Very low distortion OP amplifier

[grzenio74]

Widzę, że już bzdury piszę ;-) Oczywiście miało być "wstawienie filtru górnoprzepustowego" a nie "dolnoprzepustowego".

[senicz]

nie musisz filtrowac do samego dolu czyli do poziomu szumow i harmonicznych mozesz np. o 40db. A wtedy zwykly miernik thd wystarczy lub karta pamietajac o tym aby wynik podzielic przez 100. Ja czasami tak mierze. W pomiarach zawsze sie kieruje wynikiem na 20k jak sa male thd na 20k to jest ok. Na 1k pomiar nie jest miarodajny dla jakosci ukladu w audio. Oczywiscie zachodzi pytanie czy to ma byc ulad do pomiarow czy do selekcji ukladow w audio? bo jak do pomiarow to ok ale jak do selekcji najlepszego brzmienia to te pomiary niz nie wnosza. No prawie nic. Mozna tylko zauwazyc roznice w poziomie thd po wymianie elementow co jest wskazowka w ktora strone isc ze zmianami w ukladzie. ale to zbyt malo. Do oceny subiektywnej lepeiej stosowac uklad wzmacniajacy sygnal muzyczny naktorego wejsciu jest filtr 6db/oct podnoszacy wysokie np. od 100hz. Po wzmocnieniu przez uklad dajemy na wyjsciu filtr 6db/oct oslabiajacy wysokie. Przez szybkie przelaczanie sygnalow bez ukladu i z ukladem mozna latwo wylapac dobre op. Na nich muza jakos jeszcze brzmi. Ja na codzxien uzywam hp393 i choc on ma thd wlasne na poziomie 0.001% dla 1k i 0.0025% dla 20k latwo w nim wylapac roznice na poziomie 0.0001% gdyz uklad detektora po filtrze jest w nim bardzo liniowy. Poprostu od thd ukladu mierzonego odejmuje thd miernika. Sam generator w nim jest na bardzo dobrym poziomie a thd calkowite wynikaja z tego ze uklad filtrow zostawia na wyjsciu male napiecie podstawowej aby uklady automatyki mialy sygnal do dostrojenia sie do podstawowej. I to powoduje ze calosc thd pokazywanych jest wyzsza niz w rzeczywistosci gen. plus thd ukladu badanego. ten miernik ma wyjscie za filtrem wiec mozna obejrzec sobie sygnal po filtracji na PC. I ew. ocenic co jest zlego w sygnale. Widac wyraznie resztki podstawowej i reszta syfow. na podstawie obrazu mozna ocenic rzeczywista jakosc ukladu I chyba kolega dazy wlasnie do takiego ukladu?

[PiotrSz]

Ponawiam pytanie odnośnie takiego małego problemu. Najlepsze wysokotonowe mają H2 na poziomie 0.1% a H3 na poziomie 0.01%. Po co się bić o te 0.00022% czy niżej ?

 

A darkul może by wreszcie oświecił nas co takiego wspaniałego i tajemniczego jest w OPA1632. Bo to, że to dobry wzmacniacz, to ja też wiem, bo stosowałem. Ma dobre parametry THD+N (także dla niskich Robc), niskie szumy napięciowe i prądowe (jak na wejście bipolarne), wysokie pasmo, niską impedancję wyjściową dla w.cz., duże SR, itp. ale znów żadna rewolucja.

[senicz]

w necie sa takie filtry gotowe ktos juz myslal o takich pomiarach. Ale 2T jest dosc latwo zbudowac. A nawet z automatyka do dostrajania sie do podnosnej. to sa trywialne uklady.

[PiotrSz]

Ad. darkul

 

Cyt.: "Heh...

Przy wysokiej amplitudzie może mieć i nawet 10%.... ale przy niskiej...... tu już może być problemik....

Filtr filtrem też coś od siebie wniesie.. ze zniekształceniami to tak już jest , jedne się znoszą a inne dodają i kto tu będzie mądry ?"

 

No właśnie. Wszyscy zapominają o tym, że kondensator, to element nieliniowy. Zastosujemy go w filtrze, ale on sam wnosi harmoniczne. Tym większe im wyższa amplituda napięcia na jego okładkach. Np. ceramiczny z dielektryka X7R przy amplitudzie u(t) na okładkach zbliżającego się do Un (znamionowego kondensatora) jest wstanie generować harmoniczne prądu sięgające kilkunastu % !. Jak ktoś nie wierzy, to wystarczy zrobić prosty układ RC. Zasilić to sinusem, tak aby amplituda u(t) na kondensatorze byla bliska Un. Zmierzyć THD napięcia zasilania a potem THD napięcia na R i porównać.

 

Dielektryk NPO i polipropylenowe są dużo lepsze, ale czy zejdą do setnych części % w THD ? Nie wiem, nie mierzyłem.

[grzenio74]

PiotrSz>

Masz oczywiście rację. Mój błąd. miało być GBW czy też GB lub GBP jak to różnie czasem podają.

Z tym THD i THD+N też masz oczywiście rację. Mój błąd bo powinienem napisać THD+N tak jak jest w katalogu. Tak na szybko licząc to dla tego OPA1632 ponizej 1V rms na wyjściu rzeczywiście chyba zaczynają dominować szumy a nie zniekształcenia no ale nie wiadomo dla jakiego pasma mierzyli szumy. Niemniej jednak istnieje szansa, że dla mniejszych amplitud zniekształcenia tak bardzo nie rosną?

 

Ja również jestem zdania, że najsłabszym ogniwem toru są głośniki i nie zawsze warto się bić o ułamki procenta we wzmacniaczach. Ale jak sam stwierdzasz, nawet kondensator może wnieść duże zniekształcenia więc dobrze jest dysponować jakąś dobrą metodą pomiarów THD żeby mieć pewność że od strony elektroniki jest wszystko w porządku.

[senicz]

znieksztalcenia wzm mocy sa niestety bardzo wazne i je najbardziej slychac. Oczywiscie glosniki sa wazne ale niewiele mozemy w nich zrobic bo niewiele jest osob poprawiajacych glosniki lub produkujacych je we wlasnym zakresie. Wzm mocy odpowiada za takie zjawiska jak przestrzennosc dzwieku i wiele innych. Na tych samych glosnikach wzm mocy brzmia bardzo roznie. I co ciekawe poziom thd jest w nich podobny a wiec nie same thd odpowiadaja za barwe muzyki generowanej przez tor. Sam pomiar thd na sztucznym obciazeniu tez jest falszywy. Glosniki generuja sem ktory zakloca prace wzm. Dobrym sposobem na ocene wzm bylby pomiar roznic w plikach PCM powstalych w wyniku pomiarow wzm bialym szumem ale na obciazeniu aktywnym - gosnikach. To byc moze pozwoli na wychwycenie roznic miedzy wzm?

[senicz]

mozna postapic np. tak. sygnal z dwoch zrodel przyczym jeden jest zarazam sterujacym dla badanego ukladu odejmujemy od siebie po zmianie ich fazy doprowadzamy do minimum napiecia na wyjsciu sumatora i juz mamy czysty sygnal znieksztalcen. Tylko obejrzec widmo na PC. Jesli uklad badany zmienia faze o 180 to prosta sprawa a jak nie? mozna wykorzystac wyjscie z daca + i - i juz mamy dwa tory identycznych sygnalow ale odwrocone fazami. Kurcze jakie to wszystko proste no nie?

[darkul]

>PiotrSz

SMPTE/DIN przy G1 i 2 V out , tylko ten opamp faktycznie ma tak niskie zniekształcenia sygnału.

Inne op przy G1 maja czasem femto piłę . 90% opampów przy G1 i obciążeniu choćby obciążeniem z zakresu pow.100pF głupieją trzeba dodawać anty parazyty w szereg w opa1632 nie bo jest stabilny.

[grzenio74]

senicz>

No właśnie chcę tak zrobić jak robi Twój miernik THD tylko w roli miernika napięcia będzie analizator widma dzięki czemu będzie można zmierzyć nie wszystkie śmieci ale tylko rzeczywiste prążki harmonicznych.

 

Filtr 2T ma złą charakterystykę. Nie uda się nim skutecznie wyciąć tonu 1kHz pozostawiając nieruszony ton 2kHz. Pomysł ze zdudnianiem tonu podstawowego sygnałem z generatora teoretycznie jest OK ale w praktyce wzmacniacz wprowadza pewne przesunięcie fazowe i nigdy nie będziemy mieli dokładnie 0 lub 180 stopni na wyjściu wzmacniacza. Już 1 stopień przesunięcia fazy uniemożliwi nam uzyskanie tłumienia tonu nośnego o więcej niż 35dB. Wyklucza też możliwość pomiarów filtrów itp. gdzie zazwyczaj przesunięcie fazy jest dużo większe. No i trzeba by było zastosować jakieś potencjometry do regulacji poziomu sygnału zdudniającego a tego chciałbym uniknąć bo to kolejne źródło zakłóceń i zniekształceń.

 

Myślę, że optymalnym rozwiązaniem może być filtr eliptyczny 4 rzędu bądź filtr Chebycheva typu II. Powinno udać się stłumić 1kHz o co najmniej 70dB przy tłumieniu 2kHz o 0.5dB. Można nawet dopuścić trochę większe tłumienie dla 2kHz i potem uwzględnić to w obliczeniach THD. Poniżej wykres ch-ki filtru eliptycznego 4-rzędu. Wystarczą 2 op-ampy plus opcjonalnie jakiś bufor wejściowy jeśli badane urządzenie będzie miało małej impedancji wyjściowej.

 

Pomysł z badaniem wzmacniaczy sygnałem złożonym takim z jakimi mamy doczynienia w rzeczywistości jest słuszny tylko jak zinterpretować uzyskany sygnał błędu i jak na jego podstawie wyciągnąć jakieś konstruktywne wnioski??? Myślę, że badanie tonami prostymi jest dużo lepsze bo przynajmniej wiemy jaką cechę wzmacniacza chcemy zmierzyć. Oczywiście można badać wzmacniacz sygnałem pseudolosowym MLS bo dobrze nadaje się do wyznaczania odpowiedzi impulsowej tak jak przy pomiarach głośników.

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]

obawiam sie ze filtr tez bedzie wprowadzal thd i to zanczne. W koncu beda podobne do tych mierzonych. Mozna oczywiscie uwzglednic w obliczeniach. Chyba najlepszym wyjsciem jest zrobienie gen wzorcowego np. takiego jak proponuje LT i zew. ADC na najlepszej kosci - 120db dynamiki. To powinno wystarczyc. Uwzgledniajac thd systemu mozna z duza dokladnoscia okreslic thd ukladu mierzonego. No i jest to najtansze. Choc pozwala mierzyc harmoniczne tylko do 40khz. Z praktyki wiem ze thd musza byc male ale nie zawsze koresponduje to z jakoscia dzwieku. Dlaczego? Nobla temu co to okresli!! kilka razy zlapalem sie na ukladach ktore mialy super male thd ale graly kiepsko. Kupilem nawet odpowiedni voltomierz selektywny ale jakos nie chce mi sie tego mierzyc. Prawdopodobnie tajemnica tkwi w malych thd na 20k.

[senicz]

Chyba tak niskie thd podawane w systemach z prockami na pokladzie np. Sytem II AP polega na tym ze thd zrodla/wyjscia gen. jest mierzone i odejmowane od sygnalu mierzonego. W ten sposob mozna naprawde zejsc nisko gdyz pozostana same thd ukladu badanego. Gdyby ktorys z programow na pc tak robil? dla pomiarow thd na bardzo malym poziomie mozna zrobic prosty uklad rc 2T dla filtrowania podstawowej i tylko na rc bez petli na oP. Wartosc 2h jest roche nizsza le zawsze mozna to uwsglednic w poiarach i w zobrazowaniu tych thd. Taki uklad wyfiltruje podstawowa do poziomu przy ktorym nie beda przesterowywane obwody wejsciowe mirnikow thd i ew. kary pc. To pozwoli pokazac na ekranie pc co sie dzieje z sygnale. Optymalne rozwiazanie to zew. ADC polaczony optycznie z pc. A przed dacem filtr 2t na podstawowa z wyjscia wzm. Problemem nadal zostaje wejsciowy sygnal wzorcowy. Ale to latwo zrobic na podstawie ukladow z LT. Tali systemik pozwoli mierzyc realne uklady ktore i tak maja thd duzo wyzsze od generatorow. Mysle ze rozdzileczosc 0.0001% wystarczy. Jak pisalem wczesniej same thd nie sa ostatecznym miernikiem jakosci wzm ale w konstruowaniu pomagaja okreslic czy zmiany w obiekcie ida w dobra strone? Choc bardzo male thd dla 20k i male thd dla malych sygnaow moze wskazywac na dobra jakosc dzwiekowa ukladu. Jesli do tego DF jest bardzo wysoki to juz moze byc ok. Jesli thd ukladu sa dla wzmocnieniu 100 np. 0.01% a dla 10 nie sa 10 razy mniejsze to cos jest nie tak w ukladzie. Jesli df dla petli nfb na poziomie -40db nie wynosi kilka tysiecy dla 8om to jest blad w ukladzie. Dlatego bo wyjscie z typowych wtornikow wynosi np. 0.2 om bez petli nfb a z petla te 100 razy mnie. Wiec jak df nadal kiepski to skucha ukladowa. Niesttey wiekszos ukladow ma df slaby pomimo duzej df. I teraz jak -nfb jest np 10000 razy to df powinien byc 160000 i dobre liniowe uklady tak maja. Dla 8 om. Wiec jak pisza o df 80 i to chwala to tylko sie smiac.

[terminus]

Sonik mi powiedział, a ja przekazuję dalej :

 

The output of the OP275 is designed to maintain low harmonic distortion while driving 600 ohm loads. However, driving 600 ohm loads with very high output swings results in higher distortion if clipping occurs. A common example of this is in attempting to drive 10 V rms into any load with ±15 V supplies. Clipping will occur and distortion will be very high. To attain low harmonic distortion with large output swings, supply voltages may be increased. Figure 5 shows the performance of the OP275 driving 600 ohm loads with supply voltages varying from ±18 V to ±20 V. Notice that with ±18 V supplies the distortion is fairly high, while with ±20 V supplies it is a very low 0.0007%.

 

 

To z pdf OP275.

Dobre, nie ?

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 )

[terminus]

Czas brać się za przeróbki zasilaczy na +- 22V :)

[sonik]

..wieści się szybko rozchodzą:) teraz dla jednych operacyjnych rezystorek + zenerka 15v....dla innych pełne 22 V

[senicz]

Zasilanie zalezy od wielkosci napiecia na wyjsciu. Te 10Vrms na wyjsciu wymaga oczywiscie i wysokiego zasilania. dla 2V wystarczy 15V. Z wykresu widac ze zbyt niskie zasilania powoduje obcinanie szczytow sygnalu wyjsciowego co znika przy wzroscie napiecia zasilania.

[terminus]

Ok, tylko przy dużych amplitudach zniekształcenia rosną o trzy rzędy wielkości, więc warto zainwestować (wcale nie dużo) w odpowiednie zasilanie.

[terminus]

Ale to wszystko nic, lepiej zmieniać przewody i kondensatory przecież w nieskończoność.

[senicz]

Ja tez jestem za wysokimi naieciami zasilajacymi. W koncu to pole elektrostatyczne powoduje przeplyw pradu w lampach i tranzystorach. Np. niskie napiecie dla mosfetow sie nie nadaje, sa duze thd, fety wtedy pracuja nieliniowo. Podobnie, choc w mniejszym stopniu, jest z bipolarami.

[terminus]

LME49710

 

THD=N 0.00003%

 

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 )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

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

[terminus]

THD+N = 0.00003% oczywiście.

[terminus]

.

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]

Widzialem juz ten uklad i podobne op. Miezraone sa w jakims kretynskim systemie pomiarowym. Wsadz go do zwyklego ukladu to sie zdziwisz jak to rzezi. Chwyty reklamowe sa straszne. Ale ja sie nie daje nabrac. Ja w nic nie wierze.

[terminus]

Kupiłem 2 szt., będą po niedzieli, zobaczymy, co to warte.

[ludo]

W karcie muzycznej emu1616m ktora spalilismy podczas pomiarow wymienilem (oprocz spalonych tranzystorow na wyjsciu) opampy typu 2068 na ad8599.

Niestety firma EMU nie sprzedaje serwisowek wiec nie wiedzac w jakich pozycjach te opampy siedzialy wymienilismy ich 8 czy moze 10 szt jedynie w torze "monitor" (czyli rec out 1 L/R + line in 1/L/R).

Znieksztalcenia calego systemu przy pomiarze loopback spadly z okolo 0.0008% na 0.0005% i zmienila sie nieco zawartosc skladowych harmonicznych. Spadly H2 i H3 o pare dB i jak mnie nie myli nieco wzrosla H5...

[senicz]

Przy wzm z otwarta petla i mozliwoscia zamkniecia jej na 1 to nic dziwnego ze to ma tak male thd. W aplikacji pokazuja pre do riaa. Oczywiscie nie bedzie on mial startu do pre riaa na lampach. Co latwo wykonac i sie przekonac. Te mistrzowsko male thd wynikaja z ukladu pomiarowego jaki uzyli do pomiarow. W zwyklych aplikacjach thd bardzo wzrosnie choc oczywiscie nadal bedzie bardzo male. tranzystory beda nadal duzo lepsze od scalakow w ukladach audio gdyz moga miec duzo lepsze brzmienie. Mozna zrobic uklad w ktorym OP napedza stopien wyjsciowy na tranzystorach mocy chocby taki jak na mojej stronie ale w porownaniu do ukladu na tranzystorach specjalnie zrobionym do ukladow wzm mocy bedzie to gralo kiepsko. Przykladem moga byc wzm na LM38xx. Niby parametry super a nadal maja te wzm ten specyficzny szorstki dzwiek typowy dla tranzystorow.

[terminus]

Do pomiaru użyli takiej konfiguracji, jak na obrazku. To jest wzmocnienie dużo większe, niż 1x.

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 )

[terminus]

A dokładnie 101x. No tak?

[terminus]

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

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

 

Sprzęt pomiarowy.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

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

[senicz]

Tu nie chodzi o wzmocnienie czy wielkosc petli a o uklad i uzyte wartosci elementow. Bo pomimo wzm x100 to nadal petla nfb ma -100000 i o tyle zmniejszaja sie thd. Ale jak wsadzisz ten uklad w rzeczywiste, typowe warunki i aplikacje to sie zrobi troche gorzej. tej klasy op sa juz od lat i jakiegos przelomu w jakosci dzwieku nie widac. Nadal maniacy buduja lampowce.