Kompozitni pojačavači

[Macola]

Pa zato se po dobrim mernim uređajima, na osetljivim mestima, koriste posebni keramički supstrati

[Dragan100]

Boja postaje problem tek pošto su svi ostali problemi rešeni .
Pločica Frex-ovog oscilatora s kompozitnim pojačavačima po šemi iz LT aplikacije takođe nema boju na kritičnom delu.
S druge strane, pločica na kojoj lemim ovaj kompozitni pojačavač nije ništa naročito, otpornici su 0603, pa ipak izlazi na -150dB.

Zbog toga jer je sve zaobuzeto u loop-u kompozitnog pojačavača, koji sada ima enorman OLG,
pa izgleda da lako barata i sa tim dodatnim poteškočama pasive i PCBja (naravno sve šta je unutar NFBja).
U RF području mu OLG drastično pada, pa bi najverovatnije iskrsli svi ti problemi.
Zato su za RF drugi materiali PCBja, dosta se radi bez solder maske, dosta i P-to-P u 3D tehnici...

Što ne pronači zadovoljavajuči material PCBja, iči bez Solder maske,
eventualno se vodove presvuče tinolom (tako radim več decenijama na svim mojim PCBjima),
ili posrebre (Ag tinolom :
ECOLOY TSC -Sn95,5Ag3,8Cu0,7,
TSC305 -Sn96,5Ag3,0Cu0,5,
TSC0307 -Sn99Ag0,3Cu0,7,
kao što je več @Khadgar2007 predložio?
Dodatno se može urezati PCB i ostaviti delikatne segmente sa tim vazdušnim marginama prekinjenog PCB materiala...

[branko tod]

Bez da imam ikakve negativne konotacije, -150 dB se očas napravi kada se pobiju tri pijana elektrona

[Braca]

Branko, razumem tvoj komentar - zato sam i napisao ono o "nedužnim" faktorima.

U konkretnom slučaju, -150dB u odnosu na 3V daje oko 100nV, i to je za slušanje muzike s linijskih izvora (DAC) zaista zanermarljivo, jer nigde u lancu reprodukcije nemamo toliko pojačanje da bi taj signal (izobličenje) postao čujan.
Međutim, signal te veliičine na ulazu u RIAA stepen za MC glavu postaje relevantan jer leži 60 do 80dB ispod nominalnog nivoa glava niske osetljivosti.
Isto tako, od klasičnog komunikacionog radio prijemnika se očekuje da sa signalom od 100nV na ulazu, u slušalicama obezbedi  razumljivu poruku.

Dakle, susrećemo se s tim nivoima u praksi, a meni je ovo prvi put da zvučnik napajam "žicom s pojačanjem", pa sam možda i malo euforičan.
Ne daj Bože da naknadno otkrijem grešku u merenju!

Pozdrav

[Braca]

Završen prvi "Krokodil"...

Ostalo je još samo da namotam dva induktiviteta od po 3uH koji su predviđeni da budu u seriji s potrošačem, tj. slušalicama. Do sada nisam primetio da su potrebni, ali pošto će ovaj primerak zaista biti korišćen kao pojačavač za slušalice (ugradnja u BP peamp umesto postojećeg), staviću i tu zaštitu.
Rele koji se vidi na pločici nalazi se u kolu zaštite od jednosmernog napona na izlazu, a daje i malo kašnjenje pri uključivanju. Nije na odmet jer je ceo sklop direktno vezan, odn. bez kondenzatora na putu signala i bez DC servo kola. Zaštita nema reset, pa kad jednom isključi slušalice, mora se isključiti i ceo uređaj.
Sergej nije štedeo s kondenzatorima u linijama napajanja - ima ih 4000uF po kanalu, plus još 1000uF u smps pretvaraču.

Za primenu pri merenjima ću napraviti još jedan primerak jer hoću da napravim i nekoliko manjih izmena.
Iako su mu do sada izmerene karakteristike zaista vrhunske, ipak mislim bi bilo bolje da je projektovan bar u veličini 0805.

Što se lemljenja tiče, kritike primam samo od onih koji na forum postave sopstveni projekat u veličini 0603 .

Pozdrav

[Braca]

Prvi merni rezultati Gronerovih diskretnih op-ampova...
Ovi koje ću danas predstaviti ne spadaju u kompozitne, ali imam i jedan kompozitni u kombinaciji diskretno/op-amp, pa nema razloga da otvaram novu temu.
Na prvoj slici je "probni sto", tj. pločica s napajanjem i neophodnim priključcima i pasivnim elementima. Nožišta su pojedinačna jer nema integrisanih koja mogu da prime nožice od 1mm. Prilično su skupa (oko 0,35$/kom @ 10kom) - kod Kineza sam našao samo jednog prodavca, ali ne prodaje na manje od 200kom.
Podnožje odgovara standardu API2520 koji se kod studijske opreme koristi još od 60-tih godina. Ko je imao posla sa starim mikserskim konzolama zna o čemu pričam.

Dobio sam nekoliko vrsta tih diskretnih op-ampova, a sada izdvajam dva tipa. Prvi je razvijen za primenu u njegovom oscilatoru koji je radio u okviru svoje MA teze 2010. godine i on je u toj tezi detaljno opisan:
https://www.nanovolt.ch/resources/low_di...index.html
Sastoji se od ukupno 16 tranzistora (dva niskošumna 2SK2240, a ostatak su BC550/560) i optimizovan je za primenu u invertovanoj konfiguraciji jer se tako koristi u oscilatoru tipa SVO. Na šemi se vidi da je kompenzacija predstruje (bias) ulaznog stepena urađena samo za invertovani ulaz.
Na drugom prilogu je rezultat merenja THD tog op-ampa na 1kHz u invertovanom, tzv. transfer modu, pri opterećenju od 1K i izl. naponu od 1,2Vrms. Nema vidljivih izobličenja, što znači da su ispod -170dBc, a to je i granica moje merne tehnike (Groner je izmerio još niže vrednosti).
Na trećem prilogu je THD izmeren u zajedničkom modu (neinvertujući ulaz): znatno je viši (druga harm. na oko -140dBc, (izl. napone je za 6dB viši)), što se i očekuje jer je to karakteristika skoro svih op-ampova (onima koji žele da se detaljnije informišu preporučujem Gronerovu analizu op-ampova iz 2009. godine: https://www.nanovolt.ch/resources/ic_opa...ortion.pdf).

Drugi tip diskretnog op-ampa nije objavljen u literaturi, ali mogu da kažem da je jednostavniji (ima 11 tranzistora) i nema kompenzaciju predstruje. Groner ga je razvio za projekat THD analizatora koji nikada nije realizovan. Upozorio me je da kod tog op-ampa može ponekad da dođe do "zakucavanja" na liniju napajanja, što mi se i desilo pri prvom testu i pošto nisam reagovao dovoljno brzo spalio je izlazne tranzistore.
Međutim, i taj pojačavač ima isti THD kao i prethodni, kako u transfer modu, tako i u zajedničkom, pa nema potrebe da kačim i te slike.

Danas se korišćenjem SMD elemenata ovakvi pojačavači mogu realizovati znatno kompaktnije, ali više nema potrebe za tom tehnikom jer se sa dva op-ampa u kompozitnoj vezi dobijaju još bolji rezultati u pogledu linearnosti i šuma. Na tržištu ih još ima (napr. poznati John Hardy 990: https://www.johnhardyco.com/pdf/990.pdf) jer su popularni u studijskoj tehnici.

Biće još merenja...

Pozdrav

[Macola]

Rezultati su sjajni! To su vrhunski korisne naprave za mernu tehniku.

Što se tiče prethodnog posta i lemljenja 0603 ima i gore od toga.
Neki moj ZigBee transiver sa ručno lemljenim 0402 i to bez lupe (pored je prazan "šaržer" od 1206).
Doduše, bio sam mlađi 20 godinica, radio bez lupe 25 takvih, i mislim da me je to koštalo izvesnog oštećenja vida još tada.
Bolela me je glava danima posle tih 25.
Inače, ovaj komad je tako drljav jer nije radio, pa sam pokušao ponovo da zamenim svu pasivu, ali je na kraju ipak odbačen kao škart. Pretpostavljam da je se kalaj podvukao pod čip, koji je jako teško zameniti jer ima masivan tab za hlađenje odozdo. Koristio sam tad malu grejnu ploču ispod, koju sam napravio za taj slučaj.

[Braca]

Može li diskretna verzija 5534 da prevaziđe original?

Na prvoj slici se vidi da se korišćenjem SMD komponenata takva verzija može spakovati na površinu malo veće poštanske marke.
Za razliku od originala, koji nije do kraja interno kompenziran pa je stabilan tek pri pojačanju šuma (noise gain) većem od tri, Groner je diskretnu verziju kompenzirao tako da je stabilna i pri jediničnom pojačanju.
Rezultat merenja THD pri pobudi preko invertovanog ulaza (transfer distortion) i izlaznoj struji od oko 1,2mA prikazan je u drugom prilogu. Ta struja je izabrana da bi se omogućilo poređenje THD sa rezultatom iz gore pomenute Gronerove analize op-ampova . U konkretnom slučaju to je srednji dijagram na str. 355, na kome se vidi da je drugi harmonik na nivou od -80dBc, dok moje merenje daje vrednost trećeg harmonika (koji se jedino vidi u spektru) od oko -150dBc.

Pri merenju THD u zajedničkom modu (pobuda na neinvertovanom ulazu, pojačanje 6dB) dobijeni su rezultati iz trećeg priloga. Po očekivanju, nelinearnost je veća i drugi harmonik (dominantno izobličenje) je na nivou od -133dBc. Po DS, THD pri jediničnom pojačanju i izl. naponu od 2V iznosi -94dBc, verovatno bez opterećenja na izlazu, a kod Gronera (str. 354, srednji dijagram) još i više, odn. -85dBc.

Razlike su drastične, pa nije čudo da je B. Putzeys za svoj preamp Mola-Mola (topologija ista kao kod BP Preamp LA Vol. 5) sve op-ampove na putu signala izveo kao diskretne.

Pozdrav

[Braca]

Evo još jednog merenja - ovoga puta se radi o masivno paralelnom baferu sa simetričnim ulazom i jednopolnim izlazom, izvedenim s 12 x 5534 (prilog 1).
Taj koncept je razradio D. Self, a razlog je bio što se prelaskom sa SE ulaza na diferencijalni znatno pogoršava odnos signal/šum, čak i do 14dB.
U njegovoj knjizi ("Small Signal Audio Design") opisano je desetak kombinacija raznih op-ampova u takvom sklopu i tek sa 4 x 4562 i 4 x 5532 (ukupno 16 pojedinačnih op-ampova) dobija se isti šum kao i kod jednog 5532 .
Verzija koju sam izmerio ima niži šum i THD nego diskretni 5534 (prilog 2), ali mislim da u praksi može da dođe u obzir samo za neke ekstremne zahteve, a i tada je ne bih pravio sa 5534.

Pozdrav

[Braca]

Još jedan Gronerov vrhunski dizajn: kompozitni op-amp za niskoomsko opterećenje, sastavljen kao kompozit od kompozitnog pojačavača iz članka
https://pdfs.semanticscholar.org/b96c/62...b9b830.pdf
i jednostavnog diskretnog izlaznog stepena (2xBC850C + komplementarni push-pull par).
Ulazni kompozit se sastoji od 2 x 1611, znatno je jeftiniji od onog iz članka, ali vrednosti elemenata u kompenzacionim granama nisu više isti.
Realizovano na pločici veličine 4,5 x 3cm.

Ovde su rezultati prvog merenja u konfiguraciji invertovanog ulaza s pojačanjem od 0dB (6K/6K), mirnom strujom izlaza 15mA, izl. naponom od 2,65Vrms i opterećenjem od 1K2: prag šuma na -170dBFS, THD -156dBFS, najjači harmonik na nivou od -163dBFS!
Videćemo kako će se ponašati pri višim izl. naponima i težem opterećenju.

Odavno se pitam zašto se pojačavači snage ne prave kao kombinacija opampova i diskretnog izl. stepena.

Pozdrav

[Dragan100]

Odavno se pitam zašto se pojačavači snage ne prave kao kombinacija opampova i diskretnog izl. stepena.

Pa imamo jih baš tu na forumu nekoliko:
BatoMM je takav
https://forum.yu3ma.net/thread-338-post-...#pid112071
Merenja obavljena za kompozitni Bridge pojačivač, kolika je tu razlika THDja kao u varianti SE
LM3886 Aclass sličan kompozitni
https://forum.yu3ma.net/thread-256-post-...l#pid96681
Doduše ne još THD izmeren...
@Gimba kompozitni pojačivač,
https://forum.yu3ma.net/thread-2123-post...l#pid98933
Tu smo još doterivali SR, Overshoot...itd
Takodjer čeka na merenje THDja

...i moglo bi se još kojeg nač, ...ali ne baš puno  :-)

A imamo i kompozitno napravljen i PSU +/-15VDC, za ultratiha predpojačala
(negdje je tema zagubljena, ne nadjem ni sheme...)

[HomeMadeAudioProject]

https://forum.yu3ma.net/showthread.php?tid=720

---

ima ih Mile još nekoliko,samo nisam baš poskidao sve na šta sam nailazio.

[Braca]

U pravu si Dragane, postajem zaboravan - vidim da sam na Gimbinom projektu i sarađivao.

Kompozitni pojačavači se međusobno razlikuju po OLG, dubini povratne sprege i topologiji kompenzacije, čija kompleksnost raste sa OLG.

Ostajući kod LM3886, Bato MM jeste kompozit, ali je kod njegovog razvoja napravljen uspešan kompromis između jednostavnosti i performansi konstrukcije.
Na suprotnoj strani je jedan kompozit sa LM3886 za koji autor navodi THD od -120dB na 10kHz (!) i punoj snazi od 50W@4Ohm, ali to više nije jednostavan projekat (pločica je četvoroslojna), a kompenzacija se sastoji od nekoliko RC mreža. Inače taj projekat je "Open source" - к сожалению, описание есть только на русском языке:
http://www.vegalab.ru/content/view/225/52/

A ako ponudiš dobro vino, možda i navratim do Slovenije da zajedno obavimo neko merenje, ne mora da bude kompozit .

Pozdrav

[Bocko]

Jesi li na ovaj PSU mislio, Dragane?

[Dragan100]

U pravu si Dragane, postajem zaboravan - vidim da sam na Gimbinom projektu i sarađivao.

Kompozitni pojačavači se međusobno razlikuju po OLG, dubini povratne sprege i topologiji kompenzacije, čija kompleksnost raste sa OLG.

Ostajući kod LM3886, Bato MM jeste kompozit, ali je kod njegovog razvoja napravljen uspešan kompromis između jednostavnosti i performansi konstrukcije.
Na suprotnoj strani je jedan kompozit sa LM3886 za koji autor navodi THD od -120dB na 10kHz (!) i punoj snazi od 50W@4Ohm, ali to više nije jednostavan projekat (pločica je četvoroslojna), a kompenzacija se sastoji od nekoliko RC mreža. Inače taj projekat je "Open source" - к сожалению, описание есть только на русском языке:
http://www.vegalab.ru/content/view/225/52/

A ako ponudiš dobro vino, možda i navratim do Slovenije da zajedno obavimo neko merenje, ne mora da bude kompozit .

Pozdrav

PCB je u zadnje stote ispod 10sec u trčanju na 100M, ha...nekim je dovoljno....60M  :-), neko zaluta, neko prosto prespava sve...

Šalu na stranu, živa istina! 
LM3886 je več sam vrhunski Power opamp, SR 20v/usec, dobrog OLG, niskog THDja, ... pogledati DS
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3886...le.ro%252F

Najbolje performanse THDja @1KHz ima sa tvrdim napajanjem +/-35VDC, BW<80KHz
na opterečenju 8R0, izlaznom snagom 30...50Wrms , po DS i AP opremom je THD 0,002% (vidi DS, figure 24)
Sa adekvatnim-excellent opampom koji ga nadgledava sa globalnom NFB, sasvim je druga štorija, ...kompozitna!

Igrom slučaja opravljeno je THD merenje na tim pogojima, i to opampom globalnog pojačanja gdje je njegov THD @opterečenje najbolji.
Super merenje i rezultati optimalni za marketing.

OK
Sad LM3886 mora imati lokalni NFB stabilan, u granicama DS, sa dobrim SR...itd. 
Kasnije ga nadgledava odabran opamp sa globalnom NFB.
Tu ima podosta varianti NFBja ili čak Nested NFBja.
REcimo taj ponudjen link i  na drugoj strani BatoMM, koji je u pravom smislu PID, i to lepom notom "I".
Taj kond Integratora "na prvo" limitira BW, posledično i SR, ne više tako visok BW ograničuje popravke na višim freq, 
OLG nešto opadne...itd.
"Posledice" ako jih možemo takoo nazvati, vide se malo i u THDju,
tu je i PCB implementacije takvog projekta, sada dvoslojna.
Tu je i BTL topologija (Bridge-Tied-Load ili Full bridge ili mostni spoj), 
Slika, koja je za SNR i THDjem za nekoliko dB lošija...

Opet smo kod kupusa versus bananama! :-), 
...u smislu kao južno voče-->kupus, ...pa onda ne stoji u križaljku/ukrštene reči... 
i na kraju rešenje:   ...stavi manju glavicu !

Može se naravno napraviti kompozit vrhunski opamp i LM3886 sa n-slojnom pločicom!+
OK
Može čak opamp biti več kompozit, šta nas sprečava, ...stabilnost najverovatnije!
Ali nije to onda "taj dotični sklop", BatoMM

Samo kažem....!


-----------------------------------------------------------------------

Prijatelji, vina ima, podrum spreman za degustaciju, ..može se i štošta ispeč vani na raznim roštiljima/peči...itd.
Zvrcnite da dolazite, sredit čemo i akomodaciju (single, dual, family-..)
a za nudjenje vina nema prepreka, 
...jedino da se obave PRVO namišljena merenja, razgovori, izmjena mnena ili projekti
jer kasnije nema druge "no rešavanja svijetske krize i njezine periferije .... :-)
Tako da uvijek, ....dobrodošli !

[Dragan100]

Zaaboravih!

BatoMM ako bi bio uradjen kao dva podjednaka HalfBridga Non-inverting
i ispred oba stavljen FullyDiff opamp, sa odabirom ulaza SE(SingleEnded ili Diff ulaz,
malo bi se promenila slika THDja.
Slično sam negdje postavio shemu, ...u samom početku priješnjeg foruma
našeg "caffe druženja", ili butičnog!!!
Ali razširi se shema/topologija osnovnog sklopa, pa i cijena narasta...

[Bocko]

Nešto slično tu i ovde

[dlalkovic]

evo jedan zanimljiv clanak

[Braca]

S aspekta topologije, Bato MM i dva Draganova predloga sa linkova koje je naveo Bocko imaju jednu zajedničku osobinu: ugnježdenu ("nested") povratnu spregu (znam da na srpskom čudno zvuči, ali tako je po pravopisu).
Ona se sastoji od kombinacije globalne (od izlaza na ulaz celog sklopa) i lokalne (oko pojedinačnih podsklopova) povratne sprege. Taj koncept je kasnih 70-tih godina predstavio Prof. Edward Cherry i nazvao ga NDFL (Nested Differentiating Feedback Loops) i pokazao da se njegovom primenom THD može bitno smanjiti.
Interesantno je da Wurcer et al. (link @dlalković) u svom radu ne koriste taj pristup.

Kod Bato MM se to vidi na dva mesta: integrator na ulazu i pojačanje od 27dB kod LM3886, a u prilogu se vidi šta se dešava kada se pojačanje LM3886 poveća samo za oko 6dB (otpornik od 1K2 paralelno sa R14 i R5) - treći harmonik je redukovan za više od 20dB.
Parni harmonici ostaju na istom nivou i njima ću se nekom drugom prilikom malo detaljnije pozabaviti (mislim da tu postoji potencijal za poboljšanje).

Pozdrav

[Macola]

Otpornici koji idu sa inv. ulaza LM3886 ka masi kritična su stavka za propusni opseg LM3886 jer su u direktnoj interakciji sa internom kompenzacijom. To može negativno uticati na stabilnost sa kompleksnim opterećenjem pojačavača.

Mislim da je bolje igrati se povećanjem vrednosti otpornika koji se proteže između izlaza LM3886 i njegovog inv. ulaza.