Животворящая сила обратной связи

[Sagittarius]

Щас такое время, что любой бред можно смоделировать.

Большой КуООС = -10


Возьмём К157УД2 как классический Линн с миллеровской коррекцией.
Да и сгорит - не жалко.
ОУ раскорректирован, потому АЧХ это показывает:



Бугром, как положено, на АЧХ и ступенькой - на ФЧХ.



При 2 В выходного напряжения.



Углубляем ООС со снижением КуООС = -1.
АЧХ подбираем точно такую же, для сопоставимости результатов, см. С1 = 1 пФ.



Углубление ООС выигрывает 20 дБ линейности
даже при том, что
нагрузка ОУ равна
сопротивлению параллельно включенного резистора ООС R8 и резистора нагрузки R9,
или 1к против почти 2к в предыдущем примере,
плюс ухудшающая линейность миллеровская коррекция, которой там не было.

От така ООСь, малята.

Из версий остаётся невидимый возбуд, исчезающий с измельчением ООС.
Должны же они были из чего-то свои постулаты
"ООСь есть зло!"
выводить.

 

[alexcp]

Уменьшаем глубину ООС

в Главной петле появляется больше петлевого усиления.

ох, добром это не кончится...

Бруно в этой своей статье на трех страницах (с 11-й по 13-ю) разбирает по косточкам аргумент "больше глубина ОС - больше искажений":

• На счет "раз", добавляем резисторы в эмиттеры дифкаскада. Петлевое падает, но дифкаскад становится существенно более линейным и теперь допускает бОльшие Uдифф на входе - выше разбиралось, как это работает. Петлевое меньше - звучит лучше!
• На счет "два", добавляем резистор в нагрузку УН. Петлевое падает, зато становится равномерно низким (а искажения - равномерно высокими) во всем рабочем диапазоне частот. Психоакустика этого тоже была разобрана выше. Петлевое еще меньше - звучит лучше!
• На счет "три", выбрасываем общую петлю ОС вообще и задаем усиление только эмиттерными резисторами дифкаскада и нагрузкой УН. ВК переводим в класс А, потому что иначе без ОС он "не звучит", искажения слишком велики. Петлевое равно нулю - звучит лучше!

Я, кстати, делал клон одного коммерческого усилителя, приготовленного по этому рецепту - глубина ОС уменьшена резисторами в нагрузке УН, ВК в классе А:

Надо бы допилить до свехлинейности, а то жалко, столько транзисторов пропадает...

 

[Sagittarius]

ох, добром это не кончится...

Ну, навалитесь, сагитируйте меня за Советскую власть.
Это была версия, она не проконала.
Не проконала у меня - не проконает и у них.

 

[Sagittarius]

клон одного коммерческого усилителя

Скажу тебе, как херомант по фотографиям. Если человек вот так схемы рисует, у него даже детекторный приёмник будет через пень-колоду работать. Видишь такое - беги оттуда, это очередной Гилмор.

Пригляделся: его надо бить, причём, исключительно ногами. Хотя бы ради смеху где-то второй конденсатор коррекции поставил. Значит, оно у него будилось. И, чтобы сбросить усиление, он применил коррекцию грубой силой: тупо выкоротил выход УН на общий замеченными тобой резисторами.

Судя по почерку - Гилмор. Тупее его мало кого найдётся.

 

[Sagittarius]

О, майн Гот. Точно, Гилмор, в углу нарисовано.
Чесслово, я бы постеснялся подписываться под таким. Его можно только двумя палочками взять и в лес выкинуть.

 

[Alan Bins]

О, майн Гот. Точно, Гилмор, в углу нарисовано.
Чесслово, я бы постеснялся подписываться под таким. Его можно только двумя палочками взять и в лес выкинуть.

Было два брата один умный ,другой дурак!

В помойку эту невиданную растрату транзисторов!

Вот лучше ушничок Натарашка к примеру собрать .

Натарашка - гибрид Натали и Чебурашки. Сверхлинейный.

Тогда 20мА. И маленький-маленький радиатор. :)

rcl-electro.ru

 

[alexcp]

В помойку эту невиданную растрату транзисторов!

Зачем в помойку, Гилмор - это же брэнд, публика на eBay с руками такое отрывает

 

[alexcp]

Можно попробовать допилить:

 

[Oleg]

Если это писал Данилов, то у него что-то не в порядке с теорией на данный момент.

На данный момент он общается с Бобом Видларом...

 

[Sagittarius]

бы допилить до свехлинейности

Схемотип восходит к усилителю Лича, допиленный до предела даст 0,000.2%,
схема лежит в теме Д220+СС

 

[Lenin]

На счет "раз", добавляем резисторы в эмиттеры дифкаскада. Петлевое падает, но дифкаскад становится существенно более линейным и теперь допускает бОльшие Uдифф на входе - выше разбиралось, как это работает. Петлевое меньше - звучит лучше!

Ладно, так и быть.
Тут есть тонкий момент, петлевое падает, если вместе с крутизной преобразования не меняется нагрузка (тут тоже есть свой предел в виде паразитов, главное - не увлекаться). А если меняется, то мы получаем более линейное звено с той же (или более высокой) скоростью нарастания и тем же усилением. Это раз.

Собственно, скорость нарастания принята (не мной) мерой динамической линейности только потому, что она показывает - какой есть запас по току у каскада для работы при приемлемых искажениях. Но это неверная постановка вопроса, если мы возьмем идеальное звено с предельным слюрейт 5В/мкс и второе с предельным слюрейт 500В/мкс и той же АФЧХ, то при прохождении звукового сигнала получим на выходе обоих звеньев идентичный результат. Это два.

Ну всё, умному достаточно

Алекс, это не Вам, а просто взгляд зацепился.

ПС Выше под динамической линейностью/нелинейностью имеется в виду, конечно, не тот случай, когда каскад упирается в полки по току, а некоторое параметрическое возрастание отклонения функции передачи от заданной.

 

[Sagittarius]

если мы возьмем идеальное звено с предельным слюрейт 5В/мкс и второе с предельным слюрейт 500В/мкс и той же АФЧХ, то при прохождении звукового сигнала получим на выходе обоих звеньев идентичный результат.

Вот чо-то мне настойчиво мерещится, что малосигнальные полосы пропускания в этих двух случаях идентичны не будут никак. На это указывают как соображения о разнице токов/ёмкостей коррекции, так и понимание:
сопротивления прилегающих к высокоомной точке коллекторов высоки и от тока меняются мало,
значит, фср отличаются в 100 раз, отсюда и АЧХ проходят на расстоянии 40 дБ друг от друга,
так и допущения об идеальности, надприродности каскадов - призванные устранить физику из рассуждений.
То есть, мало скорости - всегда хуже по линейности, чем много,
из-за повышенной нагрузки со стороны коррекции на каскад.

скорость нарастания принята (не мной) мерой динамической линейности только потому, что она показывает - какой есть запас по току у каскада для работы при приемлемых искажениях.

Я бы сказал, что она указывает запас по току для зарядки ёмкости/ей коррекции,
показатель линейности каскада в классе А.

Ведь ёмкости коррекции в десятки, а то и сотни раз больше "природных" ёмкостей переходов.

То есть, Vнар косвенно показывает
совершенство коррекции,
максимизацию, тем самым, импеданса нагрузки каскада и его усиления,
а потом уже, из этого, минимизацию размаха тока каскада и большой его запас
с результатом в виде линейности.

 

[Sagittarius]

• На счет "раз", добавляем резисторы в эмиттеры дифкаскада. Петлевое падает, но дифкаскад становится существенно более линейным и теперь допускает бОльшие Uдифф на входе - выше разбиралось, как это работает. Петлевое меньше - звучит лучше!

Как-то я этот абзац упустил, а ведь там - истинная правда.
Опять же, за давностию лет, речь идёт об усилителе с миллеровской коррекцией,
без эмиттерных резисторов вынужденно закорректированном вусмерть -
то есть, уже на 20к весь ток дифа уходит в динамическую входную ёмкость второго каскада, на выходе - пила или предтреугольное состояние. Звук - шайзе.

И тут - оп! - эмиттерные резисторы в диф. Перегрузочная способность увеличилась, коррекция уменьшилась, скорость повысилась, звучание улучшилось -
несмотря на очевидное падение петлевого.

Это надо симульнуть.
Если причина заблуждения и не найдена, то мы очень близки к ней.
А, значит, можем бить мелкоООСников их же салом им по мусалам.
Ведь для других усилителей весь этот механизм не работает,
мы делаем УМ уже гораздо лучше - в первую очередь, за счёт отказа от миллеровской однополюсной коррекции в пользу более совершенных матриц.

А кто бы не хотел бить мелкоООСников - да по мусалам?
Тут таких нет.

 

[Sagittarius]

На счет "два", добавляем резистор в нагрузку УН. Петлевое падает, зато становится равномерно низким (а искажения - равномерно высокими) во всем рабочем диапазоне частот. Психоакустика этого тоже была разобрана выше. Петлевое еще меньше - звучит лучше!

Подгрузка УН резисторами на общий
ВСЕГДА
ухудшает линейность, начиная от мегом и вниз.
Это же нагрузка. Представьте её в виде мешка на вашей же спине: явно увеличение его веса не прибавит вам бодрости при подъёме в гору.

Все нули после запятой и получены всемерным снижением нагрузки на каскады - от видларовской максимы заменять все резисторы транзисторами: ГСТ или зеркалами до оптимизации коррекции.

 

[Sagittarius]

На счет "три", выбрасываем общую петлю ОС вообще и задаем усиление только эмиттерными резисторами дифкаскада и нагрузкой УН. ВК переводим в класс А, потому что иначе без ОС он "не звучит", искажения слишком велики. Петлевое равно нулю - звучит лучше!

Возражаю. Метод симулировался, результат плачевен: 0,03% Кг/20к.
Для классического самопального безлинейника - очень хорошо, против глубокоООСника - не в дугу.

См. темы:

Почему нельзя сделать хороший безООСник?

Вход. Линейность. Для неискажённого усиления напряжения современных источников - порядка 2 В - линейности полевых транзисторов недостаточно. Под неискажённым усилением понимается Кг хотя бы порядка 0,001% с каскада. Для этого нужна перегрузочная способность примерно ....12 В. Перегрузочная...

rcl-electro.ru

The End Millenium vs Тысячелетний сокол

Не настала ли нам пора замахнуться, знаете ли, на Вильяма нашего Шекспира нетленные мощи датской схемотехники - Миллениум? Унылое ведь гворчество, не вызывающее в организме никого пин-апа сверхвеликим вычисленным Кг 0,17%, тогда как обещано 0,0017%, да и то, скорре всего, на деццкой частоте, на...

rcl-electro.ru

 

[alexcp]

Метод симулировался, результат плачевен: 0,03% Кг/20к.
Для классического самопального безлинейника - очень хорошо, против глубокоООСника - не в дугу.

Согласен, против глубокоООСника это не работает. Но, КМК, выбор между 10дБ петлевого (как у Гилмора) и отсутствием общей петли ОС не так уж очевиден. За счет появления дополнительных гармоник и перераспределения искажений с НЧ на ВЧ малое петлевое может "звучать" хуже, чем его полное отсутствие. Только большое петлевое уверенно выигрывает и у тех, и у других.

 

[Sagittarius]

В чём заключается оптимизация коррекции на примере перехода с однополюсной Миллера уже на двухполюсную его же?

Скорость в вольтах на микросекунду определяется как
отношение тока зарядки в мА к заряжаемой ёмкости в нФ:

Vнар = I / C

В случае миллеровской однополюсной коррекции конденсатор заряжается относительно небольшим током дифа. Точнее, поскольку один транзистор в режиме большого сигнала отсекается, - током ГСТ дифа минус ток базы открытого транзистора. Практически, это примерно 200 мкА...2 мА и 30...100 пФ Скорр для УМ и от 1 мкА для микромощных ОУ до 1 мА для jfet-ОУ (с полевым входом) и 5...30 пФ Скорр.

С переносом определяющего скорость конденсатора на выход УН его зарядка идёт вполне взрослыми токами: от 5 до 12 мА, а ёмкость, для лучших образцов УМ, лежит в пределах 33...68 пФ. Выигрыш, по сравнению с миллеровской однополюсной, не менее, чем вдвое, считая даже от самого удачного однополюсного сочетания: jfet-входа с током 1 мА и 10 пФ Скорр.

Кроме того, перегрузке по входу подвергается каскад, работающий на Скорр. Для миллеровской однополюсной это - входной диф, он же - каскад сравнения, определяющий линейность всего усилителя. Не столь важно, чем и на каких частотах перегружен диф: интермоды неизбежны. Тогда как против продуктов нелинейности маловероятной вследствие токового (скоростного) запаса перегрузки последннго каскада УН работает усиление всех предыдущих каскадов.

Подробнее можно посмотреть в теме про модели ОУ, теоретический раздел.

Модели интегральных схем для LTSpice

В этой теме создаем/уточняем/адаптируем модели операционных усилителей для LT-Spice. Началось все с успешной попытки создать полную транзисторную модель для 544УД2: "Коллеги, помогите сделать LTSpice-модель одного из лучших отечественных ОУ - К(КР)544УД2..." Ссылки на сообщения, содержащие...

rcl-electro.ru

Там показано, как можно улучшить параметры усилителей на нескорректированных ОУ, применяя нештатные способы коррекции. Но выводы касаются не только ОУ, но и всех УМ.

 

[Sagittarius]

Чивер против ООС: мистификация века

Откуда пошла мулька, что глубокая ООС не звучит? На чём она базируется? Статья Даниела Чивера "НОВАЯ МЕТОДИКА ТЕСТИРОВАНИЯ АУДИОУСИЛИТЕЛЕЙ ОСНОВАННАЯ НА ПСИХОАКУСТИЧЕСКИХ ДАННЫХ И ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ ЛУЧШУЮ КОРРЕЛЯЦИЮ С СУБЪЕКТИВНЫМ КАЧЕСТВОМ ЗВУКА"...

rcl-electro.ru

Преимущества мелко- и безООСников над сверхлинейниками показывались бездумному пиплу адептов безлинейности на примере самых поганых усилителей.
Прямая подтасовка, но дюже живучая. Правда, после публикации этой темы случаев упоминания Чивера в обозреваемых пределах Рунета не обнаружено. Можно убивать и живучее зло.

 

[alexcp]

под динамической линейностью/нелинейностью имеется в виду, конечно, не тот случай, когда каскад упирается в полки по току, а некоторое параметрическое возрастание отклонения функции передачи от заданной.

Благодарю, Владимир Ильич!
КМК в обсуждении скорости нарастания напряжения телега стоит впереди лошади.

Максимальная скорость нарастания - когда дифкаскад упирается в полку по току и входит в клип - действительно, ограничена током ГСТ.

Например, в моем подопытном трехкаскадном усилителе (пост #47) ГСТ выдает 1мА, так что максимальная скорость нарастания с миллеровским конденсатором коррекции, скажем, 33пф, будет

С другой стороны, для синуса с амплитудой Up скорость нарастания

и в худшем случае, когда косинус равен единице, равна

Получается, что подопытный усь имеет достаточно скорости, чтобы выдавать в нагрузку сигнал амплитудой, к примеру, 35 вольт с частотой до

Но это не так уж важно.

Важно, что до клипа, когда выходной ток дифкаскада меньше тока ГСТ, этот самый выходной ток зависит, разумеется, от входного Udiff. Зависимость нелинейная (см. пост #79) - в ее разложении в степенной ряд присутствуют все нечетные степени Udiff. Когда Udiff близко к нулю, зависимость можно приближенно считать линейной - выходной ток пропорционален Udiff с коэффициентом gm. С ростом Udiff становится значимым Udiff в кубе - третья гармоника, амплитуда которой растет пропорционально третьей степени Udiff, и которая не устраняется ОС, как мы обсуждали выше. Затем появляется пятая гармоника, седьмая, девятая и т.д.

Уровень этих гармоник зависит от Udiff, и от того же Udiff зависит, насколько близок дифкаскад к ограничению, т.е. к максимальному выходному току и к максимальной скорости нарастания напряжения на выходе УН - об этом довольно подробно в 1979 году рассказал Walt Jung (см. приложение). То есть близость скорости нарастания напряжения к максимальной - это индикатор того, насколько велико Udiff и насколько нелинеен в связи с этим входной дифкаскад. Но жесткой связи между скоростью и искажениями нет: увеличиваем петлевое (например, меняя коррекцию) - уменьшаем Udiff - дифкаскад становится более линейным при том же максимальном выходном токе, причем очень быстро, пропорционально кубу Udiff.

 

[alexcp]

Первоисточник (по крайней мере, один из них) идеи, что ОС не всегда полезна - статья Матти Отала 1970 года о TIM искажениях - в приложении. Логика там примерно такая:

1. Возьмем усилитель с двумя полюсами и поместим его в петлю ОС
2. Подадим на вход ступеньку, в точке сравнения получим выброс на фронте ступеньки.
3. Выброс перегружает входной каскад, что приводит к искажениям
4. Чем больше петлевое, тем больше выброс, и тем больше искажения
5. Следовательно, есть некоторый оптимальный уровень петлевого, где искажения минимальны

НЯП, автор забыл отделить мух от котлет, в данном случае - в п.4 уменьшение запаса по фазе (который связан с величиной выбросов, это разбиралось выше) от увеличения петлевого усиления. У него увеличение петлевого сопровождается увеличением Фед и уменьшением запаса по фазе, что совершенно необязательно. Но вопросы коррекции он вообще не рассматривает, хотя в 1970 году все уже давно было придумано.