О вреде двухполюсной коррекции

[Конструктор]

С интересом следил за дискуссией вот в этой ветке

Ультралинейный УНЧ повышенной мощности Sokol-3P

Предлагаю для обсуждения последнюю разработку УНЧ серии Сокол. Презентация приложена в архиве. Видео здесь: Видео Sokol-3P Аналогичный, но менее мощный Sokol-D там же на моем канале 1T308A. Видео здесь: Видео Sokol-D Там же ссылка на презентацию. Архив

ldsound.club

Человеку пеняли на то, что в НАСА неправильной коррекции учат.
Итак, разбираемся, правильные схемотехники в НАСА, или "левые", пописать зашли.
Рисуем две идентичные схемы усилителей, которые отличаются только схемами коррекции. Слева - классическая однополюсная, справа - двухполюсная, пропагандируемая Дугласом Селфом, и за которую любой глубокоосник кому хошь пасть порвёт.


В этих схемах присутствуют конденсаторы С3 и С4, предназначенные для шунтирования ООС по переменному току. Делаеи их равными 1000 фарад и тем самым размыкаем ООС. Снимаем диаграммы Боде. Синий и зелёный цвет - для левой схемы, красный и малиновый - для правой.


Что мы видим? Устойчивость усилителей практически одинаковая, запас по фазе при единичном усилении одинаковый. Но! Внутрипетлевое усиление у правой схемы на верхнем краю звукового диапазона гораздо гараздее. График фазы, при этом, не такой плавный как у левой схемы, но -180 градусов нигде не пересекает. Казалось бы, всё красиво и зашибись.
Продолжение следует....

А теперь вспомним, для чего вообще делается коррекция в системах автоматического регулирования. То, что система должна быть устойчива - это само собой разумеется. Она и без ООС будет устойчива, как египетская пирамида. И вовсе не для уменьшения гармоник на синусе. Коррекция делается для получения гладкой переходной характеристики.
Включаем ООС - делаем С3=С4=0.
Пропускаем через оба усилителя прямоугольный импульс. Синий - левая схема. Красный - правая. Скорость нарастания для обоих схем практически одинаковая - примерно 25 В/мкс на положительном фронте, 100 В/мкс на отрицательном. Но вот переходные процессы... Выводы делайте сами.


ЗЫ. Все графики снимались в точках съёма сигнала ООС - в эмиттерах Q1, Q2.

 

[Григорий]

А теперь вспомним, для чего вообще делается коррекция в системах автоматического регулирования. То, что система должна быть устойчива - это само собой разумеется. Она и без ООС будет устойчива, как египетская пирамида. И вовсе не для уменьшения гармоник на синусе. Коррекция делается для получения гладкой переходной характеристики.
Включаем ООС - делаем С3=С4=0.
Пропускаем через оба усилителя прямоугольный импульс. Синий - левая схема. Красный - правая. Скорость нарастания для обоих схем практически одинаковая - примерно 25 В/мкс на положительном фронте, 100 В/мкс на отрицательном. Но вот переходные процессы... Выводы делайте сами.

Вывод - R17 в правом усилителе надо увеличить в разы.

 

[Конструктор]

Вывод - R17 в правом усилителе надо увеличить в разы.

Семь раз достаточно? Если увеличить очень сильно, схема выродится в схему с однополюсной коррекцией.

 

[Григорий]

Семь раз достаточно? Если увеличить очень сильно, схема выродится в схему с однополюсной коррекцией.

Конечно "выродится"- это и нужно ,чтобы понять причину выбросов меняя R17 , остальное всё одинаково же? C8 чуть увеличить до суммарного С6 68 пф

 

[Конструктор]

,чтобы понять причину выбросов

Причина понятна - чем неравномерней ФЧХ с разомкнутой ООС, тем кривее переходный процесс с замкнутой ООС.
Вот картинки при изменении R17 от 1кОм до 4кОм с шагом 600 ом и суммарной величиной конденсаторов 68пФ. Процесс становится более гладким, но растянутым во времени. Тогда как при однополюсной коррекции ровно 4 вольта на выходе устанавливаются быстро и чётко.
Что есть музыка, если её рассматривать как сигнал? Это непрерывный переходный процесс. Если композиция длится 5 минут, то это будет переходный процесс длительностью 5 минут, не прерывающийся ни на миллисекунду. И от того, насколько точно усилитель отрабатывает переходные процессы, зависит то, насколько точно он воспроизведёт музыку. Самие точные и короткие переходные характеристики имеют усилители без ООС, или с местными ООС. Вы не найдёте ни одного усилителя вертикального усиления для осциллографа с ООС. А там точность переходной характеристики ставится во главу угла.

 

[Григорий]

Причина понятна - чем неравномерней ФЧХ с разомкнутой ООС, тем кривее переходный процесс с замкнутой ООС.
Вот картинки при изменении R17 от 1кОм до 4кОм с шагом 600 ом и суммарной величиной конденсаторов 68пФ. Процесс становится более гладким, но растянутым во времени. Тогда как при однополюсной коррекции ровно 4 вольта на выходе устанавливаются быстро и чётко.
Что есть музыка, если её рассматривать как сигнал? Это непрерывный переходный процесс. Если композиция длится 5 минут, то это будет переходный процесс длительностью 5 минут, не прерывающийся ни на миллисекунду. И от того, насколько точно усилитель отрабатывает переходные процессы, зависит то, насколько точно он воспроизведёт музыку. Самие точные и короткие переходные характеристики имеют усилители без ООС, или с местными ООС. Вы не найдёте ни одного усилителя вертикального усиления для осциллографа с ООС. А там точность переходной характеристики ставится во гла Возможно этому варианту Худа вообще нужна очень малая ёмкость внешней коррекции

 

[NEULO]

Для дорогого товарища Конструктора у меня есть парочка рекомендаций.
1) Возьмите нормальный симулятор и лучше учитесь работать в нём. LT-spice 4.0
2) научитесь правильно снимать петлевое усиление.
3) использовать идеальные компоненты- бессмысленно.
4) Двухполюсная коррекция при жалком усилении в 45 дб, да ещё и неверно применённая.. Да вы шутите что ли?
Не советую брать пример с вашего друга ГТ308-ого, он плохо закончил.
Это я к тому что ваша схемка вполне неплохая, мне даже понравилась. Но корректируется она одним конденсатором. Поставьте по своей схеме самой первой конденсатор ёмкостью 100пФ параллельно резистору R6 , а С6- выкиньте. И всё заработает хорошо.
Хотя подбор ёмкости может потребоваться.
ЗЫ. Подшаманил по графикам петлевого-68-75пФ норм. Небольшие выбросы на меандре будут - не страшно. Они именно небольшие.

 

[М.Васильев]

Можно и трехполосную применить

 

[NEULO]

Всё можно. Но петлевого 100дБ данная схема не имеет это уж точно.

 

[М.Васильев]

Коррекцию , миллера или 2 полюсную надо на выход усилка заводить .Тогда даже с миллером результат неплохой.
Корректировать надо уметь

 

[Конструктор]

Чтобы интересующиеся люди не отвлекались на замечания всяких удаков, вот ссылка на первоисточник.

(PDF) Селф Д. Проектирование Усилителей Мощности Звуковой Частоты (3-е Издание, 2009) - PDFSLIDE.NET

Дуглас Селф Проектирование усилителей мощности звуковой частоты Третье издание Audio Power Amplifier…

pdfslide.net

 

[NEULO]

Кто же эти звери, отвлекающие интересующихся людей? Изверги.
Выбираю вариант Б. Если по картинке.)

 

[М.Васильев]

по мне инклюзивная тоже хороша

 

[vitamir]

"Но в песне ты не понял, увы, ни... чего" (с) ДДТ

Самокритично.
Підхід не з того ракурсу, тому і результат безглуздий.
На жаль дизайнерів на радіоfuckах не навчають теорії регулювання.
Селф у своїй "Настольній книзі.." означає, що читач загалом розуміє, про що мова. Але, не в нашому випадку.
Тому, дизайнере, спочатку вивчати теорію регулювання в реальний спосіб, лише потім симулювати корекції підсилювачів.
Інакше, деякі удаки(С) роблять поважній аудиторії смішно.
Повертаючись до Селфа, він досить детально аналізує варіанти корегування, які пддаються обрахунку в стовпчик. Простим схемам того достатньо, в більшості випадків. Інша справа, коли каскадів підсилення напруги більше, ніж два. Тоді потрібні більш складні схеми корегування, відповідно до кількості полюсів в каскадах, охоплених загальним зворотнім звязком. Це трохи складніше за форумну балаканину, тому, краще спочатку прочитати хоча би один з підручників з теорії регулювання для вишу. Лише потім братись корегувати самостійно.

 

[Алексей1]

вот ссылка на первоисточник.

Начинать надо с начала, вот ссылка: https://klex.ru/jb1

 

[Хуан Пабло]

Коррекция делается для получения гладкой переходной характеристики.

Вот тут фундаментальная ошибка, от которой и начинается ваша кривая плясанина. Наша первичная цель - получить устойчивый усилитель, а не гладкую переходную характеристику, в общем случае. Выброс, присущий коррекции второго и выше порядка, не имеющий следов колебательного процесса - вполне нормален.

Что есть музыка, если её рассматривать как сигнал? Это непрерывный переходный процесс. Если композиция длится 5 минут, то это будет переходный процесс длительностью 5 минут, не прерывающийся ни на миллисекунду. И от того, насколько точно усилитель отрабатывает переходные процессы, зависит то, насколько точно он воспроизведёт музыку.

Снова мимо. Почитайте определение переходного процесса и может быть поймете, что если подавать сигнал с нормальной полосой на вход, то и переходного процесса там нет. А если синус 10кГц длится 5 минут, напряжение не постоянное, постоянно изменяется - это непрерывный переходный процесс?
Это я вам прозрачно намекаю, чтобы вы сами докумекали где переходный процесс, а где нет и каковы условия его возникновения.

Вы не найдёте ни одного усилителя вертикального усиления для осциллографа с ООС. А там точность переходной характеристики ставится во главу угла.

Ой ли... Местные ООС уже не ООС больше стали?
ПХ в усилителях отклонения важна, но это частный случай, потому что знаете что там не важно? Клир-фактор или коэффициент нелинейных искажений, поскольку визуально вы не увидите до 3-10% на синусе. И поэтому таковы приоритеты - ПХ и ширина полосы. В аудиоприложениях приоритеты другие и не надо проводить слепые параллели.

 

[Конструктор]

Вот тут фундаментальная ошибка, от которой и начинается ваша кривая плясанина. Наша первичная цель - получить устойчивый усилитель, а не гладкую переходную характеристику, в общем случае. Выброс, присущий коррекции второго и выше порядка, не имеющий следов колебательного процесса - вполне нормален.

Снова мимо. Почитайте определение переходного процесса и может быть поймете, что если подавать сигнал с нормальной полосой на вход, то и переходного процесса там нет. А если синус 10кГц длится 5 минут, напряжение не постоянное, постоянно изменяется - это непрерывный переходный процесс?
Это я вам прозрачно намекаю, чтобы вы сами докумекали где переходный процесс, а где нет и каковы условия его возникновения.

Ой ли... Местные ООС уже не ООС больше стали?
ПХ в усилителях отклонения важна, но это частный случай, потому что знаете что там не важно? Клир-фактор или коэффициент нелинейных искажений, поскольку визуально вы не увидите до 3-10% на синусе. И поэтому таковы приоритеты - ПХ и ширина полосы. В аудиоприложениях приоритеты другие и не надо проводить слепые параллели.

Я не буду с Вами спорить, но не потому, что согласен.

 

[СМЕРШ]

Пропускаем через оба усилителя прямоугольный импульс.

Но вот переходные процессы...

Так ты ж коррекцию не настроил, и на неправильных предпосылках делаешь далеко идущие выводы. Вот тебе несколько ПХ УМ с гораздо более высокими порядками коррекции, чем второй:

Мало того, что ПХ - без выбросов, так ещё и каскады в отсечку не заходят, сохраняя управляемость.

Четыре полюса, три нуля. И што? В каком месте это плохо?

Норм ПХ? Это ты ещё эпюр токов не видел:

Ни один каскад в отсечку не заходит.

Матрица коррекции.

150 дБ петлевого на 20к.

Покажи, где тут вред. Мантры: о, это только в симуляторе, ыыы, оставь при себе: схему собрали, один человек, за то какой! - в одиночку не побоялся сотни транзисторов.

 

[СМЕРШ]

ПХ чистенькая, получилась автоматом, спецмер по нивелированию не предпринималось.

Входной диф в отсечку не заходит.

Каскад с ОЭ на выходе УН в отсечку не заходит.

Матрица коррекции.

Гнутая АФЧХ. Смотреть страшно.

Причина понятна - чем неравномерней ФЧХ с разомкнутой ООС, тем кривее переходный процесс с замкнутой ООС.

Эта смищно вы пашутили, да. Одабрям беспричинное виселье.