• Объявления

    • admin

      Размещайте материалы своей компании БЕСПЛАТНО!   18.04.2018

      Редакционная политика портала позволяет размещать на бесплатной основе различные типы материалов: интересную информацию, наработки, технические решения, аналитические статьи и т.д. Пример такого блога. Взамен мы рекламируем ваш блог в наших группах в соц. сетях, ну и плюс естественная самореклама от пользователей форума и блогов, которые будут читать ваш блог. К примеру охват одного поста только в нашей группе VK составляет более 10 тыс. человек. Т.е. мы предлагаем бартер - вы ведете у нас блог и публикуете какую-то полезную и интересную информацию связанную с вашим производством, а мы рекламируем ваш блог в наших соц. сетях. Блоги можно полностью кастомизировать: поставить изображение шапки, сделать меню или оглавление, также в своем блоге вы будете модератором - сможете удалять комментарии и т.д. Ведение своего блога требует времени и навыков, но рекламный эффект колоссальный, т.к. это живое общение и отклик. Посты не должны быть рекламой, а также должны соответствовать правилам форума. Для тех компаний, которые будут публиковать интересный контент, права в дальнейшем будут расширяться - сможете публиковать больше ссылок, пресс-релизы, новости компании, анонсы и т.д. Ну а если вы хотите размещать платную рекламу: условия и прайс размещения на сайте и форуме, коммерческая тема на форуме, реклама в группе VK.

peratronika

  • записи
    4
  • комментария
    34
  • просмотр
    761

Об этом блоге

Схемотехника для инженеров и DIY-конструкторов

Записи в этом блоге

peratron

Эта тема возникла, как поддерживающая для НИОКР УМЗЧ (сезон 4)

Особенно она актуализировалась, когда китайские братья сделали вот такой подарочек:

50-5A.jpg_640x640.jpg

https://www.aliexpress.com/item/Digital-Control-power-supply-50V-5A-Adjustable-Constant-Voltage-Constant-current-tester-DC-voltmeter-Regulators-Ammeter/32724001562.html

Естественно, я заказал игрушку - а пока она ехала, я сообразил для чего она мне нужна: это идеальное решение для лабораторного источника, ориентированного на макетирование УМЗЧ.

Разумеется, этим применением дело не ограничивается - прибор получается универсальным и удобным для любых работ. Причём, готовые ЛБП от тех же китайцев обойдутся в три...пять раз дороже, но не смогут дать адекватный сервис в управлении.

Потому я решил дождаться прибытия заказа, оценить его практически - и заказать второй канал.

Приехал заказ удивительно быстро! Всего 17 дней - из Гонкога в Москву.

Игрушка не разочаровалеа - правда, глубоких исследований я не предпринял, а просто погонял на нагрузке в виде свелилочных движков. Всё успешно срослось - и второй канал уже в дороге.

По сути проекта

Понятно, что с таким подарком дело сводится к обеспечению самих стабилизаторов питанием по входам, да к засовыванию в удобный корпус- потому проект не сложен и публикация носит характер "повтори не раздумывая по готовой документации".

Разумеется, сетевое питание будет делаться на импульсном преобразователе - при этом, характеристики преобразователя совпадают с требованиями к ИП УМЗЧ. Таким образом, изготовление лабораторного устройства оказывается полностью в мейнстриме проектирования УМЗЧ - ИИП сразу будет закладываться с учётом финальных требований к УМЗЧ.

Мощность ИИП ~500 ВА (2х55В/5А).

ЛБП - двухканальный, без гальванической связи между каналами:  структуры УМЗЧ бывают разные и варианты с раздельным питанием встречаются нередко. Так, что завязывание в нужный вариант - по месту, на макете.

ХИНТ: в пару к питателю оконца, требуется питатель предварительных каскадов - и эта задача у меня уже решена:

09252344.jpg

Конструктивно удобней всего питание предвака привернуть к хлеборезке (беспаечной макетке) - что и сделано.

Доку по этому субпроекту я размещу в отдельной теме - если есть интерес, то делайте запрос. Это ускорит подготовку публикации.

 

На этом первая часть поста закончена - проект ИИП буду выкладывать по мере проектирования. Пока же предлагаю ссылку на сердце конструкции - полагаю, такая игрушка заинтересует многих и информация о её существовании окажется полезной.

Замечу только, что на али есть и иные варианты стабилизатора с цифроуправлением - например, с большей величиной максимального напряжения. Но мне этот вариант показался удобней - потому за основу я взял именно пего.

peratron

Начало темы - в сезоне 4

Как водится, творческий поиск почти всегда приводит к расширению тематики: сильное решение, синтезированное для решения изначальной проблемы позволяет эффективно решать и другие. Вот в данном случае появилась мысль применить новую дифференциальную усилительную структуру в схемотехнике DOA, т.е. Discret OpAmp.

И вот, что из этого получилось...

DOA2018-1_001.gif.bd78d7563589466a1fc29bf92d38e0fd.gif

Вот фазовка для режима повторителя:

DOA2018-1_P1.thumb.gif.fb9452650e0a0d1793b3dc5135814fef.gif
Как видим - замыкание петли на усилении 0 дБ не приводит к резонансному подъёму на верхней границе полосы.
Процесс остаётся апериодическим - что обещает наилучшую переходную характеристику и хорошие перегрузные свойства.

Смотрим фазовку разомкнутой петли:
DOA2018-1_P2.thumb.gif.342913beeed4a886c693f1e639adfb34.gif
Как видим - общее усиление весьма умеренное: 78 дБ.
Первый полюс - 43 кГц.
В совокупности с описанной выше ФЧХ - это должно давать хорошее ненапряжённое звучание. При условии - высокой начальной линейности, разумеется. Посему смотрим спектр:
DOA2018-1_S1v.gif.888574a5a9fce61b45ba414274953b00.gif
Мягко говоря - неплохо: 2-я - -130 дБ, 3-я - -155 дБ. А дальше - пустырь и никаких заборов...

ХИНТ: Собственно, вся фишка в высокой изначальной линейности этой новой структуры.
А изюминка - прежде всего в двухтактном выходном каскаде в режиме А, причём в отличие от кривых схемотехнических вариантов реализации режима А с использованием ГСТ в одном из плеч, в данном случае алгоритм переключения плеч максимально линейный: "где сколько в одном месте прибавится, того в другом месте убавится". То бишь, сумма токов плеч константна!
И это обеспечивается именно за счёт архитектуры нового каскада - который ко всему прочему ещё и максимизирует неискажённый размах выходного напряжения: остаточное напряжение всего на 0.6...0.9 В меньше напряжения питания.

 

UPD 1 (25.10.2018)

Следующая фигура марлезонского балета : Парафазный (балансный) DOA.
BalDOA_sch_001.gif.f252ba53c9fd7b5d2781ce5632cd6637.gif

И спектр к нему:

BalDOA_s1.gif.bd0c5f8df8817be73ef634b03628db8c.gif


Внушаить! (с) ХМ

Единственнй палка на уровне -120 и пустота в остальном...

Справедливости ради - есть пока непонятки с синфазной компонентой. В силу схемотехнических причин синфазка плавает и возможно требуется слепить сервосистему автоподстройки.
Надо более детально посимить на предмет влияния разбросов параметров компонентов - тогда будет видно, надо или не надо городить серво-петлю.

В целом - заманчиво же ж...

peratron

Жанр этого поста - рабочий дневник конструктора. То есть, попытка зафиксировать творческое движение мысли в процессе конструирования не определившегося ещё поначалу устройства. Приходится начинать блог сразу с сезона 4 - потому, что первые три истории зафиксированы в моих дневниках, но ещё не перенесены сюда. Но поскольку именно эта конкретная тема стала горячей для меня в здесь-и-сейчас - то первой в блоге фиксируется именно она. Остальные перекочуют сюда тоже - но чуть поздней.

 

Итак, сегодня мне приспичило:  для нового микрофонного предусилителя у меня был разработан любопытный узел балансного усиления - и мне захотелось попробовать его в приложении к проблеме мощного усилителя. Потому зарядил симулятор (PSPICE/OrCAD) и отрисовал изначальную схемку:

PWR2018_sch1_001.gif.c19ff74ec279ad08e2c3a93d030f52fe.gif

Смотрим спектр:

PWR2018s1.gif.7e6228b33a938d136151c22cb6582d68.gif

Хм... А не кисло, однако же ж...

Пояснение:  на спектрограмме одна клетка - это 20 дБ.

В привычных нулях - 0.0003%, где-то и как-то - хотя я нули считать не люблю и предпочитаю видеть спектральные палки: это гораздо информативней.

Спектр - не из самых лучших, конечно. Но и не забор, уходящий в бесконечность - спад имеет место быть: вторая группа от первой падает на -26 дБ и дальше чётные уходят, хотя нечётные  таки торчат. Но за -120 - это уже не столь критично. И пока это только "первый подход к снаряду" - переключательные искажения можно попытаться почистить.

ЛИРИЧЕСКОЕ ОТСТУПЛЕНИЕ 1

Скрытый текст

 

Звуковоспроизведение - это в некотором смысле религия. Для адептов ключевыми являются мантры, которые многие возводят в догмы. Потому стоит озвучить ключевые принципы, которые я, не возводя в догму, тем не менее считаю важными и в процессе поиска нужного схемотехнического решения использую, как критерии совершенства синтезированной схемы.

В ХЗТ (Хорошо Звучащих Трактах) главным критерием я считаю быстрый спад гармоник - для меня этот критерий свидетельствует о здоровье петли ООС. Быстрый - это значит спад огибающей не ниже 20-26 дБ/окт. При меньшей скорости спада следует подозревать недостаточное быстродействие петли - либо чрезмерно усиление в петле, либо полюса слишком занижены.

Средства достижения этой цели - "короткий" тракт в сочетании с минимизацией глубины ООС.

UPD1  (18.10.2018):  Для предметной иллюстрации - плохой спектр:

5ba12bfb114d0__.thumb.png.63186928547a782ec013226806aaae7d.png

Приборные искажения - порядка 0.01%. Но при этом - забор гармоник, уходящих в бесконечность при недостаточной скорости спада огибающей...

 

Теперь комментарии к разрабатываемой схеме.

Я сторонник отделения мух от котлет - усиление по напряжению должно быть отделено от усиления по току и у каждого из этих функциональных каскадов своя индивидуальная петля ОС.  Такой подход существенно упрощает выполнение требований по устойчивости и чрезвычайно благотворно влияет на спектр, препятствуя перекачке энергии в высшие гармоники, выскальзывающие из под действия физиологического фильтра, определяющего субъективное звучание тракта.

Такая концепция приводит к тому, что выходной каскад (усилитель тока) вырождается в повторитель.

ХИНТ: мне симпатична концепция никитинского выходника на полевых транзисторах - http://www.ant-audio.co.uk/Theory/N-channel MOSFET output stage with improved linearity_Rus.pdf

Потому разрабатываемый в этом НИОКР проект в изрядной степени родственен означенному никитинскому проекту - хотя последний прямым прототипом и не является.

В качестве УН для повторителя, охваченного 100%-й ООС мне захотелось применить свою новую разработку - весьма прикольный парафазный каскад, который в микрофонном преампе (для которого он придуман) показал очень интересный результат:

L1013_S1.gif.f688dc82f7dae0cc0e7c1b68c3e4e4a7.gif

Уникально чистый спектр с единственной палкой с уровнем -120 дБ!

ХИНТ: я мучил этот каскад на предмет того, к чему может привести неидеальность компонентов - подставлял вручную в плечи компоненты с реальным разбросом. И даже при замене модели транзистора на другой тип - то лишь выползала вторая гармоника, но не хуже -110...115 дБ. Высших не наблюдалось!

ХИНТ: каскадик сей довольно прикольный - и весьма непривычно работающий. Потому предлагаю помедитировать над ним как следует, прежде чем вносить контрпредложения и вообще критиковать.

В общем, показало себя нововведение весьма неплохо и в мощном повторителе - при том, что с переключательными искажениями я ещё не боролся. Хотя имею намерение всерьёз с ними сразиться - тем паче, что в предыдущих сезонах ИОР я нашёл эффективный алгоритм противодействия переключалке.

Ключевое решение - отказ от контроля выходного сигнала двухтактным компаратором и замена оного однотактным. Тогда выходной ток формируется не по принципу "от каждой твари по паре" и заменяется принципом "где сколько чего убудет - того в другом месте прибавится". Разумеется, подразумевается взаимодействие плеч.

Но в этом первом подходе я ограничился классическим двухтактом с классическими переключательными эксцессами - и перспективный результат получен именно в таком варианте. Что и вдохновляет.

Едем дальше - оценим петлевое усиление и вообще, что там творится в петле. Для этого посмотрим, что у нас между базами дифф-каскада:

PWR2018s2.gif.b67d02ed33ae914fffe802ae8a17c8a4.gif

Амплитуда сигнала между базами - порядка 100 мкВ, что при входной амплитуде 10 В даёт петлевое усиление порядка 100 дБ (на 1 кГц) Форма сигнала, включающая корректирующие добавки - достаточно плавная. То есть, исходные искажения тракта - весьма небольшие.

Годится! Можно ехать дальше...

Смотрим, что будет на 20 кГц:

PWR2018s3.gif.3a127bef70f3608455306b11489d1ded.gif

Ого! Внушаить (с) Х.М.  На 20 кГц практически не происходит увеличения искажений! Волшебно... Просто праздник какой-то...  :wub:

Впрочем, быстрая петля и есть быстрая петля - и на СЧ, и на ВЧ она трудится не в разнос...

 

Замечания по нюансам.

  • применённый новый каскад изначально парафазный, что открывает перспективу на построение истинно парафазной мостовой схемы;
  • Регулировка начального тока - R5. При этом, смещение термокомпенсированное - поскольку определяется БЭ-переходами Q3, Q5;
  • надо исследовать такой вопрос: не являются ли оставшиеся искажения с явно выраженной чётной структурой остатком того факта, что ток управления нижнего плеча уходит в землю, а ток управления верхнего плеча - в нагрузку, и если это так, то попробовать отвязать управление от нагрузки;

 

(11.0918)  UPD1: Мысль о влиянии тока управления на ток нагрузки оказалась верной! Убрал ток из нагрузки, пустив его на землю через PNP с общей базой, подвязав базу к истоку МОПа, а эмиттер - к нижнему концу R1

Результат такой:

PWR2018s4.gif.486fb8adb23e28fff0d2c4f911c7f93d.gif

Офигеть!!! Спектр - лучше не бывает (не нужно). Падает стремительным домкратом  :o

 

Чё та будет дальше?!

 

(15.09.18)  UPD2:  Глянул фазу.

PWR2018p1.thumb.gif.216cf41cced9728ba3d02066de87b1fc.gif

Гляжу тупо - разрываю петлю, балансирую по режиму и смотрю на графики. Может есть методика глядеть фазу и полюса без разрывания петли?

М-да... Не всё ура.

Петлевое усиление - 100 дБ, как и посчитал выше.

Первый полюс - высоко: 10 кГц. Второй - 1 МГц.

Фаза на 0 Дб - таки забегает за 180... Плохо :aggressive:

По идее - должно выть. Но сим рисует чисто - хотя обычно при возбудных ситуациях он встаёт раком.

Пошёл медитировать - куда выгребать? Опускать первый полюс? Грести на опережение?

 

(27.09.18)  UPD3:  Следующая фигура марлезонского балета...

Скрытый текст

Следующая фигура марлезонского балета.

По некоторому размышлению, решил, что поиграться с усем практически удобней всего в его реинкарнации для наушников - затраты на макетирование и отработку минимальны, а сам продукт востребован в достаточной мере, что б потратиться на разработку коробчонки. Тем паче, что хидамп я уже выпускал - и разработка следующего поколения вполне укладывается в мои производительные планы.

Итак, приступаю к разработке хидампа - по мере появления практических схем и прочих атрибутов ОКР, сформирую отдельную тему. Здесь же для соблюдения единства места и времени, выложу сейчас первую прикидку.

Итак, схема:

HA1801_sch1.gif.9aee79f1df69fb47db347ee28a869d8e.gif

В общем и целом - всё то же. Но выходные половики заменены биполярами.

Поначалу пытался тупо поставить вместо мощных МОПов более мелкие - 2N7000. Но с ними схема на удивление не взлетела: крутизны мелких недостаточно! Потому мигрировал на биполяры - поначалу тоже однокаскадники ВС547. Но всё получалось внатяг - и тогда дошёл до дарлингтонов.

Для макетирования пока использовал сборку ВС547+BD139 - хотя в перспективе имеет смысл посмотреть готовые дарлингтоны в подходящих средних корпусах. Впрочем, тут вопрос цены и вопрос наличия спайс-модели будут определяющими.

ХИНТ: вернулся к току управления, затекающему в выходную шину - тут влияние оказалось меньшим, чем в половой версии. Пока слишком в это не углублялся - разберусь потом, в рабочем порядке.

На текущий момент параметры выглядят так:

HA1801s1.thumb.gif.68bfa900c9eeb800f02bdfbdfd5ef051.gif

Приемлемо. Но надо будет посмотреть, можно ли забуриться дальше.

ФЧХ и АЧХ петли:

HA1801p1.thumb.gif.68d12784171865dc60baf3348208f512.gif

Видим, что первый полюс съехал вниз - причём, довольно прилично. То есть, половик с его ёмкостями таки гораздей и в полномощностном усе кошерней.

Тем не менее, эту конфигурацию с дарлингтонами имеет смысл прокачать и для него - хотя там проблемы с большими токами будут куда злей, чем в ушнике.

Соответственно, для ушника надо поискать адекватные полевички - возможно, в сборочке.

А пока - смакетировать ушник и в биполярной версии. Чем и займусь на следующем шаге.

/продолжение следует/

peratron

diyAMP

HOME RECORD MIC PRE AMP

Oдноканальный студийный предусилитель diyAMP спроектирован для самостоятельного повторения радиолюбителями. Он выпускается как в виде кита (комплекта радиотеталей для самостоятельной сборки), так и собранного устройства, готового к применению. В последнем варианте diyAMP является младшей моделью линейки бюджетных предусилителей PERATRONIKA в пластиковых корпусах.

diyAMP сконструирован по модульной системе и расчитан на установку стандартных модулей PERATRONIKA LXXX - его звучание соответствует применённому модулю.

Кит комплектуется модулем Ldiy, разработатанным по упрощённой схеме специально для самостоятельного повторения.

Так же, как и в профессиональной серии приборов, в ультрабюджетном diyAMP сквозной усилительный тракт от входа и до выхода, выполнен по истинной балансной (симметричной) схеме.

Микрофонный вход оборудован отключаемым фантомным питанием студийного стандарта +48 V.

Для совместимости с бюджетными звуковыми картами, diyAMP снабжён несимметричным выходом, реализованным на бытовом стандарте коннектора - RCA ("тюльпан").

Питание прибора осуществляется от выносного блока питания.

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Диапазон частот:   10 Гц…100 кГц (-3 дБ),  20 Гц…50 кГц (-0,5 дБ)

Макс. входной уровень:    +18 дБ

Макс. выходной уровень:   +15 (+18) дБ, в зависимости от используемых ОУ

Входное сопротивление:   3 кОм

Выходное сопротивление:  XLR (balanced) - 100 Ом...3 кОм (определяется модулем), RCA (non balanced)< 100 Ом

Регулировка Gain:+6 / +60 дБ

Фантомное питание:+ 48 В

THD:   < 0.0001…0.01 % (в зависимости от типа микрофонного модуля)

Напряжение питания:   ~ 18 В, 50/60 Гц

Потребляемая мощность:   <1 Вт

Габариты:   92 х 42 х 110 мм

Масса:   0.5 кг

 


ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ


Основная (материнская) плата прибора содержит посадочное место для микрофонного модуля , источники питания (+12, -12, +48), драйвер несимметричного выхода.

Схема:
8712442.png

Лейка:
0476548.png

Размещение деталей:
4277422.png

МИКРОФОННЫЙ МОДУЛЬ

Схема:

3241309.png
Лейка:
s4854879.jpg

Размещение деталей:
s6424495.jpg
 

Проекты в формате PROTEUS (не ниже версии 8.6) - в аттаче.

БЛОК ПИТАНИЯ

Для питания предусилителя используется готовый сетевой адаптер ("капелька"), предназначенный для питания ТВ-антенных усилителей и потому в широком ассортименте присутствующий на рынке.

Этот адаптер следует доработать - исключить имеющиеся в конструкции выпрямитель и стабилизатор, перепаять штекер и подключить провод к обмотке трансформатора.

ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА

Основная печатная плата изготовлена по "полутораслойной" технологии - заготовка берётся двухсторонняя, однако трассы размещаются только с одной стороны, а сторона под деталями используется, как сплошной полигон. При вытравливании эта сторона заклеивается скотчем.

Отверстия со стороны полигона зенкуются - кроме тех, которые соединены с зёмлёй: эти выводы пропаиваются с обеих сторон.

После изготовления платы, сторона полигона заклеивается цветным скотчем - который обеспечивает изоляцию корпусов деталей от полигона и исключает короткое замыкание.  При этом, плата получает красивый внешний вид, не уступающий промышленному изготовлению.

Желающие могут распечатать слой SILK на самоклейку - и наклеить на верхнюю сторону перед оклейкой скотчем. Получается отличная замена шелкографии.

Разумеется, участки вокруг запаиваемых с обеих сторон выводов надлежит вскрыть, убрав скотч и оставив медь для пайки.

 

Дополнительные материалы, включая фотографии - будут размещены поздней...

diyAMP_02.pdsprj

DA1101.pdsprj