Composite LM4780 versterker

[SSassen]

Da's toevallig, ik zat vorig jaar al met dit concept te stoeien, echter d'r zitten wat adders onder het gras. Ik heb inmiddels twee PCBs van Tom, maar vooral het groot signaal (tegen clippen aan) gedrag is simpelweg slecht, dit zie je ook terug in de simulatie.

Kijk maar eens naar de open en closed loop gain, dan zie je dat je geen tot zeer weinig fasemarge overhoudt, in de praktijk betekent dit instabiliteit, zeker rondom het clippen of grote uitsturingen.

[knuisje]

Ik zal mijn simulatieresultaten er nog eens bij pakken. Kun je jouw grafieken posten?
Tom gaat juist prat op de stabiliteit die hij heeft bereikt met zijn ontwerp, ook rond het clippen.

[SSassen]

Onderstaand was een eerste opzet met een discrete eindtrap die zelf onvoorwaardelijk stabiel is, ook omdat er voor de LM serie geen betrouwbare libs te vinden zijn. Zoals je in onderstaande plaatjes ziet is het gedrag met een 20kHz sinus voorbeeldig, echter de step-response duidelijk niet.

Nu luister ik niet alleen naar pure sinussen, dus de claim van 'meer detail' kan ook heel goed komen van de nare opslingering rondom de op/neergaande flanken, dat voegt aardig wat extra harmonischen toe, even en oneven.

[cve]

Lijkt echt op een versterker die iets toevoegt. Bij de claim over meer details had ik mijn twijfels al. Benieuwd naar de simulatie van Peter.

Co

[knuisje]

Als je TI-Tina gebruikt kun je het LM3886 model van TI gebruiken. Ik heb het circuit van de Modulus-86, gebruikmakend van dit model, van Tom gesimuleerd en kom dan tot de volgende resultaten. De man weet heel goed hoe je een stabiel ontwerp maakt, klik.

[Ah!buis]

De leesbaarheid van de tekst in het schema van Sander is niet goed leesbaar, dus misschien vergis ik me.
Zo te zien is er voor het uitsturen van de eindversterker wel meer dan 25Vt nodig.Moet dan geleverd door U2, lijkt me wel erg veel.
Zo een opzet, zoals ik even terug liet zien, niet kunnen? Tegenkoppeling eindversterker aan de voorversterker en algemene tegenkoppeling dan aan de +in van de voorversterker.Zo zit er geen verschiltrap meer in de lus en niet zo'n grote uitgangsspanning van de voorversterker.
Anne

[SSassen]

Zo te zien is er voor het uitsturen van de eindversterker wel meer dan 25Vt nodig.Moet dan geleverd door U2, lijkt me wel erg veel.

Nee, 6Vt, of 12Vpp.

Zo een opzet, zoals ik even terug liet zien, niet kunnen? Tegenkoppeling eindversterker aan de voorversterker en algemene tegenkoppeling dan aan de +in van de voorversterker.Zo zit er geen verschiltrap meer in de lus en niet zo'n grote uitgangsspanning van de voorversterker.

Even een schets posten?

[Ah!buis]

Zo te zien is er voor het uitsturen van de eindversterker wel meer dan 25Vt nodig.Moet dan geleverd door U2, lijkt me wel erg veel.

Nee, 6Vt, of 12Vpp.

Bij R12 en R13 lees ik 1k2 en 2k2 zal dan wel 8k2 en 2k2 zijn .

Zo een opzet, zoals ik even terug liet zien, niet kunnen? Tegenkoppeling eindversterker aan de voorversterker en algemene tegenkoppeling dan aan de +in van de voorversterker.Zo zit er geen verschiltrap meer in de lus en niet zo'n grote uitgangsspanning van de voorversterker.

Even een schets posten?

Staat hier al, blad 2 op 21 maart
Anne

[knuisje]

Onderstaand was een eerste opzet met een discrete eindtrap die zelf onvoorwaardelijk stabiel is, ook omdat er voor de LM serie geen betrouwbare libs te vinden zijn. Zoals je in onderstaande plaatjes ziet is het gedrag met een 20kHz sinus voorbeeldig, echter de step-response duidelijk niet.

Nu luister ik niet alleen naar pure sinussen, dus de claim van 'meer detail' kan ook heel goed komen van de nare opslingering rondom de op/neergaande flanken, dat voegt aardig wat extra harmonischen toe, even en oneven.

sinus_20k.jpg

step_response.jpg

Ik kan het schema niet goed lezen, maar ik zie geen globale feedback loop.

[knuisje]

Eindeje terug vroeg ik of de eindversterker dan via de -in aan de eerste opa zat.Was omdat ik die spanningsdeler een wat rare opossing vond.
Een tekening van wat ik bedoelde, misschien een idee ?
Niet uitgewerkt, zal wel hier en daar wat bij moeten, 't is maar voor de duidelijkheid
Anne

Waarom regel je met de servo direct de eindtrap en niet de stuuropamp Anne?

[Ah!buis]

De tegenkoppeling komt, bij de Sassen, zo te zien binnen aan R31 naar U2.Zo te zien zit de gebalanceerde inganstrap buiten de lus.
Wat de nulservo betreft, gaat toch om nul uitgang ? Met zo'n 3Vt uit de voorversterker op +-12V ,maak ik me geen zorgen om een paar millivolt uit 't lood daar.
Leek me wel makkelijk zo, de +in daar heeft geen signaal, kan evt.zo een extra elco gezet,komt er niks van de ruis uit de servo binnen..En hoe langer de lus des te meer kans op narigheid.
Het klippen binnen de versterker is wel een mogelijk probleem.Verandering aan de ingang wordt enorm versterkt en moet in toom gehouden met de tegenkoppeling vanuit de uigang die de ingang terugregelt... te laat.Vermoedelijk moet er minstens een Ctje (50...100pF) van uitgang voorversterker naar z'n -in.Komt vroeger,schiet 't niet zo door.En ook een Ctje over de 270k van de tegenkoppeling (10pF ?) om de ingangscapaciteit van de +in voorversterker+aanhang te compenseren.
Het is per slot maar een voorstel, geen uitgewerkt geheel .
In de schakeling waar je mee bezig bent zit vermoedelijk ook ergens een hoog-af, gezien de afgeronde flanken.
Anne

[knuisje]

Vermoedelijk moet er minstens een Ctje (50...100pF) van uitgang voorversterker naar z'n -in.Komt vroeger,schiet 't niet zo door.En ook een Ctje over de 270k van de tegenkoppeling (10pF ?) om de ingangscapaciteit van de +in voorversterker+aanhang te compenseren.
In de schakeling waar je mee bezig bent zit vermoedelijk ook ergens een hoog-af, gezien de afgeronde flanken.
Anne

Klopt allebei als een bus.

[Rudy]

@Knuis

Ivm je dc detektie, als je dat allemaal dubbel uitvoerd kan je imo beter naar een andere config gaan. Die 47u kan zelfs een 10V 1206 X5R zijn, is best compact.
Dat gezegd hebbende wanneer je inderdaad een fout hebt ( wat zelden is ) dan blijft het ding niet constant uit maar staat je relais te dansen.

mvg Rudy

[Ah!buis]

Tegen het klapperen van't relais is er een simpele oplossing
En er kan ook nog wat weg
Anne

[knuisje]

Bedankt voor de tips, echt super!

@Rudy : wel een hoop componenten?

[knuisje]

Ik krijg de volgende closed loop plot uit de sim. De fasemarge is 58gr.

[knuisje]

En de openloop plot. Ik hoop dat ik het goed heb gedaan, dit is wat lastiger te bepalen.

[Ah!buis]

Ziet er wel geruststellend uit .Klopt wel niet helemaal, openlus versterking komt op een (iets) lagere frequentie op 1x.Kan met tegenkoppeling niet meer worden, net of er met tegenkoppeling versterking bijkomt .
Voor praktische toepassing lijkt me die bandbreedte wel veeel te groot, versterkt zo vanalles ongewenst HF.
Anne

[knuisje]

Door de grote bandbreedte is er veel ruimte voor de stuuropamp om bij te regelen.

[Rudy]

Is het al iemand opgevallen dat je op 20kHz niets wint buiten de 10dB die je niet meer nodig hebt aan gain.
( tov de specs van een lm3886 dan )

mvg Rudy

[SuperR]

Voor praktische toepassing lijkt me die bandbreedte wel veeel te groot, versterkt zo vanalles ongewenst HF.

Die worden juist kleiner Alleen als de HF ook aan de input op de referentie zit zul je hem aan de uitgang moeten zien. Alle niet-lineaire HF die uit de opamp en LM3886 komt wordt door de open loop gain bij die frequenties kleiner.

De NCore is getweakt om juist dat voor elkaar te krijgen; (chapter 5.2)
http://www.hypex.nl/docs/papers/ncore%20wp.pdf

[knuisje]

Is het al iemand opgevallen dat je op 20kHz niets wint buiten de 10dB die je niet meer nodig hebt aan gain.
( tov de specs van een lm3886 dan )

mvg Rudy

Mijn open loop grafiek klopt sowieso niet. Ik lees net dat Tom een loopgain (open loop gain - feedback) van 47dB bij 20kHz specificeert. Er is dus bij 20kHz 47dB aan errorcorrectie beschikbaar. Dit is samen met de hoge PSRR van de stuuropamp verantwoordelijk voor de extreem lage vervormingscijfers.

[knuisje]

@Knuis

Ivm je dc detektie, als je dat allemaal dubbel uitvoerd kan je imo beter naar een andere config gaan. Die 47u kan zelfs een 10V 1206 X5R zijn, is best compact.
Dat gezegd hebbende wanneer je inderdaad een fout hebt ( wat zelden is ) dan blijft het ding niet constant uit maar staat je relais te dansen.

mvg Rudy

Ik heb het gesimuleerd en het werkt prima, zelfs met 10u. Zie het grafiekje, bij ongeveer 1,8V is het volledig aktief.

[Ah!buis]

Ik heb het gesimuleerd en het werkt prima, zelfs met 10u. Zie het grafiekje, bij ongeveer 1,8V is het volledig aktief.

En dan valt de voeding van de versterker weg en ook die 1,8V vandaar dat de beveiliging zichzelf daarna moet vasthouden.
Maar daar wringt weer een schoen .Herinner je de Pass van Ray, de beveiliging mocht pas gaan werken nadat de versterker, na inschakelen, stabiel is.Anders grijpt de beveiliging nog tijdens de opstart in, versterker weer uit.
Kan hier ook, inschakelen, beveiliging grijpt in blijft vast en schakelt de voeding uit, einde verhaal .
De beveiliging mag dus pas aktief worden enige tijd na het inschakelen om de versterker de kans te geven een evt. startplop enz.te overleven.Ik dacht zoiets

Maar misschien heeft zo'n IC eindversterker er gaan last van, dan hoeft 't natuurlijk niet
Anne

[knuisje]

Ik denk dat het niet hoeft Anne. De LM4780 heeft mutepinnen waarmee je de uitgangen pas aktief maakt als een zekere voedingsspanning is bereikt.
Over het vasthouden van het relais, dat zit inderdaad niet in het schema van Rudy...