• 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
  • комментария
    34
  • просмотра
    552

ИСТОРИЯ ОДНОЙ РАЗРАБОТКИ (сезон 4): качаем мощщу

peratron

1 026 просмотров

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/



30 комментариев




Рекомендуемые комментарии

Ну, что? Кто поднимет перчатку - и займётся макетированием в реале?

Мне не с руки заниматься концами в нынешней жизни. А идею довести до живого уся - хотелось бы...

Бензин ваш - идеи наши.  Ы?

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
В 11.09.2018 в 17:28, peratron сказал:

Ну, что? Кто поднимет перчатку - и займётся макетированием в реале?

За непринципиальными отличиями эта схема подобна опубликованной Акулиничевым в журнале Радио №3 за 1980 год.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

В том то и дело, что отличие - абсолютно принципиальное:  в акулиничевском усе реализованно именно то, что и заявлено в статье. То есть, стабилизатор режима. И не более того.

5b9bd544014ec__80-3.gif.04a497dec697ee40fa58c38d86cd743e.gif

В моём усе стабилизация режима - это вторичный бонус. Главное же в том, что каскад на Q2, Q3, Q4,Q5 - это парафазный (балансный) усилитель с очень высокой линейностью и огромным усилением.

У Акулиничева усиление ограничено малым значением входного сопротивления второго дифф-каскада, определяемым сопротивлениями R2 и R4 (2.2 кОм всего лишь).

У меня входное сопротивление ограничено только входным сопротивлением транзисторов - то есть, составляет многие сотни кОм.

Высокая линейность обеспечивается обратной связью через транзисторы Q3, Q5, выполняющие по совместительству роль динамической нагрузки и замыкающие токи первого каскада на шину питания - что далает режим второго каскада независимым от токов первого каскада. Датчиком ООС является R5, потому и получается очень линейно.

Что характерно - в позиции Q2, Q4 прекрасно работают МОПы. Исходно я этот каскад разработал для микрофонного преампа - и там применение 2N7000 вместо ВС550С улучшало параметры (уменьшало единственную третью гармонику ещё на 20...26 дБ).

ХИНТ: прикольно, что эти транзисторы вообще можно ставить разного типа - и существенно работу уся это не изменяет. Подбор Q2, Q4 не нужен.

Важно понять - каскад на Q2, Q4 парафазный: Q3, Q5 поддерживают суммарный ток на R5 неизменным - что приводит к связи плеч по принципу "чего в одном месте убудет, того в другом прибавится".

По входу этот каскад - токовый. И усиливает с гигантским коэффициентом токовую разницу - стабилизируя при этом их сумму. Другими словами, каскад имеет очень высокий КОСС.

Очено важно! Частотные свойства очень высоки - при этом, местные ООС в этом каскаде не портят фазу в общей петле.

Я пока не оценивал фазовые характеристики этой новой конфигурации - но меня впечатлило, что на 20 кГц искажения не возрjсли (!!).

Я пока только начал изучать свойства этого нового усилителя и не всё проверил досконально - на сам по себе уровень искажений о многом говорит. Я в симуляторе такого ещё не видел...

 

И, да - спасибо за указание на акулиничевскую разработку. Действительно, есть нечто общее и в обсуждение его надо включать. Но разница - конкретна и принципиальна!

 

 

 

И ещё...

Применение мощных МОПов - довольно принципиально в данном случае: отсутствие токовых искажений существенно увеличивает общую линейность.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
3 часа назад, peratron сказал:

У меня входное сопротивление ограничено только входным сопротивлением транзисторов - то есть, составляет многие сотни кОм.

Для триодов, имеющих h21э=100 на токе 4мА дифференциальное входное сопротивление выходит 1,5 кОм. У Акулиничева же - 4кОм (1,3мА) при 4,4кОм шунтирующей нагрузки. Ну да, преимущество в +6дб.

Не делайте из усиления культа. Каскады с ОЭ (и дифкаскады в том числе) не дадут вам его реализовать, вынуждая опустить частоту среза частотной коррекции (не предусмотренной, кстати) подальше от предельной частоты транзисторов.

У того усилителя была проблема с устойчивостью, причем для разных полуволн сигнала не симметрично.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Не делайте из расчёта на пальцах культа - просимулируйте и найдите ошибки в своих представлениях о работе схемы.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
7 часов назад, peratron сказал:

найдите ошибки в своих представлениях

Будьте добры, назовите их сами, но только конкретно и лаконично. - Ума не приложу, какие такие "ошибки в своих представлениях" я по-вашему должен найти и зачем. Новых представлений схема не вызвала, а прежние досель не подводили.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Зарядите схему в симулятор и проведите измерения.

Первая ошибка - это пытаться оценить схемотехнику на пальцах.

Что касается особенностей схемы - я выше уже сказал:

13 часа назад, peratron сказал:

По входу этот каскад - токовый. И усиливает с гигантским коэффициентом токовую разницу - стабилизируя при этом их сумму. Другими словами, каскад имеет очень высокий КОСС.

Это система с параллельной ООС - что принципиально меняет представление о работе всего усилителя.

 

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Ошибка дает неправильный результат, на который Вы не затруднились бы указать.

1 час назад, peratron сказал:

что принципиально меняет представление о работе всего усилителя

- Хорошо уже, что хоть у кого-то. :)

@peratron Вы бы спецификацию выложили коллективу, а еще лучше - модель.

 

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Что именно вы хотите доказать?

Что вы персонально умней симулятора и считаете точней, чем компьютер?

Есть данные симуляции - они вполне конкретно показывают, что схема обладает необычными возможностями. Вы говорите, что не обладает? Ну-ну...

8 минут назад, J_Ohm сказал:

Вы бы спецификацию выложили коллективу, а еще лучше - модель.

Спецификацию чего?

Модель чего?

Схема приведена, приведены результаты симуляции.

Модели использованы стандартные - которые в классических схемах показывают параметры, соответствующие этим схемам. То есть, уровень артефактов - на один-два порядка выше,  что совершенно соответствует среднему по отрасли.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

М1 и М2 - стандартные модели irf740 из ОрКАДовской библиотеки.

Могу распечать спайс-модель - хотя она совершенно стандартная.

Остальные транзисторы - BC550C/560C, тоже стандартные.

Мне интересна перекрёстная проверка - на других симуляторах. Такое сравнение прибавит объективности...

Изменено пользователем peratron

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Глянул усиление на входах своего парафазника - с баз Q4, Q2 и до нагрузки 4 Ом усиление 60 дБ.

Входной дифкаскад добавляет до 100 дБ, то есть даёт ещё 40 дБ...

2 минуты назад, NBN сказал:

А что с максимальным размахом напряжения на выходе?

Ну, что и должно быть: низ качается до насыщения нижнего полевика, верх не докачивает до шины питания парафазника 1.2 В + напряжения открывания верхнего полевика. Потому пришлось добавить маломощный источник на первый случай. В принципе, можно обойтись бутстрапом - потребление небольшое.

Но на данном этапе это не имеет значения - это нюанс второго порядка значимости. Сейчас важно определиться с потенциальным уровнем искажений, фазой и прочими петлевыми заморочками.

А так - качает от рельса и до рельса. Как и положено...

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

(15.09.18)  UPD2:  Глянул фазу.

(картинка - в основном тексте)

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

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?

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
3 часа назад, peratron сказал:

Спецификацию чего?

Модель чего?

Как чего? Схемы, конечно.

Скрытый текст

Спецификацией называется перечень элементов на схеме. Модель всей схемы для симуляции как правило можно перемещать в виде файла. У вас в OrCad не так что ли?

 

1 час назад, peratron сказал:

По идее - должно выть.

Квазистабильность. Кратковременная перегрузка схемы поможет ей прийти к самовозбуждению. В реальности обычно заводится от чиха.

Изменено пользователем J_Ohm

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

  Представлена идеальная схема без наразитных ёмкостных связей между элементами. Осталось ввести указанные элементы в схему, всё вернётся к теории обычных операционных усилителей ... и никаких "превосходных" характеристик у своего усилителя  ТС уже не увидит.

Изменено пользователем _VN_

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
2 часа назад, _VN_ сказал:

  Представлена идеальная схема без наразитных ёмкостных связей между элементами.

Из вашего утверждения можно подумать, что ФЧХ формируется исключительно паразитными связями.

Коли это было б так - то и не было б проблем с быстродействием электронных схем.

На самом деле (ТМ) всё гораздо печальней - устойчивость систем с ООС зависит от глубины ОС с учётом ФЧХ.

Я привёл график ФЧХ - разумеется при такой глубине ООС очень трудно без специальных мер расчитывать на устойчивость петли. Отдельный интерес вызвал тот факт, что без специально введённой коррекции симулятор показывал в общем-то устойчивую работу - обычно на склонность к генерации симулятор вполне конкретно реагирует (либо сваливаясь в несходимость, либо уменьшая временной квант и увеличивая время расчётов). А тут - симулятор бегает вполне штатно и не куксится на самовозбудах.

Что и породило определённые надежды - которые дальнейшим исследованием несколько дезавуированы. Но тем не менее - интерес к такому схемному решению отнюдь не исчезает - надо просто продолжить работу и более детально разобраться с артефактами в функционировании.

Поскольку схема изначально ориентирована на заранее известный Кус - это повторитель - то существует потенциальная возможность скорректировать ФЧХ, не теряя усиления на верхней части звукового диапазона. Надо только поглубже разобраться - как именно лучше корректировать. А делать многополюсную коррекцию я умею - приходилось раньше таким макаром решать поставленные задачи.

ХИНТ: внушает надежду прежде всего высокий запас усиления - первый полюс очень высоко: 10 кГц. Очень не каждая схема таким потенциалом обладает.  И ФЧХ - простая: двухполюсная. Что говорит о минимуме влияющих на результат узлов. То есть - короткий тракт рулит и при сверхглубокой ООС.

Кроме того, я ещё совсем не брался за переключательные искажения - а если их победить, то можно существенно снизить требования к запасу петлевого усиления и тогда с полюсами куда легче будет разобраться.

НИОКР только-только начался - а спешить незачем. Можно думать, сколько надо. До просветления...

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Игра с полюсами - первый подход:  пытаюсь выяснить, чем конкретно формируется каждый из полюсов.

Напомню, что в исходнике - с указанными на схеме токами - первый полюс = 10 кГц, второй = 1 мГц, при петлевом усилении = 100 дБ.

Для начала - поставил в затворные нагрузки вместо 1 кОм по 100 Ом, соответственно увеличив ток драйверных камней. Первый полюс переехал на 30 кГц - но ценой снижения усиления до 80 дБ. Что совершенно естественно - поскольку усиление драйверов пропорционально упало. Другими словами - скат ФЧХ не поменялся, а поменялась только крыша (понизилась).

Соответственно, искажёнка возросла до -100 дБ - сохранив при этом хороший спектр.

Не того ищем-с... Не того...

ХИНТ: чую, придётся ставить драйвера для мощников - давно на это нацелился. Возможно - с местным питанием (как в цифровых приложениях).

Чем именно сформирован скат - пока мне не ясно. Не... Конечно ясно, что половики с их ёмкостями и быстродействием тут в центре событий. Но интимных подробностей пока не хватает...

Будем подумать... -_-

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Симулятор - наше фсё! Как жить без тебя?!

Изолировал затворы идеальными буферами - с бесконечным входным и нулевым выходным. Получил замечательную фазку:

PWR2018p2.thumb.gif.29c2e9b97d8869ff94ba690bc5fb0bb7.gif

Второй полюс уехал куда-то в десятки МГц - и образовалась замечательная площадка до 10 МГц. Для обычного уся с усилением 20...30 дБ этого уже по идее должно хватить - запас по фазе получается нормальным:  петля замкнута где-то на 120 градусах.

Но мне нужен повторитель - с ним, конечно ещё не айс: при 0 дБ петля замыкается на фазе далеко за 180.

Но это не смертельно - при такой площадке технически возможно сделать полюсок на 20 кГц и скоренько-скоренько (со спадом 12 дБ/окт) сожрать избыточное усиление. А потом под замыкание петли на 0 дБ сформировать полочку - что б легло по феншую на скат -6 дБ/окт.

Медитирую под следующий шаг - чем заняться раньше? ФЧХ или всё же драйверами для половиков? Наверно драйверами - у них могут быть свои заморочки и всё равно фазу придётся гнуть под них...

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
22 часа назад, peratron сказал:

 

В 20.09.2018 в 12:10, _VN_ сказал:

  Представлена идеальная схема без наразитных ёмкостных связей между элементами.

Из вашего утверждения можно подумать, что ФЧХ формируется исключительно паразитными связями.

Коли это было б так - то и не было б проблем с быстродействием электронных схем.

 

 Паразитные связи существуют всегда... Проблемы с "быстродействием" схем без учёта этих "связей"  имеют смысл только для анализа теоретически идеальных схем, чем Вы собственно и занимаетесь... 

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий
13 часа назад, _VN_ сказал:

...имеют смысл только для анализа теоретически идеальных схем, чем Вы собственно и занимаетесь...

Именно. Ибо сказано - нет ничего практичней хорошей теории.

С блужданием вслепую я завязал много лет назад. А с появлением правильного симулятора практика у меня сводится к изготовлению и испытанию опытного образца. Причём, макетирование полностью переведено в виртуальный домен: отработанная в схемосимуляторе схема кладётся в печать и проверяется сразу в печати. Где эти самые загадочные "паразитные связи" и проверяются окончательно. Шанхай-макет для меня безвозвратно канул в прошлое лет пятнадцать-двадцать тому назад. И с тех пор я разработал немало серийных приборов - которые шли с первого образца в коммерческий оборот, принося конкретную прибыль и переведя НИОКР в статус этапа самоокупаемого...

Что характерно - приборы мои по уникальной схемотехнике и не являются перепевами известного...

И именно с отработки концепции в идеализированном варианте всё и начинается...

 

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

М-да... Идеальный буфер - мечта недостижимая.

Попытка вставить драйвера в виде эмиттерных повторителей рисует печальную рогозу:

PWR2018p3.thumb.gif.ef5e5dca1aa72374bfda8fd447a6b4c7.gif

На кошерную область попадаем только при Кус больше 50 дБ - что ни в какие ворота.

Так, что пока идею бракую - дорогу к успеху будем искать обходным маневром...

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

О-ло-ло!

Сегодня у нас на десерт - вот такая красотулька!

PWR2018p4.thumb.gif.2ab4fe7eae1fcae85456a09b3f53cdfc.gif

Прогулявшись в направлении буферинга и убедившись, что это болото дурно пахнет, решил вернуться на прямую дорожку - и просто поискать оптимальную коррекцию в рамках классических вариантов.

Попутно выяснил, что 10 кГц - это полюс половиков, а верхний полюс задаёт предвак - и значит можно им играться, как следует.

Первое же телодвижение дало искомый результат!

Наиболее естественная точка - это парафазная линия между дифф-каскадом и драйвером. Вставил в неё RC-цепку - и вуаля! На ФЧХ образовался симпатичный пупырь, открутивший фазу назад.

Итого имеем (с камнями irf540): для повторителя (0 дБ) с частотой единичного усиления 30 мГц (!) имеем фазу уже меньше 180 (172 градуса). Хотя, конечно, этот запас маловат - тут надо б ещё пошаманить.

А вот если делать классический усь с усилением 20...30 дБ - то попадаем на центр пупыря и имеем запас по фазе ~60 градусов!

Бинго! Краше не бывает!

Живём дальше...

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Ну, вот - с фазой дело продвинулось и можно почистить схемку. Теперь она выглядит так:

PWR2018_sch2.gif.c8536be764169eafdd636a6e5d324545.gif

Применил irf540 хотя проверил и на irf240 - но цена и корпус этих мне не в кассу. Хватает 540 - значит с ним и лепить.

Добавил усиления - увеличил затворные резисторы до 2 кОм и увеличил ток дифкаскада до 4 мА. Усиление подскочило до 120 дБ, а фаза улучшилась за счёт увеличения тока диф-каскада и смещения верхнего полюса вверх.

Теперь АЧХ и ФЧХ выглядят так:

PWR2018p5.thumb.gif.07bfa6a1afd684f318224f7feed18f86.gif

Собственно, запаса по фазе хватает и для повторителя - но поскольку усиление возросло, то можно реализовать запас для получения нормальной чувствительности по входу. Сечас это усиление - 20 дБ. Но можно играться - поскольку ФЧХ хороша и устойчивости должно хватить на любой вариант.

А искажения и при усилительном варианте (20 дБ) очень неплохи:

PWR2018s5.thumb.gif.7e2a6a26a0315ce7cb9d74e7a0a239a2.gif

При этом, эти искажения получены при начальном токе 130 мА - при меньшем токе растёт забор, хотя огибающая выше -120 дБ не вылезает. Потому 130 мА есть разумный компромисс.

Ввёл истоковые резисторы - в перспективе применения токовой защиты (отсечку расчитал на 12 А).

ХИНТ: пожалуй, проект созрел для перехода к конструкторскому этапу - по большому счёту с концепцией дальше крутить особо и нечего. Надо реализовывать в железе...

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

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.7117da3a127d1644d9a4f69b115db84e.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.2cf97ed45df8a600e2fc49165828a2f8.gif

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

ФЧХ и АЧХ петли:

HA1801p1.thumb.gif.7a6b2e022164b1afdb98b8a382e0acea.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.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

  • Комментарии блога

    • Помедитировал над чётными гармониками в спектре уся -гипотеза состоит в том, что несимметрия возникает из-за коллекторной модуляции плеч: драйвер нижнего плеча работает при полном напряжении и без модуляции, а драйвер верхнего плеча - при половинном напряжении и глубокой коллекторной модуляции. Вставил каскоды. Модуляция ушла - чётные гармоники ушли от слова совсем. Остались только нечётные, переключательные по происхождению (уменьшаются при увеличении начального тока в двухтактном выходном АВ-каскаде). Общий уровень гармоник снизился на 15...20 дБ.   Оно, конечно, замечательно - но вот с фазой стало намного труднее: первый полюс поднялся высоко-высоко - ушёл 30 30 дБ. Тоже какбэ замечательно - но при этом фазу скорректировать правильно пока не удаётся: на 0 дБ фаза уходит за 200 градусов, да и на рабочем усилении 20 дБ за тоже достаточно далеко за буйками (за 180 градусов убегает гарантированно). В пику этому, одноэтажный вариант (без каскода) корректируется славно - на усилении +20 дБ фаза не более 120 градусов (!).   Так, что каскод пока не в кассу - всё равно его преимущества не получается реализовать: придётся закорректировать вусмерть и съехать на полюс 1 кГц. Что резко ухудшит верха...   ХИНТ: в целом - усь наиболее симметричный из всех, которые знаю...
    • Добрый день.
      Решил сгруппировать найденную по сети информацию на данную автоматику в одно место, чтобы облегчить себе жизнь.
      По возможно буду добавлять информацию.......   Каскад-колов-Thermona1.pdf Порядок проведения работ при вводе в эксплуатацию котлов с автоматикой HDIMS01-TH01.pdf Руководство по обслуживанию котлов THERM DUO 50.pdf
    • Добрый вечер.
      Во всех своих постах я демонстрировал Турбированый вариант обвязки платы.
      Теперь хочу Вам "показать", как с данной платы сделать Атмосферный вариант. Хотя все это есть и в инструкции на котел. 
      Достаточно поставить термостат "таблетку" на нужную температуру, Нормально замкнутую, и подключить ее к разъему Х16 выводы 65/63 и у Вас плата станет для атмосферного котла.
      На столе, при запуске платы, я просто установил перемычку на данные выводы разъема. Реле вентилятора при этом будет включаться, через него идет на проц одна обратная связь и потенциал сети идет на контакты реле газового клапана. Работа реле К4 обязательна. Так будет проще обвязывать плату и тестировать ее, так как исключается один пункт с выдержкой времени имитации датчика прессостата. 
    • Добрый день.
      Попалась ко мне плата практически новая, не разу не юзаная от Декабря 15 года. Я с начало не понял, почему данная плата не на котле, оказывается при сборке на заводе робот не "установил" перемычку на разъеме Х7 выводы 26/27, они отвечают за комнатный термостат. У робота видимо закончилась проволока, до отверстия он довел проволоку, но вот в отверстие не завел. Поставил перемычку, установил в котел и плата начала работать, подарок судьбы. Побольше таких ремонтов.  Так выпала возможность, то решил описать как работает модуляция на данной плате. Добавил фото и видео работы.
      Модуляция. Режим ее работы. Принцип работы описан платы на столе. На котле возможно плата будет вести себя чутка иначе.
      Перемычка JP1 установлена на природный газ. Настройки платы по умолчанию. Забигаю вперед, если установит перемычку на пропан, то поведение модулятора не изменилось.
      В качестве модуляционной катушки у меня была лампочка накаливания на 24В мощностью 4,8W. Разъем Х9 выводы 58 (+) и 57 (-)
      Обвязываем плату.
      Запускаем плату, подаем питание 220В. Происходит самотест платы, приблизительно 5 сек., появляется надпись oFF, если переключатель режимов был на 0. При этом ни на один имполнительный механиз не поступает напряжение. Плата находится в режиме ожидания.
      Группа безопсности термостатов замкнута.
      С помощью выбора режимов, переключаем на летный режим. На дисплее загорается текущая температура в градусах и значек солнышко. В это время не одно реле не щелкнуло, на модуляцию катушки поступает 0В.
      С помощью переключателя режимов выбираю отопление. Включается реле насоса. На дисплее появляется значек батареи. Имитирую реле протока. Включается реле вентилятора. Параллельно с этим на модуляционную катушку начинает поступать напряжение 2,5В. Параллельно лампочки "модуляции" подключен мультиметр, выбран режим 200В постояного напряжения.
      Имитирую прессостат. В это время включается трансформатор розжига и реле газового клапана. На модуляционную катушку, в течении 1 секунды, плавно наростает напряжение с 2,5В до 16В. 
      После имитации наличия пламени, на дисплее появляется значек пламя и напряжение на модуляционной катушке в течении 1 сек., плавно опускается до 1,9В. После этого автоматика включает режим модуляции, очень плавно, с шагом 0,3В, начинает расти напряжение на катушке с 1,9В до 23В.
      Если в работе потеряется пламы, то автоматика полностью выключит реле газового клапана и модулятора, на обоих будет 0В. Модуляция_катушки_платы_DIMS01-TH01.mp4
  • Записи блога