• 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
    2
  • комментариев
    19
  • просмотров
    329

Об этом блоге

Схемотехника для инженеров и DIY-конструкторов

Записи в этом блоге

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?

 

/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