Животворящая сила обратной связи

Итак, вложенные петли ОС - в том числе конденсатор миллеровской коррекции с выхода на вход УН - снижают петлевое усиление в общей ("глобальной") петле ОС. Это может помочь сделать усилитель в целом устойчивым, снижая Фед. Петлевое усиление при этом не исчезает - оно остается внутри местной петли, линеаризуя каскад (или каскады), вокруг которого замкнута местная петля (красная линия - усилитель без коррекции, зеленая - с коррекцией по Миллеру):
Pasted Graphic.tiff
Однако при снижении петлевого усиления в общей петле ОС возможности общей петли ОС корректировать искажения тоже уменьшаются - растет коэффициент усиления ошибки/искажений (см. пост #1):
20ca63bab183c8067a8e6336fa89a7a5.png
Кроме того, при снижении петлевого усиления в общей петле ОС растет Udiff на входе усилителя ("в точке сравнения"), что ведет к росту искажений входного каскада (см. посты #6 и #79).
d5e27d745916f3602484924ab6ef1e4b.png
При охвате одного из каскадов (например, УН) местной ОС, общая петля ОС вместо "голого" усиления этого каскада получает то, что отдает наружу местная петля - коэффициент усиления полезного сигнала (см. пост #1):
Pasted Graphic 2.tiff
В случае однополюсной миллеровской коррекции усиление УН (1/M на картинке выше), а с ним и петлевое усиление в общей петле, снижается на 20дБ на декаду и к 20кГц падает настолько, что не позволяет достичь не то что сверхлинейности, но и просто хорошей линейности на ВЧ (картинка из книги Дугласа Селфа "Проектирование УМЗЧ"):
Pasted Graphic 3.tiff
Хотелось бы, конечно, снизить Фед общей петли ОС для стабильности, как с миллеровской коррекцией, но при этом сохранить петлевое усиление в рабочем диапазоне частот, а не прятать его в местную петлю ОС.

Это можно сделать, добавив в схему один резистор и один конденсатор:
Pasted Graphic 4.tiff
Результаты (голубая линия на графике ниже) поразительны - усиление в звуковом диапазоне частот растет, а Фед остается примерно тем же, что с миллеровской коррекцией.
Pasted Graphic 5.tiff
(подробности в следующих постах)
 
Последнее редактирование:
Переведённые на русский выводы из статьи Bruno Putzeys, упомянутой в начале топика.
Почему не существует такого понятия, как слишком много обратной связи

Правильное использование отрицательной обратной связи (ООС) в оконечных усилителях (УМЗЧ) является гарантией качественного, т.е. линейного усиления.

В заключении к статье Bruno Putzeys "Why there is no such thing as too much feedback" (Почему не существует такого понятия, как слишком много обратной связи), опубликованной в сборнике Linear Audio, vol.1, April 2011, приведена своеобразная "памятка" для разработчиков УМЗЧ и аудиофилов, некоторые положения которой необходимо прокомментировать.

Что надо помнить
1) Остерегайтесь источников нелинейности вне петли ООС.
2) Переходные интермодуляционные искажения (TIM) не являются особенной разновидностью
искажений, это способ проверки искажений, обусловленных низкой скоростью нарастания (SID).
3) SID могут быть устранены без изменения петлевого усиления. Следовательно, эти искажения не порождаются ООС.
- На самом деле, эти искажения (TIM) обусловлены нарушением Условия динамической линейности, которое связывает скорость нарастания Vm, частоту среза по контуру ООС fc (т.е. полосу пропускания усилителя) и максимальную амплитуду выходного напряжения Uм (см. статьи и книгу): Vm >= 2п fc Uм. Условие можно выполнить, либо увеличив скорость нарастания, либо уменьшив глубину ООС (за счет повышения коэффициента передачи усилителя), либо уменьшив максимальное выходное напряжение. Автор статьи предлагает повысить скорость нарастания, хотя в классической топологии Лина это, как правило, влечет за собой уменьшение петлевого усиления. Однако можно уменьшить и петлевое усиление, т.е. в любом случае ООС всё-таки имеет отношение к этим искажениям. Следует отметить, что выполнение Условия легко обеспечить в топологии с параллельным высокочастотным каналом, по которой реализован УМВТ84, поскольку в ней скоростью нарастания можно управлять независимо от петлевого усиления.
4) Повышение петлевого усиления уменьшает TIM. Не существует компромисса между "обычными" искажениями и TIM.
- Повышение петлевого усиления (т.е. увеличение глубины ООС или расширение полосы пропускания) при нарушении Условия динамической линейности только увеличивает искажения.
5) Статья Оталы не подразумевает и не доказывает, что ламповые усилители лучше чем полупроводниковые.
6) Петлевое усиление на постоянном токе не является мерой глубины ООС усилителя. Петлевое усиление на 20 кГц является.
7) Скорость нарастания является плохим предсказателем качества звучания.
8) Полоса пропускания усилителя без ООС не является мерой быстродействия усилителя. Произведение усиления на полосу пропускания является.
- Вопрос в том, сумеете ли вы охватить требуемой ООС усилитель с такой полосой пропускания, не нарушив его устойчивость.
9) Убедитесь, что вы действительно прослушали усилитель с доказанными исчезающе малыми искажениями перед тем, как составить мнение относительно взаимосвязи звучания с результатами измерений.
10) Убедитесь, что вы действительно прослушали усилитель с большим петлевым усилением перед тем, как составить мнение относительно взаимосвязи звучания и глубины ООС.
11) Различные опубликованные схемы коррекции нелинейности функционально эквивалентны ООС.
12) Вложенная ООС функционально эквивалентна общей ООС.
- Здесь необходимо уточнить: "если она не приводит к изменению петлевого усиления и нарушению устойчивости". Это возможно только в одном случае, - усилительный каскад является эмиттерным/истоковым повторителем. Во всех остальных случаях происходит расширение полосы пропускания и возрастает фазовый сдвиг, что приводит к проблемам с устойчивостью и вынуждает вводить дополнительную частотную коррекцию, которая уменьшает петлевое усиление. Итоговый эффект, как правило, отрицательный, т.е. искажения возрастают.
13) ООС более высоких порядков дает возможность менее быстродействющим усилителям добиваться высшего качества звучания.
14) Существуют только преимущества и не существует недостатков в приложении сверхглубокой ООС к усилителю. Единственной проблемой является выяснение того, как это сделать.
15) Чем больше глубина ООС, тем лучше получаемый звук, если глубина ООС не менее 30 дБ на любой звуковой частоте.
 
Последнее редактирование:
2) Переходные интермодуляционные искажения (TIM) не являются особенной разновидностью
искажений, это способ проверки искажений, обусловленных низкой скоростью нарастания (SID).

6) Петлевое усиление на постоянном токе не является мерой глубины ООС усилителя. Петлевое усиление на 20 кГц является.

(Корсакову Виктору, вегаляп, до востребования)

9) Убедитесь, что вы действительно прослушали усилитель с доказанными исчезающе малыми искажениями перед тем, как составить мнение относительно взаимосвязи звучания с результатами измерений.

10) Убедитесь, что вы действительно прослушали усилитель с большим петлевым усилением перед тем, как составить мнение относительно взаимосвязи звучания и глубины ООС.

(ПП 9 и 10 - слухачам вегаляпа)


11) Различные опубликованные схемы коррекции нелинейности функционально эквивалентны ООС.

(На вегаляп, вечно какую-то хрень выдумляют, как в рай въехать )

12) Вложенная ООС функционально эквивалентна общей ООС. (Это спорный тезис, выше разбирали)
- Здесь необходимо уточнить: "если она не приводит к изменению петлевого усиления и нарушению устойчивости". Это возможно только в одном случае, - усилительный каскад является эмиттерным/истоковым повторителем. Во всех остальных случаях происходит расширение полосы пропускания и возрастает фазовый сдвиг, что приводит к проблемам с устойчивостью и вынуждает вводить дополнительную частотную коррекцию, которая уменьшает петлевое усиление. Итоговый эффект, как правило, отрицательный, т.е. искажения возрастают.
(Могильному, на Паяло.)

13) ООС более высоких порядков дает возможность менее быстродействующим усилителям добиваться высшего качества звучания.

14) Существуют только преимущества и не существует недостатков в приложении сверхглубокой ООС к усилителю. Единственной проблемой является выяснение того, как это сделать.

(То есть, как набрать наибольшее усиление в максимально широкой полосе и скорректировать его)


15) Чем больше глубина ООС, тем лучше получаемый звук, если глубина ООС не менее 30 дБ на любой звуковой частоте.

(Выкиньте своего Селфа: пожил - и будя)
 
1607854587140.png

Очень выгодно было бы подбросить АЧХ(no_corr) коррекцией на опережение или вовсе разогнуть полюс на 800к...1 М, чтобы получить в красном прямоугольнике такой же угол пересечения нуля оси абсцисс, как и в зелёном. Выигрыш - до нескольких десятков дБ выше 10к.
 
Последнее редактирование:
Переведённые на русский выводы
Комментарии, которые даны к выводам, не верны и вводят в заблуждение, мягко говоря.
Кто автор этих "глубокомысленных" рассуждений?
 
Последнее редактирование:
Комментарии, которые даны к выводам, не верны и вводят в заблуждение, мягко говоря.
А что именно там не верно?
Кто автор этих "глубокомысленных" рассуждений?
Взято с сайта Данилова - автора известной книги "Прецизионные усилители низкой частоты".
 
А что именно там не верно?
Собственно, всё. Смысл статьи Бруно перевернут с ног на голову.
Если это писал Данилов, то у него что-то не в порядке с теорией на данный момент.

Ну давайте про... критерий динамической линейности, загадочный и ужасный :)
Собственно, надо начать с того, что эта формула притянута к УМЗЧ за уши, его рабочий диапазон по Uвых макс ограничивается частотой 20кГц. Дальше... что такое частота среза по контуру ООС? Если это -3дБ справа АЧХ "замкнутой" системы, то достаточно поставить конденсатор между входом и инв. выходом усилителя и критерий станет легко выполнимым - выбирайте срез где угодно (можно и вообще не лезть в петлю :) и просто на входе поставить ФНЧ). Если же это частота единичного усиления по петле, то смысл трудноуловим, поскольку с полосой по Uвых макс она вообще никак не связана.
Ну ладно, сама формула, в принципе, верна, если обобщенно.
Вот:
Условие можно выполнить, либо увеличив скорость нарастания, либо уменьшив глубину ООС (за счет повышения коэффициента передачи усилителя), либо уменьшив максимальное выходное напряжение.
Каким образом глубина ООС относится к условию динамической линейности? Никаким, LG - это параметр для малого сигнала.
Это просто пример, там остальное тоже перлы, лень разбирать. Комментарии эти скорее всего рекламные, т.к. в то, что Данилов потерял разум, я не очень верю. Всё повернуто в сторону модного тренда: больше скорости - мельче ООС ??? - лучше звук, хотя это принципиально неверно.
 
Последнее редактирование:
Можно и на елку влезть Фед оставить относительно низким, и петлевого выше 10кГц добавить
Можно и значительно больше добавить.
Но возникает ряд проблем с устойчивостью. Особенно на переходных режимах и при обрыве/восстановлении слежения в петле.
 
Болезнь правизны в ленинизме. Тут надо вызывать опытного экзорциста, давно изучающего пограничные состояния сознания существ Царства Тьмы, а по совместительству - историка схемотехнических заблуждений.
частота единичного усиления по петле ... с полосой по Uвых макс ... вообще никак не связана.
Связана. Но только для одного типа коррекции - миллеровской однополюсной.
Вообще, всё, что тут и дальше написано, возникло вдруг в 70-е года ХХ-го века. А какая тогда схемотехника и коррекция были популярными? Линн с миллеровской однополюсной.
Вот отсюда - все и ноги: они говорят далеко не о том, что знаем мы, а о том, что знали они.
Вот:
Условие можно выполнить, либо увеличив скорость нарастания, либо уменьшив глубину ООС (за счет повышения коэффициента передачи усилителя), либо уменьшив максимальное выходное напряжение.
Каким образом глубина ООС относится к условию динамической линейности? Никаким, LG - это параметр для малого сигнала.
Предполагаю, что таки относится. Цепь размышлений длинновата, но корректна.

Уменьшаем глубину ООС - то есть, повышаем КуООС - в схеме Линна с миллеровской однополюсной. Да хоть с двухполюсной миллеровской - опционально.
Сразу появляется возможность усилитель раскорректировать. То есть, уменьшить ёмкость конденсатора/ов коррекции.
А миллеровская однополюсная коррекция - суть вложенная петля ООС, она отъедала петлевое усиление Главной петли. Если её ослабить - в Главной петле появляется больше петлевого усиления.
Но, если мерить Кухх на 1к,
или относиться к вопросу умозрительно, без проверок,
прибавку можно и не заметить.

Кроме того, в раскорректированном усе уменьшается разностное (Удифф) ...на ВЧ -
а оно, как раз, и есть фактор перегрузки входного дифа ...на ВЧ!!

И вот, мы увеличиваем КуООС, и думаем, что петлевое уменьшилось -
а оно обязано уменьшиться, это азы, куда ему деваться.
Но звук-то улучшился!

Отсюда - вывод: уменьшаешь глубину ООС - улучшается звук.
Просто пропущены промежуточные звенья логической цепочки.
 
Формулу напиши.
Не могу дать точно. Это давно было, году в третьем - четвёртом. Меня интересовало, от чего зависит скорость нарастания у ВВ. И где-то я увидел, что
V = 1/3фед,
что-то в этом духе.
Для ОУ примерно верно. Мне она в ВВ не подошла, пришлось самому изголяться.
Для какой схемы они это вывели? ИМХО - для Линна и коррекции Миллера. Такие простые зависимости только для них возможны.
Есть ли в эмиттерах входного дифа уся, от которого формула, резисторы, или ПТ в дифе? - однозначно, нету, ибо формула усложнилась бы на напряжение на резисторах и 52 мВ.
За что купил.
 
Ох... м-да...
Кажется, я понимаю почему у Зеленого всегда такой грустный взгляд :)
Ну, сам подумай: а что можно сказать, глядя на исходный постулат:
"уменьшение глубины ООС улучшает звук"
кроме: да они - лютые сумеречные дятлы?

Но это - проще всего. Мне интересно найти за их словами какую-то твёрдую основу.
Не могли же они так люто тупить.

С раскорректировкой уся - это одно было предположение.
Другое: возбуд. Тупо незамеченный имеющимися приборами возбуд. Уменьшили ООС - возбуд исчез - звук улучшился.
Отсюда вывод: если таракану оторвать все ноги, он глохнет. (с)
 
Назад
Сверху Снизу