Улучшенный TDA7264

[DmitryU]

Относительно простой усилитель с малыми искажениями на базе доступной ИС.
Потихоньку собираюсь делать новый двухполосник для себя любимого. Естественно, на микросхемах. В качестве основного кандидата рассматриваются TDA7264 или TDA7294. Пока склоняюсь в сторону 7264, ибо проще, а мощности достаточно. Для того, чтобы снизить искажения, канальные усилители буду делать в виде композитных усилителей. Для отработки собрал на днях один канал (см. схему). Схема не претендует на оптимальность, тем не менее, вполне рабочая. Померил в RMAA - отличие от куска провода лежит в пределах погрешности измерений. Собрано все на макетке, печатка будет, скорее всего, но заточена будет под двухполосный усилитель. Измерения проводились при работе на нагрузку в 4 Ом (широкополосный автодинамик, что не жалко). Мощность - несколько Ватт, померить напряжение на выходе забыл, как-нибудь потом.
Измеренная глубина ОС на 20кГц составляет около 55дб.
Звучит очень детально, в паузах шум и фон полностью отсутствуют (не слышно даже приложив ухо вплотную к динамику), думаю, что измерять смысла нет.
Из проблем остался подвозбуд на границе ограничения, пока борюсь.

Отчет RMAA: http://u-sound.narod.ru/files/comparison_24_192.htm
Файлы измерений:
http://u-sound.narod.ru/files/loopback_24_192.sav петля
http://u-sound.narod.ru/files/device_24_192.sav усилитель (от входа до выхода вспомогательного делителя).

Обновление от 16.02.2012
По поводу измерения малых искажений. Проще всего померить искажения дифференциального сигнала и пересчитать их на выход. Для этого, естественно, дифференциальный сигнал нужно усилить (например, как на приложенной схеме). Далее пересчитать на выход по формуле THDout=THDdiff/(Adiff*Koc), где THDout - коэффициент гармоник на выходе устройства, THDdiff - коэффициент гармоник, измеренный на дифференциальном сигнале, Adiff - коэффициент усиления дифференциального сигнала, Кос - коэффициент передачи петли OC c выхода на вход. Коэффициент усиления дифференциального сигнала вычисляется как отношение амплитуды сигнала на выходе усилителя к амплитуде сигнала на выходе измерительного усилителя, помноженное на коэффициент усиления измерительного усилителя. Предполагается, что искажения, вносимые измерительным усилителем, достаточно малы.

Например, в моем случае получилось:
Vout=20,4V
Vdiff=672mV (усиленное)
Кизм=948.57 (кт-усиления измерительного усилителя)
THDdiff=1.87% - коэффициент гармоник сигнала, измеренный, на выходе измерительного усилителя (J2).
Koc=3.3/(100+3.3)
Тогда THDout=1.87%/((20/0.672)*948.57)*((100+3.3)/3.3))=0.002%
В реальности получается еще меньше, т.к. измерительный усилитель вносит дополнительные искажения, к тому же, собственный коэффициент гармоник генератора оказался на уровне 1.1%.

Обновление от 24.02.2012
Прицепил диаграмму Боде. По диаграмме, сверху вниз:
Жирный зеленый график - общее усиление в петле
Пунктирный голубой - усиление входного ОУ (использована модель для LM318)
Жирный голубой - глубина ОС
Жирный красный - к-т усиления с замкнутой ОС
Пунктирный желтый - TDA7264. В качестве модели TDA7264 использовался тот же LM318 c частотно-зависимой ОС и фильтром на входе, чтобы примерно совпало с экспериментальной АЧХ (см. приложенную схему).

[Vovk]

Отчет RMAA:

Усилитель хорош, а звуковая карта - ни к черту не годится.
Возбуда нет? Как себя ведет при ограничении, например?

[DmitryU]

Усилитель хорош, а звуковая карта - ни к черту не годится.
Возбуда нет? Как себя ведет при ограничении, например?

Звуковуха из нетбука - у меня Windows только на нем остался. Возбуд при указанных номиналах отсутствует. Интересно, что в симуляторе схема "возбуждается", вероятно, не точно смоделировал саму TDA7264 - модели ее не нашел, заменял еще одним операционником с частотно-зависимой обратной связью. Насчет ограничения не скажу - пока не тестировал.

[DmitryU]

Обновление от 15.02.2012
Послушал в стерео, звучит очень детально. В паузах глухая тишина - ни шума, ни фона не слышно даже если приложить ухо вплотную к динамикам. Специально приглашал еще людей послушать, т.к. самому свою конструкцию объективно оценить трудно. Говорят, что играет очень хорошо
При детальном изучении работы схемы обнаружил подвозбуд в некоторых режимах - пока с ним борюсь. Схема сильно изменилась - опубликую чуть позже. Актуальную схему буду выкладывать в первом сообщении, чтобы легче было искать.
Измерил глубину ОС - на 20кГц измеренная глубина ОС составляет 65дБ, примерно так и получалось по графикам, но стоит потом перепроверить, чуть позже сделаю.
Искажения пока померить не удается - измерял дифференциальное напряжение входного ОУ, на 10кГц при уровне выходного сигнала близком к ограничению, дифференциальный сигнал всего 100мКв, видимых искажений на нем нет, но т.к. он усиливался в 1000 раз, на нем наблюдается достаточно сильный шум, для измерений это не очень здорово.
Ежели кто даст совет по измерению искажений, буду благодарен.

[Vovk]

Ежели кто даст совет по измерению искажений, буду благодарен.

Купить дорогую звуковую. Это, кажется, проще всего. Т.к. дешевый хороший генератор Г3-118 еще можно приобрести, но дешевых железных спектроанализаторов нет.

[DmitryU]

Купить дорогую звуковую. Это, кажется, проще всего. Т.к. дешевый хороший генератор Г3-118 еще можно приобрести, но дешевых железных спектроанализаторов нет.

Даже у очень хорошей звуковой карты не хватит разрешения, чтобы померить с достаточной точностью. Первоначальная идея была в том, чтобы усилить дифференциальный сигнал на входе до более-менее приемлемого уровня и измерения проводить на нем, а потом пересчитать все на выход. Проблем, по крайней мере, две - шум инструментального усилителя и влияние инструментального усилителя на основную схему. Хотя мне пока видится, что второй фактор существует только у меня в голове.

[Vovk]

не хватит разрешения, чтобы померить с достаточной точностью.

А какая точность вам нужна? Современные карты позволяют измерять 0,0005% с разрешением 0,0001%. Добиться такой точности от УМ работающего на АС - это уже очень хорошо. По крайней мере, я, лучше результатов УМ не видел.

[DmitryU]

Тут вопрос, скорее, в софте. RMAA для этого не очень подходит, SpectraLAB почему-то отказался на моем нетбуке работать, точнее, работает, но ничего не измеряет.
Что касается цифр, то я очень сомневаюсь в этих данных. 0.0001% - это относительная величина младшего разряда при 20 разрядном представлении (если я правильно посчитал). Для того, чтобы измерить с более-менее приемлемой точностью нужно уже 4-5 разрядов (это даст точность измерения порядка 10% при измерении таких малых уровней), кроме того, нужно, чтобы уровень помех от того, что вокруг находится, был меньше уровня искажений. Я думаю, что не во всякой лаборатории такие условия можно обеспечить. Дома наверняка не получится. Так что, как мне кажется, единственный путь - усиливать сигнал ошибки как можно ближе к месту его возникновения, а потом уже на усиленном сигнале ошибки проводить измерения. Для этого подойдет любая звуковая карта - с приемлемой точностью должно все получиться.

[Vovk]

RMAA для этого не очень подходит,

Почему? Как по мне, то ниче. Если не - то Г3-118 + ARTA (раз Спектралаб не хочет, ARTA имеет бесплатный демо-режим).

[DmitryU]

Как RMAA заставить работать в режиме анализатора спектра? Я что-то не нашел...

[Vovk]

0.0001% - это относительная величина младшего разряда при 20 разрядном представлении

Да, 1/(2^20) = 0,00009%.

---------- Добавлено в 00:19 ---------- Предыдущее сообщение в 00:13 ----------

Как RMAA заставить работать в режиме анализатора спектра? Я что-то не нашел...

Там есть красная кнопка, запись, но у меня, например, оно слетает в этом режиме. Потому, как спектроанализатор я использовал ту картинку, которая "плавает" (без усреднения) до нажатия кнопки "тест". Усреднял устно. Это если нужно посмотреть живую реакцию конструкции на ее изменение.
Если нужно сделать серьезный анализ - то обычные тесты "все по нажатию одной кнопки" рулят (конечно, если звуковая достаточно точная).
Хороший режим анализатора спектра есть у ARTA, все полностью настраивается, полоса, усреднение и т.д.

[DmitryU]

Похоже, что ARTA - то, что надо. Попробую, спасибо за наводку.

[Vovk]

Похоже, что ARTA - то, что надо.

Да, оно очень похоже на Спектру (судя по картинкам, сам я ее не ставил, не попалась бесплатная/правильная версия).
Только, я пока там не нашел способ сохранять результаты, чтобы сравнивать с другими измерениями (как *.sav-файлы RMAA), кроме сохранения уже готовой картинки со спектрограммой.
Сравнивать картинки не так удобно, но тоже можно приловчиться.

[DmitryU]

Измерил искажения. На 10кГц получается, что к-т искажений дифференциального сигнала примерно 2.55%. При пересчете на выход получается, что к-т гармоник примерно 0,00071%. Это при размахе выходного напряжения 32В (двойная амплитуда) на нагрузке 8 ом. Дальше начинается подвозбуд и почти сразу - ограничение.
По-моему, очень неплохо. Вот только подвозбуд надо победить полностью и окончательно

[Vovk]

В качестве основного кандидата рассматриваются TDA7264 или TDA7294.

А в случае двухканальной TDA7264 возможности по уменьшению искажений не будут ограничены переходным/межканальным затуханием?

[DmitryU]

А в случае двухканальной TDA7264 возможности по уменьшению искажений не будут ограничены переходным/межканальным затуханием?

Честно говоря, я об этом не сильно задумывался. Меня, в первую очередь, это интересует с прицелом на двухполосный усилитель, там это не так важно.

[Серый Мыш]

К меня вот такая схема получилась и с такой коррекцией. Это если первый ОУ скоростной, а второй Fгр~= 3 Мгц. Попутно попробовать инв включение, чтобы диодами вход в насыщение ограничить. Ща еще второй ОУ на LM318 поменяю - что в коррекции изменится...
со вторым LM318 надо загибать петлевое усиление на более высоких частотах, потому R6 C3 у меня 100Ом и 12пФ.
местная ОС на первом LM318 C2 будет 82 пФ - гасим избыток усиления , иначе ООС не замкнуть.

В отличие от ZD50 здесь хотя тоже двухполюсная корреция, но уже с 0 Герц практически.

[DmitryU]

К меня вот такая схема получилась и с такой коррекцией. Это если первый ОУ скоростной, а второй Fгр~= 3 Мгц. Попутно попробовать инв включение, чтобы диодами вход в насыщение ограничить. Ща еще второй ОУ на LM318 поменяю - что в коррекции изменится...

Ну и как оно работает (в смысле звучит)?

[Серый Мыш]

Ну и как оно работает (в смысле звучит)?

никак не звучит , только в компутере сидит. я просто инфу для размышлений подкинул.
Печатку для TDA2050 композита сделал , ещё не паял. но там по веточке от .Васильев рассчитывал. А до этого варианта руки точно не дойдут. Преимуществ не увидел.

[DmitryU]

никак не звучит , только в компутере сидит.

По своему очень небольшому опыту могу сказать, что между симулятором и более-менее работающим устройством пропасть Но оно того стоит.