forum.zelfbouwaudio.nl

Pjotr schreef:

Ha Bart,

I.i.g. als die 50 mV klopt kom je eerder op emtter weerstanden uit van 0,33 ohm (bij 160 mA bias). Je zou voor die waarde ook eens kunnen bekijken wat de vervorming wordt en of dat lager uitkomt dan met 0,1 ohm.

De vervorming loopt behoorlijk toe (exponentieel?) als ik die waardes verhoog.
0,33ohm gaat nog net, maar 0,47ohm wordt ineens heel veel hoger (factor 10).
(0,56ohm is dan ongeveer weer een factor 10 hoger )

Is dat wellicht een tradeoff die je moet maken?
Stabiliteit vs prestaties.

Klopt wel aardig, zelf kwam ik in de praktijk met 0 ohm het beste uit. Naar mijn idee schiet PSpice, of beter het transistormodel, te kort om dit nauwkeurig te kunnen bekijken. Iets wat je mooi in de praktijk nog uit kunt zoeken.

Verder wil ik toch wel eens een frequentie plotje zien tot minimaal 100MHz.

Wat je nog wel moet doen is een serie weerstandje zetten tussen de uitgang van de op-amp en de eindtransistoren voor de stabiliteit. Iets van 100 ohm.

Voor een symmetrisch clippen bij volle uitsturing in deze configuratie kun je nog een asymmetrische voeding voor de op-amp maken, dus de VCC1 --> 1,25 hoger maken en de VDD1 --> 1,25V lager.

Ik gebruik multisim, maargoed dat zal ook wel een PSpice variant zijn natuurlijk

Hier nog wat plotjes van inverterende versterker en niet-inverterende versterker.

Ik had ergens gelezen dat het inderdaad verstandig is om tenminste een 100 ohm (oid) weerstandje achter de opamp te plaatsen voor stabiliteit.
Soms wordt er ook nog een condensatortje gebruikt om zo het hoog ietwat te onderdrukken.
Of is dat niet nodig?

Wordt trouwens wel proppen op een printje van 50x50mm ....

edit:
Mmm, met die 100ohm gaat mijn vervorming ook weer helemaal naar de haaien
(en niet zo'n klein beetje ook)
Waarschijnlijk omdat hij werkt als een stroombegrenzer?

Dat gaat het dus niet worden met die piek op 30 MHz!

Inverterend kan alleen als de versterker unity gain stabiel is. Bij 16 dB gain is ie al niet stabiel, dus laat staan unity gain.

Ik zou hem sowieso 20 dB laten versterken. De meeste geluidskaarten leveren 2V piek maar dan vervormen ze ook. Om te meten moet je de uitgang van de DAC eigenlijk niet hoger zetten dan -10 dB. Stel daarom het volgende voor:

1/ Versterking op 20 dB zetten. C1 zit alleen maar in de weg dus die kan weg blijven.
2/ Niet inverterend houden met R1 = 18K en R2 = 2K
3/ In serie met de uitgang van de opamp 100 ohm naar het biascircuit.
4/ Van de uitgang van de opamp direct naar de inverterende ingang van de opamp een C'tje van 3,3 pf - 4,7 pf om de HF gain van de opamp te temmen voor stabiliteit.
5/ Een RC van 10 ohm in serie met 100 nF als HF uitgangsbelasting.
6/ Aan de + ingang van de opamp een weerstand van 10K naar massa en een 22uF bipolair koppelelco'tje gebruiken.

Nou de prestaties worden er alles behalve beter op.
Zoals ik al zei, die 100ohm is al helemaal erg.....

Die kleine C van de uitgang terug naar de min doet ook niet veel goeds.
Hoe kan het dat deze veranderingen zoveel effect hebben?

edit:
Huh, schiet mij maar lek.
Ik heropen het schema en problemen weg.

Nouja, tijd om te slapen, morgen weer vroeg op.......

Het kan hoor dat die 100 ohm invloed heeft op de vervorming. Normaliter zet je die er in om de capaciteit van de uitgangstrap te isoleren van de op-amp. I.i.g. moet C1 helemaal weg, die verknoeit behoorlijk de fasemarge.

De vervorming in de eindtrap komt van een niet konstante Vbe.Die wordt niet lineair groter bij grotere stroom.Als je een serieweerstand erbij zet valt daar een spanning over die ook wisselt met de sturing,evenmin mooi evenredig maar volgens de stroomversterking van de eindtorren.Bekijk de Ic/Hfe kromme maar 's.
Vind 't raar dat de stabiliteit in heel hoge frequenties zo slecht is.Ten eerste is de OPA stabiel bij 1x versterking,ten tweede de eindtrap heeft een versterking <1 en ten slotte de Darlingtons staan niet bekent om hun hoge doorlaat-frequentie.
Probeer 's C1 te vervangen door 47p in serie met 4k7.
Anne

Anne, die C1 werkt contra productief hier, ook in serie met een weerstand. Met proberen schieten we maar wat in de lucht zonder te weten wat en hoe. Als je met een deugdelijk bode plotje komt van e.e.a. a la maar Bart kan dit gewoon simuleren.

Overigens meer vervorming? Misschien. Maar een oscillerende versterker vervormt helemaal de pan uit

Peter, volgens mij opperde jij ook nog heel wat dingen om "te proberen".

Dit is het schema met de aangegeven wijzigingen.

Heeft het zin om die 4,7pF anders naar ground te leggen?
Dan blijft het nog redelijk netjes allemaal.

Ik denk dat die kleine C3 daar niks uithaalt.Zou nog eerder een 4n7 aan de andere kan van die 100ohm naar massa ztten,dat kalmeert 'm wel .
Anne

Ha Bart,

Dat gaat al de goede kant op

C3 moet echt naar het knoppunt van R1 en R2 (de "-" ingang van de op-amp), naar massa heeft geen zin. Die beperkt de bandbreedte van de op-amp om het stabiel te krijgen. Simuleer de frequentie respons dan eens voor verschillende waarden. Met 3,3pf zit je al aardig goed denk ik en met 4,7pf zit je veiliger. Schat zo, dat je wel een -3dB bandbreedte van 1 MHz haalt

Verder, waarom zit R10 nu ineens aan de basis van de onderste darlington? Kan ook rustig aan de bovenste blijven zitten. Als je hem aan de bovenste zet kun je VCC1 18V maken en VDD1 16V, dan heb je mooi de optimale uitstuur ruimte voor de eindtorren. Je gebruikt toch instelbare LM3xx regulators

Dat heb ik al zitten simuleren, maar het wordt er enkel beroerder op (zowel bandbreedte als THD).

R10 zit op die plek omdat Anne dat als tip gaf
(of ik heb hem verkeerd begrepen)

edit:
Ik ga gewoon kijken of ik hem op de print erbij krijg
Is een ceramisch discje hier goed?

b_force schreef:

Dat heb ik al zitten simuleren, maar het wordt er enkel beroerder op (zowel bandbreedte als THD).

R10 zit op die plek omdat Anne dat als tip gaf
(of ik heb hem verkeerd begrepen)

Dat maakt geen lor uit. Enige is dat je asymmetrie voor clippen omdraait.

edit:
Ik ga gewoon kijken of ik hem op de print erbij krijg
Is een ceramisch discje hier goed?

Je hebt hem echt nodig om het stabiel te krijgen. Gewoon zo'n NPO'tje nemen. Je moet er ook rekeing mee houden dat de versterker met een capacitieve belasting van iets van 10 nf stabiel blijf. Daarvoor heb je extra fasemarge nodig.

Het kan kloppen dat dit de vervorming verslechtert omdat dit C'tje de loop gain vermindert. Je kunt nou eenmaal niet alles hebben. Maar die vervorming blijft nog steeds heel laag.

Ah!buis schreef:

Ik denk dat die kleine C3 daar niks uithaalt.Zou nog eerder een 4n7 aan de andere kan van die 100ohm naar massa ztten,dat kalmeert 'm wel .
Anne

Wel ja, plant er nog een extra pool in de overdracht bij. Wat hebben we nou aan die contra productieve suggestie? Snap je zelf eigenlijk wel wat je hier suggereert?

't Is niet zomaar in het wilde weg hoor
Zoals ik het zie werkt dat kleine Ctje in de tegenkoppeling juist de verkeerde kant op.De rondgaande versterking blijft bij hoge frequenties even groot en die C zorgt ervoor dat er dan nog meer wordt teruggekoppeld.Met een C na de 100ohm schroef je de rondgaande versterking bij hoge frequenties terug.Als die frequenties zover verzwakt worden dat er geen 1x versterking overblijft,oscileert ie niet meer.
Vroeger versterkers hersteld met Ge transistors in de eindtrap (oa AD149)door ze te vervangen door Si gevallen.Wilde pas stabiel zijn met tussen coll.en basis Ctjes te zetten (meestal rond 220pF).Die Si dingen zijn een stuk sneller.Vandaar m'n idee dat een wat tragere eindtrap wel zo rustig is.
Anne

Ik stop er mee Anne. Ik zou je sterk aanraden zelf eens PSpice te installeren en eerst eens zelf al je beweringen af te checken.

Met Eagle heb ik al genoeg te stellen,niet zoveel zin om er nog zoiets bij te halen .
Daarbij, dat simuleren doet b-force toch al
Anne

O wat geniet ik weer
Heerlijk die discusie

Stabiliteit en dergerlijke zie je alleen via openloop simulatie.
Simpelste variant die effektief iets nuttig weergeeft is :

- Bepaal de hoeveelheid gain je amp heeft => 20 log Vout/Vin
- In je schema volgende netten bepalen , plaats een + aan de niet inverterende ingang , een - aan de inverterende uitgang, en out aan de uitgang
- Plot deze 3 in een Ac analyse van 1Hz tot 1GHz
- Maak van 1 van de signalen volgende bewerking V(out) / ( V(+) - V(-) ) , verwijder de rest
- Waar deze grafiek nu de hoeveelheid gain ( punt1 ) doorkruist is het punt van belang, dus waar de grafiek tot ?dB is gezakt.
- Bij dit punt lees je de fase af, deze waarden zal ergens tussen de 0° en -180° liggen, bij -180° heb je geen tegenkoppeling niet meer maar meekoppeling en heb je een oscilator. Een gezonde waarde hier is tussen -90° en -135°, dan heb je nog een phase marge van 45°.
( -90° is trouwens beter dan -180° mocht je het tot op heden nog niet beseffen )
- Zorg ook voor een vrij constant alfopen van deze openloopgain, zo min mogelijk bulten en dalen.

Als dit chinees is, meer boeken lezen ivm versterkers dan lezen op het internet, gaat namelijk sneller
Omdat meten is weten, en gokken is ... naja, tijd verliezen.

mvg Rudy, hij die het standpunt van Peter eigenlijk wel begrijpt

Ik was eigenlijk er van uitgegaan dat jij (of jullie) dat wel even konden uitleggen
Chinees is het zeker niet, maar eerder zoiets als Duits.
Ik kan je op de meeste punten zeker wel volgen, maar hoe ik mijn specifieke schema in jou punten kan gieten vind ik wat lastig.

Dus als je een voorbeeld berekening kunt geven (of een begin daarvan), zou ik zeer op prijs stellen

Bart, dat is niet even 1-2-3 uit te leggen, daar zijn boeken zat vol over geschreven. Te beginnen met Bode in de jaren '40 van de vorige eeuw.

Een heel aardige en begrijpelijke artikelenreeks heeft in Wireless world gestaan in '77 en '78 van Baxandall: P. Baxandall, Audio power amplifier design. Misschien vind je die wel op internet. Maar dat boek van Self zal je ook wel wijzer kunnen maken.

In aanvulling op Rudy: Als je in PSpice de open loop gain simuleert dan krijg je een punt waarbij de versterking de 0 dB lijn kruist en je krijgt een punt waarbij de fasedraaing de 180 graden kruist. Simpel gezegd moet het punt waarbij de gain de 0 dB kruist altijd voor het punt liggen waarbij de fasedraaiing de 180 graden kruist, anders oscilleert de boel. Op dat 0 dB punt wil je het liefst een stuk van de 180 graden weg blijven, dus eigenlijk liever geen fasedraaiing van meer dan 135 graden.

Niet uit te leggen?
Je kunt toch gewoon een (voorbeeld)berekening maken neem ik aan?

Waar jullie op doelen is volgens mij een stukje regeltechniek.
Waarbij je eigenlijk (in alle gevallen) zeker wilt weten dat de polen van je regelsysteem (wat we hier in feite hebben) in het linker halfvlak moeten liggen.
Althans, ik kan me wel zo voorstellen dat het een beetje die kant op gaat (daar lijkt het namelijk wel sterk op).

Punt is alleen dat ik nooit zoiets heb gedaan met een versterker.
Daarom hoopte ik dat jullie mij daar wat meer wegwijs in konden maken.

Boek van Self vind ik niet zo goed hierin.
Het wijkt snel uit naar behoorlijke specifieke gevallen en legt verschillende circuits niet echt uit (wiskundig bv).
Ik vind het in elk geval niet echt heel inzichtelijk op dit moment.
Als je dus nog meer literatuur weet?

edit:
Ik kan wel proberen het lijstje van Rudy af te werken.
Daar heb ik nog wel wat vragen over.

Met Vout, bedoel je dan Vout van de opamp, of de Vout van de gehele schakeling (dus incl class ab trap)

Wat bedoel je precies met "verwijder de rest" in "- Maak van 1 van de signalen volgende bewerking V(out) / ( V(+) - V(-) ) , verwijder de rest" ?

Ja natuurlijk is dit gewoon regeltechniek, goed gezien

Aan de andere kant zijn er voorstellen genoeg gedaan. Je kunt zelf in PSpice bekijken wat dat doet. Of moet wij dat ook nog voor je gaan doen?

Pjotr schreef:

Ja natuurlijk is dit gewoon regeltechniek, goed gezien

Aan de andere kant zijn er voorstellen genoeg gedaan. Je kunt zelf in PSpice bekijken wat dat doet. Of moet wij dat ook nog voor je gaan doen?

Zie mijn stukje wat ge-edit heb

Simulaties kan ik zelf wel doen als ik precies weet welke punten ik moet nemen.
(dat is me nog niet helemaal duidelijk dus)

edit:
Hier dus alvast wat simulaties van de verschillende punten.
De gain is 11x, dus 20,8dB

Direct op de uitgang van de opamp is die 12,14x, dus 21,7dB

Wat fijn, multisim kan in een keer exporteren naar Excel.
Dat is handig

Goed, vervolgens een functie gemaakt van Vout/(V+ - V-).
Ik heb dit lineair gedaan (aangezien je niet zomaar dBtjes kunt bewerken natuurlijk)

In eerste instantie krijg je een bizarre grafiek (grappig dat Excel vind dat 1/0 iets van 24 miljoen is )
Kijkende naar de AC analysis is alles onder de 1MHz toch niet relevant, dus kunnen we gelukkig lekker inzoomen

Vout is hier trouwens Probe 5, dus direct achter de opamp.

Is dat het snijpunt wat jullie bedoelen?