Parametry elektryczne a brzmienie

[Andrzej Matusiak]

>misiomor, 18 Wrz 2006, 22:09

 

>2. Cytat o tym 0.1V albo nawet 1V pomiędzy in+ a in- i liniowej pracy to duby smalone

 

Trochę się Pan zagalopował Panie Kolego. To duby smalone nie są. To konkretna wiedza która nie jest tajemnicą dla nikogo kto choć trochę zagłębił się w budowę wzmacniaczy operacyjnych. Informacja którą Pan tak wyśmiewa pochodzi z najpierwszej ręki, od jednego z najlepszych i najbardziej znanych projektantów układów wzmacniaczy operacyjnych Pana Walta Younga, byłego szefa zaspołu projektantów Analog Devices. Nie chce mi się w tej chwili tego szukać, ale jeżeli mnie Pan zmusi to skopiuję fragment ksiązki W. Younga "Operational Amplifiers", na której uczyły się i uczą najlepsi projektanci układów i zaprezentuję wszystkim na tym forum jakie opowiada Pan pierdoły. Zatem, miarkuj sie Waćpan.

[misiomor]

Andrzej Matusiak 19 Wrz 2006, 00:25

 

Co to jest wzmacniacz operacyjny? Otóż według podręcznikowej definicji jest to wzmacniacz różnicowy o bardzo dużym wzmocnieniu. Zwykle większym od 100000.

 

Tak więc jeżeli napięcie różnicowe między wejściami jest równe 0.1V to mnożąc je przez 100000 otrzymujemy 10000V na wyjściu. Może moja wiedza jest nieco przeterminowana - ale nie słyszałem jeszcze o op-ampach zdolnych do pracy z napięciami zasilania 10kV.

 

Klasyków nie wystarczy czytać, trzeba ich jeszcze choć trochę rozumieć. I nie kompromitować się takimi bzdurami jak liniowa praca op-ampa przy 0.1V między wejściami dodatnim i ujemnym.

[Andrzej Matusiak]

>misiomor, 19 Wrz 2006, 00:51

 

>Co to jest wzmacniacz operacyjny? Otóż według podręcznikowej definicji jest to wzmacniacz >różnicowy o bardzo dużym wzmocnieniu. Zwykle większym od 100000.

 

Niezupełnie i nie do końca. Według podręcznikowej definicji wzmocnienie jest nieskończone i tego założenia używa się do uproszczonej analizy zachowania się wzmacniacza przy prądzie stałym lub sygnałach wolnozmiennych.

 

>Tak więc jeżeli napięcie różnicowe między wejściami jest równe 0.1V to mnożąc je przez 100000 >otrzymujemy 10000V na wyjściu. Może moja wiedza jest nieco przeterminowana - ale nie >słyszałem jeszcze o op-ampach zdolnych do pracy z napięciami zasilania 10kV.

 

Tak racja. Tak to wygląda przy analizie stałoprądowej. Ale czy w audio wzmacniamy sygnały stałoprądowe? Wątpię. I to właśnie tutaj popełnia Pan zasadniczy błąd stosując założenia wystarczająco precyzyjne przy analizie stałoprądowej do analizy zachowania się wzmacniacza przy sygnałach zmiennych. Wzmocnienie wzmacniacza operacyjnego spada bardzo silnie ze wzrostem częstotliwości. Dla wzmacniaczy które muszą zachować stabilność przy wzmocnieniu równym 1 ich wzmocnienie z otwartą pętlą spada już po przekroczeniu 10 do 100Hz. Dla wzmacniaczy bez gwarantowanej stabilności przy jednostkowym wzmocnieniu częstotliwość ta jest nieco wyższa, ale nie przekracza kilkuset herców. Wyobraźmy sobie wzmacniacz operacyjny którego wzmocnienie z otwartą pętlą dla częstotliwości 20 kHz wynosi 30db. (około 30 razy) Dla sygnału o tej częstotliwości i napięciu 0,1V napiecie wyjściowe wynosić będzie 3V. A poruszamy się cały czas w zakresie częstotliwości sygnału akustycznego. Jednak największe korzyści wynikające z szerokiego zakresu liniowej pracy wejścia odnosi się w w przypadku obecności sygnałów zakłócających o znacznie większych częstotliwościach. Jeżeli na wejście wzmacniacza operacyjnego (teraz rozważmy konkretnie model OPA134) dostanie się zakłócenie wcz. o częstotliwości 8Mhz, z krótkofalowej stacji radiowej, o amplitudzie 0,1V to na wyjściu wzmacniacza będzie ono miało tą sama amplitudę, ponieważ dla tej częstotliwości wzmocnienie OPA134 wynosi 1. Przy wzroście napięcia do 1V w dalszym ciągu nic złego się nie dzieje, ponieważ nie dochodzi do przekroczenia zakresu liniowej pracy wejścia (OPA134 ma wejście na tranzystorach FET), napięcie na wyjściu osiąga 1 V , co nie przekracza możliowości stopnia wyjściowego. W sytuacji w której zakres liniowej pracy wejścia byłby, tak jak Pan postuluje mierzony w mili czy mikrowoltach, każdy najmniejszy sygnał o dużej ( z punku widzenia zmiennopradowego wzmocnienia z otwartą pętla) częstotliwości powodowałby przesterowanie, i ogromne zniekształcenia. Tak się jednak nie dzieje dlatego właśnie że wzmocnienie silnie spada ze wzrostem częstotliwości, a zakres liniowej pracy wejścia jest tak duży. Zresztą właśnie ze względu na duży zakres liniowej pracy wejścia wzmacniacze operacyjne z wejściowymi tranzystorami FET tak chętnie stosowane są wejściach przedwzmacniaczy. Wyłożyłem ten problem w skrócie, ale mam nadzieje że już Pan zrozumiał jaki błąd Pan popełnia.

 

>Klasyków nie wystarczy czytać, trzeba ich jeszcze choć trochę rozumieć. I nie kompromitować się >takimi bzdurami jak liniowa praca op-ampa przy 0.1V między wejściami dodatnim i ujemnym.

 

Tutaj zgadzam się z Panem w całej rozciągłości. Ale jak rozumiem Pan chyba nie czytał?

[muls]

Andrzej M> generalnie większośc osób tak podchodzi do podstaw działania uk.scal jak misimor bo takie są ogólnie głoszone prawdy i do ogólnego zrozumienia działania u.c na ogół wystarczają.Dlatego gdzieś wcześniej zadałem pytanie czy chodzi o te + - 60 mV liniowej pracy złącza B-E tr.bip. dla dwóch tranzystorów w parze symetrycznej bez indywidualnych sprzeżeń emiterowych?- bo taka jest w istocie na wejsciu u.sc.( żeby było jakięś zrozumienie dyskusji).Ale ze poniekąd widzę że jak to u mnie na prowincyji mówią ,odpowiadasz " jadąc dookoła świata"-(ale takie już jest bandyckie prawo producenta) mam inne pytanie.Z jaką największą niespodzianką się spotałeś -robiąć urządzenie,mierząc urządzenie.Coś co cie zdumiało,czego się nie spodziewałleś,czego nie mogło być?.

[misiomor]

Andrzej Matusiak:

 

W stwierdzeniu

 

"Ja twierdzę, że róznica napięć POMIĘDZY wejściami wzmacniacza operacyjnego, aby znajdował się on w liniowym zakresie pracy, nie może przekroczyć 0,1V dla wejścia na tranzystorach bipolarnych i około 1V dla wejścia na tranzystorach FET."

 

Nie ma nic napisane nt. częstotliwości przy jakiej się to dzieje. Niezorientowany mógłby pomyśleć że chodziło o stały prąd i mielibyśmy bzdury. Tak więc zastrzeżenie że może się to dziać wyłącznie przez krótki czas jest tutaj konieczne.

 

Co do bieguna dominującego i spadku open loop gain - wiadomo że tak jest, taki OP551, stabilny przy wzmocnieniu 1 (dla przykładu) ma 40dB (100) przy 20kHz a więc zgadza się że dla osignięcia znaczącej amplitudy na wyjściu przy 20kHz potrzebujemy dużej amplitudy na wejściu.

 

Tak więc proponowałbym nieco jaśniejsze i precyzyjniejsze wykładanie swoich przemyśleń - bo niezorientowani w temacie (a takich jest większość na tym forum) mogą wyciągnąć z nich całkiem bzdurne wnioski.

[Andrzej Matusiak]

>misiomor, 19 Wrz 2006, 10:07

 

>Nie ma nic napisane nt. częstotliwości przy jakiej się to dzieje. Niezorientowany mógłby pomyśleć że

>chodziło o stały prąd i mielibyśmy bzdury. Tak więc zastrzeżenie że może się to dziać wyłącznie

>przez krótki czas jest tutaj konieczne.

 

A to paradne. Sugeruje Pan, że audiofile na tym forum omawiają wzmacniacze prądu stałego?

 

>Tak więc proponowałbym nieco jaśniejsze i precyzyjniejsze wykładanie swoich przemyśleń - bo

>niezorientowani w temacie (a takich jest większość na tym forum) mogą wyciągnąć z nich całkiem

>bzdurne wnioski.

 

Akurat najbardziej bzdurne wnioski możnaby wyciagnąć z Pańskich przemysleń. Może w końcu przyzna Pan po prostu że się mylił?

Jeżeli udało mi się niezorientowanych w temacie ( w tym Pana) czegoś nauczyć to sprawia mi to ogromną satysfakcję.

[senicz]

kiedys obiektywne pomiary beda na tyle dokladne, ze beda dokladnie okreslac jakosc wzm. Oczywiscie bedzie ich duzo np. odpowiedz na impuls itp. Sluch ludzki jest na tyle czyly ze narazie aparatura jest bezradna. Ostatnio pokazaly sie super wzm o bardzo malych thd. Jak sie okazalo te male thd to wynik odpowiedniego algorytmu pomiarowego i filtrowania szumow z sygnalu.

[darkul]

>misimor

A.M. nie o tym pisał o czym ty dyskutujesz.

Przeczytaj uważnie od początku....

[Andrzej Matusiak]

>muls, 19 Wrz 2006, 07:55

 

>Z jaką największą niespodzianką się spotałeś -robiąć urządzenie,mierząc

>urządzenie.Coś co cie zdumiało,czego się nie spodziewałleś,czego nie mogło być?.

 

Kilka lat temu wykonałem i pomierzyłem wiele prototypów wzmacniaczy klasy D opartych na sterownikach Tripath. Mogę powiedzieć że zjadłem na nich zęby. Kiedy Tripath wprowadził do produkcji sterownik TA0105A, a ja pracowałem dotąd głównie na TA3020, zakupiłem kilka sztuk tego sterownika, z pierwszej próbnej partii przeznaczonej dla konstruktorów z firm OEM.

Zaprojektowałem do tego sterownika PCB, zmontowałem włączyłem, działa. Radości nie było końca, ale wreszcie zabrałem się do pomiarów. A tutaj rozpacz. Na wyjściu wzmacniacza obecna jest składowa o częstotliwości 38Khz, o znacząco dużym poziomie. Jeszcze raz analizuję projekt PCB, sprawdzam montaż, wszystko w porządku. Piszę maila do Tripatha w którym poddaję ich nowy sterownik totalnej krytyce. Wysyłam maila w poczuciu, że zrobiłem coś ważnego i czekam na odpowiedź z podziękowaniem. I w tej chwili wzrok mój zatrzymuje się na zakupionej wczoraj drukarce HP 5150. Urządzenie to zasilane jest małym, zewnętrznym zasilaczem impulsowym, w plastikowej obudowie. Krótka chwila na myślenie, i tak to ten zasilacz był żródłem emisji tych 38khz. Od tamtej chwili stosuję dwie zasady: Nie piszę krytycznych maili zanim nie prześpię się z problemem i unikam tanich, kiepskich zasilaczy impulsowych.

[jar1]

A może lepiej uzgodnic między sobą co kto rozumie jako napiecie róznicowe a co, jako wielkość napięcia wejściowego?

 

Wydaje mi sie, że tu jest rozbiezność ;-)

[Andrzej Matusiak]

>jar1, 19 Wrz 2006, 15:49

 

>Wydaje mi sie, że tu jest rozbiezność ;-)

 

Nie ma żadnej rozbieżności. Poniżej podaję cytat z postu Pana Misiomora w którym wyraźnie

pisze On o czym dyskutujemy.

 

 

">Tak więc jeżeli napięcie różnicowe między wejściami jest równe 0.1V to mnożąc je przez 100000 >otrzymujemy 10000V na wyjściu. Może moja wiedza jest nieco przeterminowana - ale nie >słyszałem jeszcze o op-ampach zdolnych do pracy z napięciami zasilania 10kV."

[darkul]

Misimor

Przecież tu nie chodzi o zakres , tylko równomiernośc - róznicy pomiędzy zaciskami +IN ,- IN !

[darkul]

Im mniejszy offset na wejściach tym możliwość stabilniejszej pracy przy wysokim wzmocnieniu.

[senicz]

oczywiscie wielkosc napiecia wejsciowego zalezy od wielkosci nfb. Bo inaczej nic by nie wzmacnialo.

[misiomor]

Andrzej Matusiak

 

"A to paradne. Sugeruje Pan, że audiofile na tym forum omawiają wzmacniacze prądu stałego?"

 

Sądzę że gdyby wzmacniacz miał dać pełną amplitudę przy 20kHz to głośnik wysokotonowy by tego nie wytrzymał.

 

Tam gdzie wysterowania są duże, open loop gain jest również duży. A dobre wzmacniacze akustyczne (końcówki mocy, od których zaczęła się nasza dyskusja) potrafią mieć wzmocnienie otwartopętlowe opadające dopiero w okolicach 20kHz.

 

I proszę na przyszłość ściślej formułować swoje twierdzenia. W Szanownego Pana ;-) wpisie który powyżej cytowałem nic nie było nt. częstotliwości albo zastrzeżenia co do czasu trwania wyższej różnicy. Tak więc czytający może to interpretować jak chce w tym aspekcie. I przy jednej z interpretacji pojawiają się bzdury. Prosta logika.

[Andrzej Matusiak]

Podkreślę raz jeszcze. Pan Misiomor zastosował w swojej analizie idealny model wzmacniacza operacyjnego. Model taki jest przydatny TYLKO do analizy stałoprądowej. Do analizy zachowania wzmacniacza przy sygnałach zmiennych tego modelu się nie stosuje, bo wnioski są bez sensu. Na Boga, to jest elementarz.

[darkul]

>senicz

W otwartej pętli... [ czyli bez NFB ] właśnie wzmacnia.. i przerzuca .. pracuje w max gain co doprowadza do samowzbudzenia w skutek niestabilności.

[darkul]

Pierwszy lepszy wzmak daje pełna amplitudę ..kwestia jedynie sprawności. Gwizdkowi nic niema prawa sie stać.

[jar1]

A będą w temacie watku, to jeśli układ ma kilka procent zniekształceń to charczy. ! :-)

[Andrzej Matusiak]

>jar1, 19 Wrz 2006, 16:15

 

Jeśli to będzie druga harmioniczna to da, tak ulubione przez niektórych, ciepłe, pełne brzmienie :-)

[Andrzej Matusiak]

Harmoniczna, oczywiście.

[muls]

Andrzej M .no taki jest rzeczywiście elementarz, ale są tzw skróty myślowe jak myśle.Ale dlatego chcę uporządkowac dyskusję-bo skąd nagle te 100 mV a nie 200 czy 300mV w wypadku wzm symetr.Bo wynika to z działania pary symetrycznej bipolarnej w zakresie dużych sygnałow tzw 4 Ut czyli +- 100mV pracy liniowej -jak sadze- bo w końcu USC to taka para i wtórnik na wyjściu.Natomiast ja przeżyłem szok totalny z którego do dzisiaj nie mogę wyjść kiedy po iluś tam lat używania kondensatorów elektrolitycznych w tym tantalowych ogólnie zalecanych przez firmy do odsprzężeń pod naporem informacji audiofilów i konieczności oszacowania stanu elektrolitów w starszych konstrukcjach przed ich wymianą ewentualną w konću je zmierzyłem inaczej niż zwykle.I wszystkie ogólniedostępne na rynku kondensatory elektr.w tym tantale przy 10 kHz miały 20-30 % pojemności nom.Liczyłem się z tym żę nie bedzie to raj-ale to była katastrofa.

[darkul]

>muls

Jest tylko kilka firm które potrafią zrobic dobrej klasy kondensatory , osobiście polecam RIFA, ROE i Siemans, Frako.

Czesto przekopując uszkodzone Studery mam możliwość pomiarów użytych tam klamotów , i nie dziwi mnie wysoka cena urządzenia przynajmniej w tej firmie.

[muls]

Zrobiłem znacznie więcej kupiłem -wszystkie dostępne BGN,OSCONY,Panasonici etc i również ROE itd.I zacząłem to mierzyć i tak i siak ,na przeunięcie fazowe,na dobroć w zaleznosci od wielkości i napięcia.Długo opowiadać ale mozna spokojnie doktorat pisać .Ale potwierdza sie -to co jest dobre -to się dobrze mierzy.Problemem jest tylko pomiar dużych pojemności 1000-100000micro przy wiekszych czestotliwościach.Ale dobre jest drogie niestety.

[senicz]

uklady ktore reaguja na jakosc kond. w zasilaczach sa kiepskie. Sa obarczone jakas wada.

Ciekawy uklad zastosowal NAD w L70. Sporo nowego polaczenia. Koncowki oczywiscie mozna wymienic z tych darlin. na mosy

[senicz]

zbyt duzo chyba reggae slucham?!!!

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[senicz]

obcialem nfb na gorze gifa i dodatkowo trzeba umasic zrodlo na wejsciu uklad pokazuje w celu pokazania ze jeszcze ktos mysli na tym swiecie. Ciekawe ze uklad stabilizuje sie spoczynkowo automatycznie bez krecenia pr. I tak wyglada 5 kanalow w tym kinie domowym z dvd.

[darkul]

Ale DC V odcieli kondziem za parką róznicowa , i na niskich prądach jedzie ....

Z mosami tez trzeba uważac , głównie na ich dobór.

Ja ostatnio na charakterografie paruje IRF540 i IRF5210, mozna dosyć łatwo dobrac bardzo podobne do zakresu I = 18..22 . Przy w miare niskim Vgs.

[senicz]

zauwazcie jak ciekawie wprowadzili dwa wtorniki przed driverami sterujacymi koncowke napieciowo. Oczywiscie wartosci pradow napieci mozna dowolnie zmieniac. Jak dla mnie to zbyt duzo elementow ale do prob moze byc. Aby nie pierniczyc sie z dobieraniem par vmos ja tam wole bipolare wlasciwie wszystkie jednakie z jednej serii.

 

OP graja troche lepeij gdy obciazy sie wyjscie do - zrodlem stalopradowym a na wyjsciu jeszcze doda cycki tfu pare bipolarna polaryzowana pradem z tego zrodla. Nastapi wtedy zjawisko wylaczenia dolnego tranzystora wyjsciowego w scalaku a wyjsciowy stopien z duzym pradem bedzie sterowany z wtornika npn wewnetrznego w scalaku. Zyskuje sie w ten sposob kilka rzeczy. Lepsza wydajnosc pradowa bo dodatkowe tranzystory i stopien wyjsc. pracuje w klasie a stopnie wyjsciowe op sa bardzo oszcedne pradowo a to powoduje ich slaba prace. Nie twierdze ze to naprawi brzmienie op ale napewno porawi. No i na kablach zaoszczedzicie bo do tego stopnia szkoda drogich kabli on gra super nawet na kiepskich. Porzebny tylko rezystor w szereg z sygnalem 50-100om.

[gdereck]

Trochę zeszliśmy z tematu, chociaż wszystkie uwagi (nie licząc obrzucania się błotem :-) są tu bardzo cenne. Chciałbym jednak zwrócić uwagę na nieco inny aspekt: mierzymy sobie THD, wychodzi nam jakiś masakrycznie mały ułamek procenta. No i się cieszymy że sinusoidę na wyjściu mamy taką śliczną i kształtną. I to przy różnych jej częstotliwościach! Mało jest chyba osób, które słuchają sinusoid, ewentualnie wzbogaconych ich harmonicznymi. Sygnał audio bardziej przypomina szum niż sinusoidę, a transformata fouriera to tylko narzędzie matematyczne, ułatwiające analizę pewnych zależności. Można powiedzieć: wszak brzmienie instrumentu to ton podstawowy i jego harmoniczne! No tak, ale jak mamy dwa choćby dwa instrumenty, grające jednocześnie, całą teorię szlag trafia bo oba przebiegi mają przejść przez ten sam tor elektroakustyczny. Do tego dochodzi pogłos, odbicia dźwięku, związane np. z akustyką pomieszczenia nagraniowego i pojawia nam się cała masa przebiegów, których rozkładanie na sinusoidy nie ma sensu.

Ktoś tu napisał, że charakterystyka przejściowa lamp jest nieliniowa. Ktoś inny - że to dodaje to drugą harmoniczną. Obaj mają rację, przy czym charakterystyka przejściowa wpływa na dowolny sygnał, a ta druga harmoniczna jest tylko matematycznym efektem nałożenie na sinusoidę tej charakterystyki. Między innymi to miałem na myśli, pisząc o tych "trzech nogach". Stosowanie matematycznych modeli upraszcza analizę, ale może też powoduje, że odchodzimy trochę od sedna sprawy i zamiast patrzeć, jak wzmacniacz reaguje na sygnał, patrzymy, jak przenosi sinus?