляющих сигналов в схеме. она явно будет триггером, а не стабом. Для нормально работы от катода 431-й до выхода не должно быть инвертирования.

[antecom]

Первый полюс образован фильтром из сопротивления нагрузки и шунтирующего электролита, у LT была соответствующая AN,вроде 003.Откуда мегагерцы?

Мегагерцы это частота единичного усиления перечисленных операционников. Чем она выше, тем больше усиление в петле ОС на звуковых частотах и соответственно меньше выходное сопротивление стабилизатора.

[Эзотехник]

Посчитай полярность управляющих сигналов в схеме. она явно будет триггером, а не стабом. Для нормально работы от катода 431-й до выхода не должно быть инвертирования.

Извиняюсь за свои попытки восстановить по "испорченному телефону" полузабытое "очень занятым" собеседником устройство. Теперь получил и помещаю рисунок автора. Долго же его пришлось уговаривать вспомнить и нарисовать схему .
Ещё он сказал, что “R6 лучше заменить на источник тока порядка 5 - 10 мА. Проще всего - обычный полевик с резистором в истоке."
В итоге получается так же громоздко, как ИОН+ОУ+транзистор. Зато оригинально, можно марку Hi-drop™ зарегистрировать

[Ремонт-NIK]

Немного звукотехник,
Это. как я понимаю. окончательный вариант схемы?

[Эзотехник]

Да, окончательный, она уже где-то применялась. Я её пока не собирал, но в симуляторе работает. Интересно узнать мнение Lynx*а о ней.

[Ремонт-NIK]

Интересно узнать мнение Lynx*а о ней.

Offтопик:
Свое мнение(способ решения)он высказал в той ветке.где ты спрашивал как узнать что внутри осцилляторов

[Эзотехник]

в схеме мосфетов нет, усиления много.
А у рекомендованных им стабов PSRR ОУ ухудшается с частотой, импульсная характеристика может быть плохой при работе на Low ESR кондёры.

[Ремонт-NIK]

Схемотехник из меня никакой. но как понял из поста Дмитрия.

"сопротивление ОУ составляет сотни и тысячи МОм и при использовании современных ОУ с малой спектральной плотностью шумового тока и низкой частотой среза фликкер-шума возможна реализация стабилизатора, выходной шум которого будет определяться, в основном типом ОУ, при этом габариты элементов фильтра будут совсем небольшими. А вот с транзистором так не получится, все-таки базовый ток оного при номинальной нагрузке стаба гораздо больше (в т.ч. для дарлингтона), чем входной ток ОУ. "

А у рекомендованных им стабов PSRR ОУ ухудшается с частотой,

Этот параметр у всех ОУ ухудшается с частотой.

В итоге получается так же громоздко, как ИОН+ОУ+транзистор.

А если поставить фильтрующий конденсатор в цепь упр.электрода TL431,то еще более громоздко будет.

Offтопик:
А что, долго смакетировать схему для проверки?

[Эзотехник]

Во-первых сам принцип стаба другой.
Во-вторых ИОН+ОУ уже имеются в составе TL431 (шум около 15 мкВ в полосе до 20 кГц).

Цитирую также твою любимую статью о "прокорме оркестра":

"Бесполезен и такой параметр, как долговременная стабильность выходного напряжения, поскольку его дрейф в пределах нескольких процентов обычно не имеет значения. Гораздо важнее поведение ИП в условиях динамически изменяющегося тока нагрузки, который при реальном музыкальном сигнале носит импульсный характер."
"реакция ИП на импульсную нагрузку и характеризует его звуковые свойства, а для цифровых схем становится практически единственным важным фактором."
"именно динамические свойства стабилизаторов определяют их собственные шумы"

Макетировать некогда пока.

[Инквизитор]

Во-вторых ИОН+ОУ уже имеются в составе TL431 (шум около 15 мкВ в полосе до 20 кГц).

Несколько больше, обычно около 30-50мкВ при выходном напряжении 2,5В.

[Эx, залужу...]

Немного звукотехник,

Во-вторых ИОН+ОУ уже имеются в составе TL431 (шум около 15 мкВ в полосе до 20 кГц).

Несколько больше, обычно около 30-50мкВ при выходном напряжении 2,5В.

Куча разных TL-ок и LM-ок (431-x), которые у меня были, покупные, сэмпловые и выпаяные из всякого "брендового" хлама, давали гораздо худшие результаты. Кондюк на управляюще ноге, позволяет снизить шум, но до определенных переделов, т.е он работает как ООС, режущая усиление в более высоких частотах, но этот шум не может быть меньше, чем шум TL-ки при выходном 2.5В.
Точные результаты в цаповой ветке.
Началось отсюда
https://forum.vegalab.ru/showthread....2144#post32144, а на последующих страницах была изготовлена специальная примочка для измерений шума осциллом и вывалены результаты. Закончилось (-ли? ) вроде на странице #92.

В полосе до 100КГц хуже по шумам, чем "не левые" 7805-е. Самое интересное получалось TL+последовательный регулирующий транзистор, шум меньше 700мкВ вообще получить не удалось, ни с разными кондюками в ОС ( причем как с выхода стаба, так и с выхода TLки на Vref), ни с разным током TL-ки. Как только не крутил. :-

[Эзотехник]

поправляюсь: типовой СОБСТВЕННЫЙ ШУМ TL431 в полосе 0...10 кГц равен 15 мкВ.
Всё что намеряли выше - это выбросы и провалы конкретной СХЕМЫ СТАБИЛИЗАТОРА с TL431 при работе на нагрузку со значительной импульсной составляющей.

Гляньте для примера даташит ИОНа AD586 - шум единицы микровольт на резисторе, и выбросы сотни мкВ при росте нагрузки от 0 до 10 мА.

[Ремонт-NIK]

Цитирую также твою любимую статью о "прокорме оркестра":

"Бесполезен и такой параметр, как долговременная стабильность выходного напряжения, поскольку его дрейф в пределах нескольких процентов обычно не имеет значения. Гораздо важнее поведение ИП в условиях динамически изменяющегося тока нагрузки, который при реальном музыкальном сигнале носит импульсный характер."
"реакция ИП на импульсную нагрузку и характеризует его звуковые свойства, а для цифровых схем становится практически единственным важным фактором."
"именно динамические свойства стабилизаторов определяют их собственные шумы"

Это тут причем?
Разговор про звуковые схемы идет?
А для чего тогда Low-ESR кондеры?

[Эx, залужу...]

Всё что намеряли выше - это выбросы и провалы конкретной СХЕМЫ СТАБИЛИЗАТОРА с TL431 при работе на нагрузку со значительной импульсной составляющей.

Эта конкретная схема при ее измерениях работала на резюк

Конкретная схема стабилизатора: TL-ка + 2 одинаковых резюка (5В на выходе)+последовательный нагрузочный резюк(шунтрегулятор) + кондюк на выходе и параллельно ему нагрузка резистивная ( опционально - шумоподавлющий конд в ООС)
Номиналы варьировались, токи тоже, TL-ки менялись - менее 200мкВ получить не удалось.
Более того, при работе без усиления (2.5В) без резюков, шум у ВСЕХ ЭКЗЕМПЛЯРОВ, бывших у меня, вплотную к 200мкВ (макс. ширина дорожки на экране осциллографа при полосе в 100КГц, т.е. амплитудное пик-пик)



Мое мнение, если нет малошумящих опор, а светодиод как опора не подходит из дрейфа, но нужен малый шум, любой стабилитрон даст его меньше, чем TL431.

ЗЫ. Насчет статьи "Про прокорм оркестра" (это из практики АВ, если не ошибаюсь?), так там вообще через строчку бред.

[Ремонт-NIK]

Эx, залужу...,
Я тоже не согласен с результатами твоих измерений.(LM431)
Возможно что-то не было учтено,или еще что-либо..

Насчет статьи "Про прокорм оркестра" (это из практики АВ, если не ошибаюсь?), так там вообще через строчку бред

А конкретнее?

[Эx, залужу...]

Ремонт-NIK,

Я тоже не согласен с результатами твоих измерений.(LM431)

Ну не согласен, так померяй сам, в чем проблема то?
Вы тут малошумящие стабы обсуждаете, велосипеды зачем-то изобретаете, я говорю что А) TL - фуфел, Б) все придумано до нас.

Насчет того, что я чего то не учел -в стабе из Lynx20de для генератора - шума вообще таким методом рассмотреть не удалось ( вот он - малошумящий стаб - уровень шума ниже -100dB), в стабе оттуда же - для питания аналога - шумовая дорожка 10-20мкВ. Т.е. в дискретном стабе с опорами, опером, рег-транзистором я все учел, а в простейшем на TL-ке накосячил? К тому же на TL-ках стабов разных и самих TL-ок перемеряно немеряно. Я выбрать нормальные пытался. В итоге пришлось все на 78L05 переводить.

А конкретнее?

Ссылу на статью киньте, будет конкретнее. На память - перлы типа
"TL431 шунтировать конденсатором не надо" (это он для питания аналога предлагал)
"диоды Шоттки имеют вредные выбросы поэтому их надо шунтировать конденсаторами"
"электростатический экран на трансе вреден" и много чего еще.
А уж чего он в другой "практике" про цапы понаписал - вообще - туши свет, статья годится чтоб прибить ее на стену с надписью "Как НЕ НАДО делать". Тот чувак, что эти статьи писал, похоже конф в инете разных начитался, ДИУ-аудио всяких, а так он не грамотный напрочь в вопросах данных.

[Эзотехник]

Придумал стабилизатор напряжения с малым числом деталей. Роль усилителя сигнала рассогласования вместо ОУ выполняет микросхема ИОН с четырёхпроводным подключением нагрузки. R1,C1,C2 можно не ставить.
Ограничения схемы - вых.напряжение в диапазоне 2...5В (зависит от индекса MAX6126) и минусовое плечо сделать симметричным не получится.
Впрочем можно "минус" сделать копией "плюса" с плавающей землёй, а для развязки запитать от DC-DC конвертера 5->9В, например от б/у сетевых плат коакс. Ethernet (CFUS0509 и другие юго-восточные подобия).