Class-AB instelling en vermogen

[Pjotr]

Zie je wel, als je je best maar doet

En plak nu eens een C'tje van 4,7 pf over de opamp: Van pin2 naar pin6.

P.s. het is handiger als je de output in dB's plot i.p.v. lineair.

[b_force]

Zie je wel, als je je best maar doet

En plak nu eens een C'tje van 4,7 pf over de opamp: Van pin2 naar pin6.

P.s. het is handiger als je de output in dB's plot i.p.v. lineair.

Ja, klopt, maar lineair rekent het makkelijker dan in dB's + Excel gaat zeuren als er logaritme wordt genomen van negatieve getallen.
Wat simpelweg ontstaat doordat V- ietsie pietsie groter is dan V+ en Vout/(V+ - V- ) heel groot gaat worden.
Ik vraag me bijna af of je dat niet absoluut moet nemen?
Voor het snijpunt maakt het niet uit welk je neemt.

Ik heb mijn regeltechniekboek er weer eens bijgeplakt (Cool, Schijff en Viersma).
Ik moet dit kennelijk ook deels gehad hebben
Zo lees ik dat in principe ook enkel uitgegaan kan worden van de amplitudemarge, mits er geen voortplantingstijd is.
(wat logisch is, aangezien de overdracht en de fase met elkaar in verband staan natuurlijk)
Nu weet ik eigenlijk niet of dat hier zo is.

[Pjotr]

Het is hier niet zo belangrijk maar als je in dB's werkt en je simuleert deelschakelingen apart die achter elkaar hangen, dan kun voor de totale responsie die aparte plotjes optellen. Dat is ook het uitgangspunt van meneer Bode met zijn bodeplotjes. Lineair gaat dat niet.

overigens is de standaard syntax in PSpice voor dB's voor b.v. probe1: db(v(probe1))

[b_force]

Wat ik me nu afvraag, wat gebeurt er als ik een fase krijg die positief is?

Ik zit namelijk eventjes te vergelijk met een 4,7pF naar de inverterende ingang en een condensator over de feedback weerstand.
Dit geeft de volgende grafiek, wat al beter is dan zonder enige condensator ergens.
Vanaf 2MHz wordt de fase positief.

[Pjotr]

Dat is niet met het 4,7 pf C'tje over de op-amp maar met die C over de globale feedback weerstand. Hadden we al van gezien dat dat 'm niet gaat worden.

[b_force]

Dat is niet met het 4,7 pf C'tje over de op-amp maar met die C over de globale feedback weerstand. Hadden we al van gezien dat dat 'm niet gaat worden.

Dat klopt, dat zeg ik net

Waarom gaat dat niks worden?
Of betekent het dat als mijn fase positief wordt ik meekoppeling krijg en dat dus mijn versterker gaat oscilleren?

[Pjotr]

Dat kun pas goed zien als de open loop gain bekijkt. Dat komt nog wel, eerst maar eens dat plotje met dat C'tje over de op-amp (maar niet over de feedback weerstand!)

[b_force]

Dat kun pas goed zien als de open loop gain bekijkt. Dat komt nog wel, eerst maar eens dat plotje met dat C'tje over de op-amp (maar niet over de feedback weerstand!)

Jaja, ik snap dat hij NIET over de feedback weerstand moest.
Ik dacht net dat ik hem al geplot had, maar blijkbaar vergeten.

Moment, fftjes screenshotje maken
(en nog wat andere dingen doen)

[nl3prc]

Vanaf 2MHz wordt de fase positief.

Wat ik me een beetje afvraag is wat moet je op de 2 Mhz dan ben je al bijna met een middengolf zender bezig!
Kan me ook niet voorstellen dat er nog speakers zijn die zo hoog gaan

[Pjotr]

Wat ik me een beetje afvraag is wat moet je op de 2 Mhz dan ben je al bijna met een middengolf zender bezig!

Klopt, menig versterkerbouwert is met een slecht ontwerp meer met een middengolfzender bezig, ook menig buizelaar. Dat is meer om te huilen dan om te lachen.

Dat nu juist wat we hier willen voorkomen.

[b_force]

Dit is het plaatje met een condensator van de uitgang van de opamp naar de inverterende ingang.
Dat ziet er idd een stuk beter uit, maar heeft als nadeel dat vervorming vanaf 10kHz flink op gaat lopen.
Absoluut niet meer wat ik voor ogen had

Ik begrijp alleen nog steeds niet helemaal waarom die vervorming zo oploopt.

edit:
Ik zit even met mijn huisgenoot te overleggen.
In feite maak je namelijk gewoon een integrator.
Zo kun je bijvoorbeeld een zaagtand integreren naar een "sinus".
Eigenlijk is het geen echte sinus, maar zijn het meer een soort van parabolen.
Wanneer je een sinus gaat integreren, krijg je een -cos(x).
Echter zal dat dus ook niet een echt mooie zijn, maar misschien ook quasi sinus/parabool.
Althans, dat stellen wij ons dan zo voor.

[Pjotr]

Dat is i.d.d. wel aardig wat ik verwacht had De rest komt als je de open loop gain of beter de rondgaande versterking, gaat bekijken. B.t.w. wat krijg je nu aan vervorming?

Nu pauze

B.t.w. Als je in de datasheet de open loop gain van een op-amp bekijkt zie je dat die met 6 dB/okt afvalt en de fase 90 graden is. Is dat niet evengoed een integrator?

[b_force]

Pauze?

Dat heb ik al vanaf gisteren

Vervorming was eerst rond de 0,0007% en nu ineens 0,004-0,005%% bij 20kHz
Dat vind ik dus niet echt acceptabel (voor mijn doel)

Ik heb nog wat zitten spelen en ik krijg ongeveer hetzelfde met het volgende schema.
Vervorming doet dan ongeveer hetzelfde
Ik propbeer even te begrijpen waarom dit ongeveer hetzelfde resultaat geeft.
(ongeacht of het een goede oplossing is)

[Pjotr]

Wat is de biasstroom door de eindtorren? Die was optimaal bij ong. 160 mA weet je nog?

Overigens vind ik het heel acceptabele waarden bij 20 kHz voor een dergelijke schakeling. Vervorming op dit niet niveau boeit niet zo boven de 10 kHz bij het meten van speakers.... Belangrijker is dat ie met gemak en zonder problemen de 100 kHz haalt.

Doordat C'tje verminder je de rondgaande versterking, dat is nodig om hem stabiel te krijgen. Gevolg van die verminderde rondgaande versterking is dat het vervorming verminderende effect van de tegenkoppeling ook kleiner wordt, dat is logisch.

[b_force]

Dat is idd logisch, maar ik vind het wel bijzonder dat het al optreedt bij 10-20kHz
Ik zit net even te kijken en eigenlijk gaat het zelfs al slechter bij 1-5kHz

Zou het kunnen dat het praktisch toch nog wel meevalt en dat het Ctje niet echt nodig is?
Anders wordt het misschien op zoek naar een andere oplossing of bepaalde verbeteringen (als dat nog kan).

[Rudy]

Je vroeg ergens een afbeelding, wel, dit is er eentje van een versterker met eerste orde.

Pijl 1 is het snijpunt van de openloopgain met de gain ( die op 26dB zit in dit geval )
Op die plaats lees je je phase af van de openloop gain. En alles tussen deze waarde en de -180° is je phasemarge, en zoals je ziet, niet slecht he
Kom je eerder aan de 180° dan aan je snijpunt met de ( in dit geval ) 26dB, wel dan heb je een oscilator, en nog geen kleintje.

Voor de gevorderden onder ons, in feite is dit verkeerd, normaal moet je de loopgain berekenen ( en niet de openloopgain ) en waar deze de 0dB as kruist is het punt waar je phasemarge moet aflezen, maar dit komt met een marge van ~5° ook in de nabijheid, en dit is een manier die we op minder dan een jaar tijd krijgen uitgelegd

mvg Rudy

[Pjotr]

Ok, dan nu het echte werk Het bekijken van de rondgaande versterking voor de stabiliteit.

Daarvoor moet je de terugkoppellus "open knippen". Je bekijkt dan veel beter het stabiliteitscriterium. Dat open knippen moet je alleen doen voor AC maar niet voor DC, anders stelt het circuit zich niet in op de juiste DC instelwaarden. Dat doe je in dit geval door tussen de uitgang en het terugkoppelnetwerk een hele grote spoel en een grote C te zetten als laagdoorlaatfilter. Dit dus:

De terugkoppeling schakel je daarmee voor AC uit en bekijk je de rondgaande versterking van de schakeling. Daarmee kun je nu beter gaan bekijken wat Rudy en ik hebben gezegd over de voorwaarden voor stabiliteit en wat het effect van e.e.a. daarop is. Probeer maar. Je krijgt nu wel een heel groot dynamisch bereik in de plot, dus kun die het beste in dB's plotten. De amplitude en fase karakteristiek hiervan vertellen je alles over de stabiliteit.

[Edit]

Zie dat Rudy al een voorschotje heeft genomen terwijl ik zat te typen

[Rudy]

Mja, als ie geen formules kan ingeven in de grafieken is dat misschien de minder moeilijke

Zolang ie maar weet dat mijn model met de openloopgain werkt en die van jou direct de loopgain is.
Bij mij is het snijpunt op de gain en bij jou op de 0dB as.

mvg Rudy

[Pjotr]

Yup, heb niet veel geleerd tijdens mijn studie maar dit was wel een handige

Je krijgt zo direct de loopgain op de uitgang te zien. Je kunt de loop ook wel op andere plaatsen open knippen als daarbij de sturing laagohmig is, maar dat voert nu te ver.

Benieuwd waar Bart mee komt

[Pjotr]

Ok van mijn kant dan ook maar een voorbeeldje. Heb na het eten Bart zijn schema even snel in PSpice gegooid. Zonder C'tjes her en der komt er bij mij dit uit voor de loop gain:

Hmm niet eens zo heel slecht Waar het om gaat is dat bij het punt waarbij de gain de 0 dB lijn snijdt, de fase niet meer dan 180 graden gedraaid is om niet te oscilleren. Omdat de de versterker inverteert bij deze simulatie is dat in de plot 0 graden. We zien dat de fase bij het 0 dB snijpunt er nog 30 graden van af blijft, dat is dan de fasemarge. Op zich nog stabiel. Maar een dergelijke fasemarge is wel erg klein en leidt tot overshoot bij blokweergave. Liefst zien we die > 60 graden zodat er ook nog wat marge is bij een capacitieve belasting en er geen overshoot optreedt.

Nu met het C'tje van 33 pf over de feedbackweerstand van 22K:

Ai, de fase draait nu meer dan 180 graden bij het 0 dB snijpunt. Dat werkt dus averechts en dat staat zeker te oscilleren.

En dan nu het voorstel van Anne om 4,7nf achter de 100 ohm te zetten:

Dat schiet dus ook niet op en is eerder een verslechtering. Het oscilleert nog net niet. De loop gain neemt nu wel eerder/sneller af, wat de bedoeling is maar de fase gaat evenredig sneller aan de haal. Netto netto verbetert dat de boel niet.

Aan Bart nu de schone taak om de overige suggesties te simuleren en de fasemarge groter dan 60 graden te houden. En om hem stabiel te houden met een capacitieve belasting van zeg 10nf.

[Ah!buis]

Zo,jullie zijn ijver bezig geweest
Als ik de grazfieken van Peter bekijk,is dat deels wat te vewachten was.Dat kleine Ctje laat boven 250kHz de rondgaande versterking toenemen,helpt niet.Die moet eigenlijk zo klein zijn dat ie de ingangsC van de OPA bij de tegenkoppeldeler compenseert.Die andere C die ik uit de duim had gezogen,zorgt wel voor minder hoog maar jammer genoeg ook voor maar faseverschuiving .
'tIs eigenaardig,de OPA is gecompenseerd voor 100% tegenkoppeling als de uitgang niet te zwaar capacitief belast wordt.
Hier is het veel mindertegenkoppeling en de belasting met die eindtrap,eigenlijk een emittervolger,zou toch ook niet echt roet in het eten gooien.Blijft vermoedelijk een faseverschuiving door die Darlingtons.
Dacht zo,als de tegenkoppeling na de eindtrap de oorzaak van de narigheid is,verminder die dan en doe de rest van voor die eindtrap.Zo iets dus
Anne

[Pjotr]

...........
Die andere C die ik uit de duim had gezogen,zorgt wel voor minder hoog maar jammer genoeg ook voor maar faseverschuiving .

Op zich zou dat nog kunnen werken als je er een pole-zero compensatie van maakt met een weerstand van 50 - 100 ohm in serie naar massa erbij. Maar dan moet je die C wel iets van 10nf - 20nf gaan maken. Een brute force manier die met oplopende frequentie nodeloos veel stroom van de op-amp gaat vragen. Dat maakt de kans op transiënt/slew-rate vervorming groot en laat de uitgang van de op-amp ook onnodig veel meer vervormen. Je kunt beter dan de loop gain verminderen door de hele gain curve naar beneden te schuiven waardoor het 0 dB snijpunt naar links schuift. En dat is precies wat dat C'tje direct over de op-amp doet.

[Pjotr]

Waar is die Bart nou gebleven? Doen we ons best voor een voorbeeld, is Bart weer met de muziek mee...

[b_force]

Waar is die Bart nou gebleven? Doen we ons best voor een voorbeeld, is Bart weer met de muziek mee...

Muziek???
Hard aan het werk zul je bedoelen
(kom net thuis)

Van het weekend maar weer verder puzzelen