Параллельно движемся.
Но местная цепочка в ООС второго ОУ заметно добавляет запасу по фазе.
Я ее оставил.
Простой сверхлинейный УМ "Ностальгия" или наш ответ параллельникам Агеева.
- Автор темы Rus2000
- Дата начала
Но местная цепочка в ООС второго ОУ заметно добавляет запасу по фазе.
Я ее оставил.
Имел ввиду избыточный запас на случай смены типов и разброс параметров ОУ.
Говорят, что многопетлевая ООС, как минимум, не хуже одной общей петли в смысле линейности всего УМЗЧ.
Давайте попробуем проверить, так ли это на самом деле.
Берем схему УМ "Ностальгия_v11" (Глубина ОООС равна 97дБ/20к)
и охватываем второй ОУ+ВК местной петлей ООС (R13 обведен рамочкой):
Ку этой части усилителя зададим равным 3 ((100+51)/51). Такое значение выбрано исходя из максимального выходного напряжения УМ и напряжения питания первого ОУ. Т.е. для того чтоб первый ОУ смог обеспечить сигнал, необходимый для раскачки остальной части уся. Диоды антиклипа пришлось временно отключить.
После введения местной петли ООС глубина общей ООС усилителя снижается до 54дБ/20к. Но зато линеаризуется ВК.
Сравниваем Кг обоих усилителей на частоте 20кГц: получаются примерно одинаковые значения порядка 13/57/87/100u% для уровней выходной мощности 1/10/25/40 ватт, соответственно.
В этот момент может возникнуть подозрение, что МПООС не так ужасна, как о ней рассказывают.
Однако, если в обеих моделях УМ заменить входной ОУ, и вместо абстрактной модели "LM318_LT" поставить нашу иерархическую модель "LM318N-66",
то ситуация для многопетлевого УМ становится драматической: Кг возрастает до 191/648/1080/1489u% при тех же уровнях мощности, что и в первом тесте.
При этом, для усилителя с монопетлей ОООС искажения остаются практически на прежнем уровне (13/51/73/84u%):
Полная модель ОУ более точно описывает поведение схемы при увеличении сигнала на входе, а абстрактная модель таких нюансов не понимает.
Полная модель ОУ показывает разницу в линейности для инвертирующего и неинвертирующего включения ОУ, а абстрактная - нет.
Вопрос: откуда появились искажения, если мы линеаризовали самую нелинейную часть уся - ВК - с помощью петли местной ООС?
Для понимания сути нужно сравнить уровень сигнала на входе (а заодно, и на выходе) первого ОУ для обоих вариантов схемы:
Смотрим: С монопетлей ООС амплитуда сигнала на входе первого ОУ составляет примерно 30мкВ, а с МПООС - 4,1мВ.
Т.е. при использовании вложенных петель ООС амплитуда на входе каскада сравнения выросла в 136 раз (42дБ)!!!
И искажения, вносимые входным каскадом ОУ, тоже заметно подросли (в 14-17 раз!!! или на 23-24дБ!!!)
Рост выходных напряжений и токов ОУ также не добавляет линейности схеме, но выход ОУ хотя бы находится под петлей ООС, в отличие от его входа.
Именно отсюда растут уши феномена различного звучания разных ОУ в мелкоООСных схемах. Петлевого усиления у схемы мало -> разностное на входе ОУ велико -> искажения первого каскада ОУ большие.
И все, что остается делать незадачливым конструкторам и тем, кто повторяет их конструкции - подбирать самые "приятно звучащие" ОУ из имеющихся.
А искажают - все. Например, очень хороший ОУ OPA627 сверхлинеен при Ку=1 (т.е. в режиме повторителя!) при выходном напряжении 10В, ЕМНИП. При Ку=2 он уже выходит за диапазон сверхлинейности.
Его Ку составляет примерно 60дБ. Т.о. сверхлинейно он может работать при разностном не более 10мВ и при глубине ООС порядка 60дБ!!!
При глубине ООС 40дБ разностное придется снизить примерно на порядок для получения прежней линейности, ну и т.д.
И это дорогой качественный ОУ. Большинство других до таких высот не дотягивают вовсе.
В сухом остатке имеем следующее:
Давайте попробуем проверить, так ли это на самом деле.
Берем схему УМ "Ностальгия_v11" (Глубина ОООС равна 97дБ/20к)
и охватываем второй ОУ+ВК местной петлей ООС (R13 обведен рамочкой):
Ку этой части усилителя зададим равным 3 ((100+51)/51). Такое значение выбрано исходя из максимального выходного напряжения УМ и напряжения питания первого ОУ. Т.е. для того чтоб первый ОУ смог обеспечить сигнал, необходимый для раскачки остальной части уся. Диоды антиклипа пришлось временно отключить.
После введения местной петли ООС глубина общей ООС усилителя снижается до 54дБ/20к. Но зато линеаризуется ВК.
Сравниваем Кг обоих усилителей на частоте 20кГц: получаются примерно одинаковые значения порядка 13/57/87/100u% для уровней выходной мощности 1/10/25/40 ватт, соответственно.
В этот момент может возникнуть подозрение, что МПООС не так ужасна, как о ней рассказывают.
Однако, если в обеих моделях УМ заменить входной ОУ, и вместо абстрактной модели "LM318_LT" поставить нашу иерархическую модель "LM318N-66",
то ситуация для многопетлевого УМ становится драматической: Кг возрастает до 191/648/1080/1489u% при тех же уровнях мощности, что и в первом тесте.
При этом, для усилителя с монопетлей ОООС искажения остаются практически на прежнем уровне (13/51/73/84u%):
Полная модель ОУ более точно описывает поведение схемы при увеличении сигнала на входе, а абстрактная модель таких нюансов не понимает.
Полная модель ОУ показывает разницу в линейности для инвертирующего и неинвертирующего включения ОУ, а абстрактная - нет.
Вопрос: откуда появились искажения, если мы линеаризовали самую нелинейную часть уся - ВК - с помощью петли местной ООС?
Для понимания сути нужно сравнить уровень сигнала на входе (а заодно, и на выходе) первого ОУ для обоих вариантов схемы:
Смотрим: С монопетлей ООС амплитуда сигнала на входе первого ОУ составляет примерно 30мкВ, а с МПООС - 4,1мВ.
Т.е. при использовании вложенных петель ООС амплитуда на входе каскада сравнения выросла в 136 раз (42дБ)!!!
И искажения, вносимые входным каскадом ОУ, тоже заметно подросли (в 14-17 раз!!! или на 23-24дБ!!!)
Рост выходных напряжений и токов ОУ также не добавляет линейности схеме, но выход ОУ хотя бы находится под петлей ООС, в отличие от его входа.
Именно отсюда растут уши феномена различного звучания разных ОУ в мелкоООСных схемах. Петлевого усиления у схемы мало -> разностное на входе ОУ велико -> искажения первого каскада ОУ большие.
И все, что остается делать незадачливым конструкторам и тем, кто повторяет их конструкции - подбирать самые "приятно звучащие" ОУ из имеющихся.
А искажают - все. Например, очень хороший ОУ OPA627 сверхлинеен при Ку=1 (т.е. в режиме повторителя!) при выходном напряжении 10В, ЕМНИП. При Ку=2 он уже выходит за диапазон сверхлинейности.
Его Ку составляет примерно 60дБ. Т.о. сверхлинейно он может работать при разностном не более 10мВ и при глубине ООС порядка 60дБ!!!
При глубине ООС 40дБ разностное придется снизить примерно на порядок для получения прежней линейности, ну и т.д.
И это дорогой качественный ОУ. Большинство других до таких высот не дотягивают вовсе.
В сухом остатке имеем следующее:
- Величина разностного сигнала на входе УМ - фактор искажений.
- Уменьшение разностного сигнала на входе УМ, при прочих равных, возможно только за счет набора петлевого усиления
- Глубокие вложенные петли ООС уменьшают общее петлевое усиление схемы, увеличивают разностный сигнал на входе и, таким образом, приводят к росту искажений.
Тезис неверный - не уточнено условие оптимизации.
Беда в том, частные ООС могут негативно влиять на полюса отдельных каскадов и делают невозможным охват ОООС без глубокой коррекции. В результате общая ООС оказывается сильно срезанной, а суммарный результат частных линеаризаций не даёт ожидаемого эффекта.
Оптимизировать же коррекции сразу для двух типов петель - частной и общей - намного (очень намного!) сложней.
В результате, запас усиления оказывается разбазаренным попусту - при этом, разбиение тракта на отдельные петли без охвата общей, существенно упрощает коррекцию и в конечном итоге даёт лучший результат, чем микс ЛООС+ОООС.
Потому искусство соединения в одном тракте локальных петель с общей - это следующая ступень мастерства.
И этот уровень надо осваивать отдельно...
ХИНТ: и повторю свой главный императив - критерием совершенства является характер спектра.
Утаптывание забора под планку невидимости инструментальными средствами - не велика доблесть.
И не просто пробовать - фактически овладевать новым и не простым ноу-хау.
Там море нюансов, драматически влияющих на результат.
Но приз - очень вкусный и заманчивый.
И улучшение параметров, и простота изготовления, и цена.
Наиболее конкурентные характеристики продукта, вообще-то говоря...
ЗЫ: ещё один бонус - применение на сетевом выпрямителе корректора фазы равноценно наличию стабилизатора на высокой стороне.
Потому вся вторичная нагрузка оказывается стабилизированной сразу после ВЧ-трансформатора - надо только слегка почистить от помех.
По сравнению с этим такой бонус, как независимость от сетевого напряжения вплоть до 90 В - это мелочь второго порядка...
Правда сам я ещё корректорами не занимался - это отдельный кунфу...
Не... ЛТ на мою писпайсовую горбушку не намызывается
Разве что перерисовать схему в писпайсе. Там схемы исходные есть?
При прочих равных.
Это и было показано в моем сообщении.
Тезис неверный.
При прочих равных - не дает.
С мелкой ООС вам нечем линеаризовать входной каскад.
И много вы знаете освоивших этот уровень и достигших сверхлинейных результатов?
Ну, посчитай сам на досуге.
Мне мой ЛБП на полкиловатта обошёлся в несколько сотен не-зелёных. Причём, я брал компоненты в розницу в чипдипии.
Если оптимизировать ценообразование через китайский полу-опт (беря в запас) - можно ещё выиграть неплохо.
Цены на НЧ-трансы не знаю - это ты можешь мне назвать для сравнения...
Вот именно. Это, конечно, фишка для индустрии ХЭ - но не достойное инженерное решение...