УМЗЧ с ОС по вычитанию искажений

[Yauhen]

Уважаемые господа,
Как-то в №3 «Радио» за 1997г. обнаружил статью О.Русси «УМЗЧ с обратной связью по вычитанию искажений». Тема заинтересовала своей революционностью. Однако в Интернете практически нет её обуждений. Нашёл здесь, у Konkere, ветку двухлетней давности, да и та короткая, и состоит из высказываний двух-трёх человек. Странно, ведь похоже, О.Русси дело говорит.
Если кто-то всерьёз отрабатывал этот усилитель или хотя бы идею, огласите результаты, плиз. Также буду рад любым высказанным мнениям на эту тему.
Теория в изложении автора здесь: http://russi.boom.ru/Osfi.htm
Статья об усилителе здесь:

[AS79]

причиной появления форматных искажений является

Причиной появления является Сучков-Русси
Покажите формулу передаточной характеристики усилителя, где отсутствуют т.н. форматные искажения.

[fakel]

Схемы с местной единичной ПОС по Матюшкину интереснее.

Полностью согласен. При относительной (к ОСВИ) простоте реализации дает ощутимые результаты

но наталкивается на почти непреодолимое препятствие - необходимость реализовать четырехквадрантное перемножение с идеальными нулями. Неизбежный дрейф нуля ставит крест на возможности адекватно обрабатывать малые сигналы. Можно попробовать и сигнал рассогласования перемножить на входной сигнал

А что если эту операцию делать в цифровой форме? Ну и основной усь тоже цифровой (цифр вход и D)

---------- Добавлено в 20:14 ---------- Предыдущее сообщение в 20:02 ----------

Про МКУС у Данилова можно почитать (только почитать, и ни в коем случае не собирать его УМВТ-84 с параллельным ВЧ-каналом!)
Литаврин хоть без косяков

[Dzyabenko]

Неее, мужики. Вас послушать, так и Квод не должен работать, и Суховский компенсатор. А они работают! Я хохол, а хохол пока не пощупает не поверит. Вот пощупаю, проверю и только потом будет разговор. А признавать свои ошибки я умею. Отрицательный результат-тоже результат. А пока в сеть выходить не буду, чтобы себя не расстраивать.

[LabAT]

Добрый день, уважаемые коллеги! С Новым Годом!
Как не прискорбно сообщить, не хотел ведь ничего писать, тем не менее, вынужден поставить точки над всеми «И».
Эта идея не принадлежит ни Русси, ни Сучкову. Кстати, патент Сучкова аннулирован в 2007 году, но это уже не важно. Это моя идея 1980 года рождения, которой я поделился со своими сокурсниками на Физфаке МГУ, все были в восторге от простоты и эффективности. Вот только я «забыл» поделиться тем, откуда у этой идеи «ноги растут».
Все последующие годы, до появления статьи, да и потом еще лет десять, мне было не до этого усилителя, сами знаете, что тогда творилось, и меня занимали другие более важные и внушительные идеи. И о Боже, я нашел им решения, это более значимые решения, чем просто усилитель, теперь возраст.
Молчание мое по этому поводу тоже объяснимо, в науке нередко бывает, что открытия совершают разные люди в разных местах планеты, бывает, что и годы пройдут. Идея должна созреть не для автора, а для общества, только тогда ей заинтересуются, только тогда она будет витать в воздухе. Когда увидел статью в «Радио», был возмущен, но потом, вдруг думаю, аналогичная идея пришла еще кому-то в голову. Да нет, видимо это чистый плагиат, даже патент бесстыдно получили. А воз и ныне там. Нет тех «ног», которые идут прямо, нет той подсказки, которая была у меня, идеи просто так не рождаются, должны быть предпосылки, должно кое-что случиться. Вот тогда в 1980 случилось, а сегодня я вижу до сих пор ни у кого.
В одной своей статье, как-то высказал мысль, что если кому-то в голову ничего «нового» не идет, то стараются старым понятиям дать «новые» имена. В физике это сплошь и рядом, видимо мало кто ее понимает. Вот и в этом случае, зачем-то нужно было выдумывать какие-то «форматные искажения». Видимо не доходит, что здесь не имеет значения, какие в усилителе искажения вообще, и какая их природа, они любые должны компенсироваться.
Я с самого начала знал, что реализовать в 80-х годах подобный усилитель не получится, скорее всего, впрочем, если бы появился интерес, то и повод бы был ускорить этот процесс.
Сегодня, сегодня совсем другое дело, «подросли» малость. Я смоделировал эту идею, на все возможные варианты реализации (не на все конечно, на основные варианты в аудио). Все работает как нельзя лучше. Как насчет Кг=0,000 000 7% это 7-мь десятимиллионных процента на частоте 20 кГц при выходе 10Vam. Такие искажения, разумеется, сегодня нечем измерить, измерительные приборы должны быть реализованы с этой же идеей, да и шум Земли будет помехой, ниже шумовой полки по Больцману можно реализовать, вероятно, только в жидком азоте.
А теперь про необходимость и целесообразность. Раз государственные организации не проявляют интерес, то или не понимают целесообразности, поэтому и не видят необходимости или финансовые вопросы не торопят реализовать. Пока не будет конкурентного образца, ограничивающего возможности конкурентов, интерес не появится. Вот Sony так и будут «клепать» усилители 80-х годов до скончания времен. Зачем суетиться, если их «… и так неплохо кормят»?
Увеличение чувствительности – целые каскады становятся лишними, радары тоньше чувствуют, радиотелескопы дальше видят, приборы точнее измеряют. Получить искажения в 100 раз ниже, даже на существующей схемотехнике и элементной базе, модернизировать раз плюнуть… Со специальными решениями, в 1000 раз не проблема и это только с первого раза, в дальнейшем возможно еще лучше получится. Для Аудио этак вообще не нужно, слух не позволит услышать даже Кг=0,000 2% искажений, он просто ниже порога слышимости даже для наушников относительно 114dB максимального звукового давления, которое требуется в пиках сигнала для всего динамического диапазона.
Я бы с дорогой душей прямо сейчас «открыл» завесу, но я русский, и мне вот эта целесообразность и необходимость мешает навредить нашему государству. Китайцы первыми реализуют идею, нам это надо? Впрочем, рано или поздно все равно реализуют все, нам лишь бы не проспать, как всегда.

[viktor8m]

Я бы с дорогой душей прямо сейчас «открыл» завесу

Завесу чего? Или те, кто по Вашим словам украли у Вас идею, не раскрыли её до конца? Есть ещё что-то добавить к этой идее?

[LabAT]

Реализацию. Ведь идея только для «идеального» усилителя, для «реального» еще нужно кое-что.

[viktor8m]

Реализацию. Ведь идея только для «идеального» усилителя, для «реального» еще нужно кое-что.

То что идея работает, нет сомнения, а вот получение столь низких искажений в УМ (сейчас не будем спорить, насколько это надо), которые Вы озвучили, на реальном музыкальном сигнале (не синусе одной частоты) и с реальными деталями не видится мне реальным. Особенно интересен полученный Вами практический результат на тест динам. интерм. искажений.

[Валет]

Это моя идея 1980 года рождения, которой я поделился со своими сокурсниками на Физфаке МГУ, все были в восторге от простоты и эффективности.

Уважаемый LabAT! Я с самого начала не понимал смысла этого решения и рад, что представилась возможность попросить разъяснений у истинного автора схемы.
Если посмотреть внимательно на рис.1 в статье в Радио №3-97 , то можно увидеть двухкаскадный усилитель {инв. вход А1 – выход А1 – неинв. вход А2 – выход А2}, охваченный ООС через резистор R4. Обеспечение устойчивости этого усилителя требует тех же усилий, что и при обычной схеме ООС в двухкаскадном усилителе на А1 иА2.
Более того, математика показывает незначительное влияние соединения резистора R3 с инв. входом А2, ликвидация этого соединения и зануление инв. входа А2 практически не изменяет свойств устройства.
Хотелось бы получить от Вас разъяснения полезного эффекта от предложенной схемы.

[viktor8m]

Хотелось бы получить от Вас разъяснения полезного эффекта от предложенной схемы.

Как я понял, LabAT предложил только метод, а не реализацию, поэтому он не в ответе за те схемы в журнале Радио, а свою реализацию отказывается показать.

[LabAT]

Коллеги, Вы должны понять меня, я не собираюсь доказывать свой приоритет на данный метод компенсации искажений в усилителях, я лишь хочу сказать, что это реальный способ «значительно» снизить искажения. Тем более в этом вопросе мне принадлежит только «Б», а вот «А» еще до меня сказал другой человек, выдающийся человек, которого больше с нами нет. Мне было невозможно понять, почему он сам не сказал это «Б».
Между тем, это лишь «последний штрих» в построении всей схемотехники. Все требования к «основному» усилителю полностью сохраняются и даже ужесточаются, вот поэтому и не получилась у «кого-то» реализация.
Смотрим рис.5 в статье, все остальное я тоже не понял, впрочем, и не читал внимательно. Любой усилитель с общей ООС будет работать до тех пор, пока сигнал ООС не будет равен входному сигналу, т.е. пока не будет выполняться условие Uвх – Uоос=Г, но Г – это не нуль, это продукты искажений, все искажения каким-либо образом возникшие в процессе усиления. В этом случае усилитель имеет на выходе только искажения. Вот сама идея и состоит в том, чтобы получить эти искажения, но только в другом более простом усилителе и ввести их в основной усилитель в противофазе, т.е. вычесть из полезного сигнала, а затем только усиливать. Усилитель будет усиливать сигнал с «обратными» искажениями и искажать их в обратную сторону, не забывая усиливать и полезный сигнал. Профессионалы уже должны догадаться, кто сказал «А».
Итак, имеем Uвых=К(Uвх+Uг)
Uг – это искажения приведенные ко входу.
Затем делим R1K(Uвх+Uг)/(R1+R2) получили сигнал равный входному, но с продуктами искажений, осталось только вычесть из него «чистый» входной сигнал.
[R1K(Uвх+Uг)/(R1+R2)] – Uвх=Uг
Вот этот сигнал и вычитается в «основном» усилителе из «чистого» входного сигнала, т.е. заранее полезный сигнал искажается, но в противофазе сигналу искажений на выходе всего усилителя.
Получаем Uвых=K(Uвх+Uг)=K(Uвх – {[R1K(Uвх+Uг)/(R1+R2)] – Uвх})
Если предположить, что Uг очень маленькая величина (а так оно и есть), то получится, что К в основном определяет делитель, так же как и в любых других усилителя с общей ООС.
KUвх=K(Uвх – {[R1KUвх/(R1+R2)] – Uвх})
1=1 – R1K/(R1+R2) + 1
Конечно, здесь много чего недостает, но в основном это именно так.

[viktor8m]

Конечно, здесь много чего недостает, но в основном это именно так.

Всё это в теории, а как согласовать основной усилитель и дополнительный по времени\фазе, чтобы действительно искажения компенсировались?

[Серый Мыш]

Усь с ОСВИ есть то же самое , что и другие усилители с ООС - чем глубже ООС, тем меньше искажений, но и больше требования для замыкания ООС - коррекция итп.
Разница только в точке подачи входного сигнала - иметь основной усилитель с Ку=100 и доп-усь-ОУ для подавления искажений может оказаться благоприятным для случаев срыва слежения ООС. Но этот случай желательнее исключить. А тогда разница с другими глубокоосными усилителями уже минимальна.

[MiSol62]

Всё это в теории,

- вот именно,LabAT и пожалуйста выкладывайте схемы. Лучше - ваши личные. Тогда и авторство можно подтвердить.

[Валет]

Итак, имеем Uвых=К(Uвх+Uг)
Uг – это искажения приведенные ко входу.
Затем делим R1K(Uвх+Uг)/(R1+R2) получили сигнал равный входному, но с продуктами искажений, осталось только вычесть из него «чистый» входной сигнал.
[R1K(Uвх+Uг)/(R1+R2)] – Uвх=Uг
Вот этот сигнал и вычитается в «основном» усилителе из «чистого» входного сигнала, т.е. заранее полезный сигнал искажается, но в противофазе сигналу искажений на выходе всего усилителя.
Получаем Uвых=K(Uвх+Uг)=K(Uвх – {[R1K(Uвх+Uг)/(R1+R2)] – Uвх})
Если предположить, что Uг очень маленькая величина (а так оно и есть), то получится, что К в основном определяет делитель, так же как и в любых других усилителя с общей ООС.
KUвх=K(Uвх – {[R1KUвх/(R1+R2)] – Uвх})
1=1 – R1K/(R1+R2) + 1
Конечно, здесь много чего недостает, но в основном это именно так.

Конечно, недостает много чего.
На входе А2 (рис.1 в «Радио») имеется напряжение искажений, равное напряжению искажений между инв. и неинв. входами А3. Видно, что напряжение искажений на неинв. входе больше напряжения на инв. входе (относительно земли) в Ку А1 раз. Поэтому от напряжения на инв. входе практически ничего не зависит и этот вход можно занулить, отключив его от R3. После этого усиливаемый сигнал вследствие действия ООС будет подаваться на А2 через неинв. вход в противоположной полярности, но той же амплитуды. Подобное преобразование применимо и к схеме на рис.5
В преобразованной таким образом схеме видно, что от делителя R1,R2 тоже ничего не зависит, он лишь ничтожно мало уменьшает усиление входного сигнала в А1 и его тоже можно исключить, занулив неинв. вход А1. Таким образом схема с ОСВИ превращается в обычный двухкаскадный инвертирующий усилитель на А1 и А2 с практически теми же свойствами.

Усилитель на А1, А2 присутствует и в исходном усилителе с ОСВИ в слегка закамуфлированном виде, причем камуфляж его свойств в части снижения искажений практически не изменяет.

В одной своей статье, как-то высказал мысль, что если кому-то в голову ничего «нового» не идет, то стараются старым понятиям дать «новые» имена. В физике это сплошь и рядом, видимо мало кто ее понимает.

Миф об ОСВИ как раз и подтверждает это.
Удивляет только положительная рецензия специалиста на метод ОСВИ, напечатанная в «Радио» сразу после статьи. Если бы статья попала бы на рецензию более квалифицированному специалисту, возможно одним мифом у радиолюбителей было бы меньше.
ИМХО.

[Johny]

Если бы статья попала бы на рецензию более квалифицированному специалисту, возможно одним мифом у радиолюбителей было бы меньше.

+100500

[LabAT]

Я уже сказал не только «А», но и «Б», то есть разжевал и в рот положил, осталось только проглотить, а вы и этого сделать не хотите. Думайте, мне приоритет не нужен.
Моих схем не будет. Я проектирую усилители для наушников, и они коммерческие. Тем не менее, из уже сказанного должно быть понятно, что мои усилители в таком виде, с «компенсатором», не выдут в свет. Все они прекрасно работают и без него, искажения ниже Кг=0,000 1% на частоте 20кГц, что вполне достаточно и ниже порога слышимости вдвое. Разумеется, что они работают с «компенсатором» еще лучше, но зачем кому-либо то, что невозможно услышать? Здесь должен быть интерес в других областях.
С УМ на 100-200W будет сложнее, но те, которые я испытывал, имели коэффициент гармоник ниже порога слышимости Кг=0,000 8%, хотя и порог слышимости для АС выше относительно 104dB звукового давления, чем для наушников на 114dB.
Этот метод подходит для любых усилителей, почти для любых современных, некоторые, вероятно, «кривые» не запускались. Вместо компенсации был лавинный рост искажений с генерацией.

[Johny]

Думайте...

Сказал Мюллер Штирлицу!

...мне приоритет не нужен.
Моих схем не будет. ... из уже сказанного должно быть понятно, что мои усилители в таком виде, с «компенсатором», не выдут в свет.

Гордыня - это смертный грех!

Я проектирую усилители для наушников, и они коммерческие.

Намекните, хотя бы, от какого бренда искать изделия?

[viktor8m]

те, которые я испытывал, имели коэффициент гармоник ниже порога слышимости Кг=0,000 8%

Так это совсем несложно сделать и без компенсатора (если это не опИска и в цифре искажений три нуля), видимо компенсатор пригодится для модернизации уже готовых (в т.ч. промышленных) усилителей.

[MiSol62]

Моих схем не будет. .

- Ну, тогда о чем разговор вообще вести? Кто вам поверит, что вы "первый"? И какой смысл в ваших постах?

[sherif]

LabaT к вашему описанию подходит схема, описанная в Радиохобби 5, 2009, стр 19 Яна Диддена. В основу своей схемы Ян Дидден положил классический принцип компенсации Error Correction. Все уже давно придумано и реализовано.