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Le "FastTrack 50W" ... LM3886+AOP en config Compound

Message » 26 Mai 2014 13:28

C'est le gain en boucle ouverte qui compte. Moins il est important, moins il y a de contre réaction, plus il y a de disto.
J´avais la télé, mais ça m´ennuyait. Je l´ai r´tournée... d´l´aut´ côté c´est passionnant
tcli
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Message par Google » 26 Mai 2014 13:28

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Message » 26 Mai 2014 15:12

tcli a écrit:C'est le gain en boucle ouverte qui compte. Moins il est important, moins il y a de contre réaction, plus il y a de disto.

Normalement le LM3386 a plein de gain sur cette bande de fréquence (50dB de gain a 20khz !) , et je ne parle pas de l'AOP ....
Par conre il est certain que comme tout AOP ou SUPER AOP, le gain baisse de 20dB par décade .
a+ gilles.
Yuli_35
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Message » 27 Mai 2014 9:21

Hello a tous,


C’est la Cata … Ouinnnnnnnnnnnnnnnnnn

J’ai grillé ma carte son hier soir. (maintenant elle s’allume et s’éteint tout le temps)
Pour une fois que je ne protégeais pas un truc …. Vlan ! c’est parti en sucette, et la carte son n’a pas aimé.
Pour faire court, j’ai débranché la sortie de la carte son qui était raccordée a l’ampli sous tension, et la sortie de l’ampli était connectée à la carte son sans protection (donc en direct).
Le fait de débrancher la sortie de la carte son, l’ampli s’est mis a osciller a priori ….
La carte son s’est pris en entrée un signal monstrueux. Pour dire… en quelques secondes la résistance de charge de l’ampli (10Ohm/10W) commençait à fumer !

Alors
1. J’ai grillé la carte son
2. Quand l’entrée de l’ampli est flottante j’ai un souci. Ceci est a pondérer par le fait que la longueur des cables en sortie d’ampli est nulle. J’ai la résistance de test directement collé au PCB. Donc pas d’effet inductif de câblé car pas de cable. Je vais revoir ce point, car autrement ça veut dire que l’ampli est instable avec l’entrée flottante.

Avant de rendre l’âme, j’ai pu tester une autre config pour faire les mesures.
Cette fois ci, j’ai viré le potar entre la carte son et l’ampli. J’ai utilisé l’atténuation au niveau du logiciel.
Pour ces mesures j’étais a –30dB.
Il semble que ce mode de mesure est meilleur que celui avec le potar ALPS.
En tout cas, j’arrive a des distos incroyablement faibles en dessous de 700hz.
Je suis quasiment en dessous de 0.001% de disto en dessous de 1khz.

Un beau schéma vaut mieux qu’un long discours :
Image

Voilà …. Je ne risque pas de faire beaucoup de mesures de disto dans les jours qui viennent.

Comme il va falloir que je me rachète une carte son … vous avez des idées de carte son pas trop chère (une Centaine d’euros) et qui permettent de mesurer correctement ?
Ou des occasions ?

Cordialement gilles
Yuli_35
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Message » 27 Mai 2014 11:07

J'avais repéré la ESI maya22usb :

http://www.esi-audio.com/products/maya22usb/

Quid des perfs pour mesurer des électroniques... ?
Y a pas un peu trop de fumeurs de moquette par ici ?
androuski
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Message » 27 Mai 2014 11:37

Merci Androuski,

Au fianl j'ai trouvé un adaptateur Express card, vers PCMCIA - car mon PC portable b'a pas de port PCMCIA !!!
Je vais donc pouvoir réutiliser (enfin je l'espère ) ma vieille audigy 2ZS. Ce era moins bon que la e-mu ... quoi que 8-)

et ce soir je passe chez mon fournissuer d'électronique pour acheter des zeners. afin de protéger mon entrée de carte son.

En attendant je vais me repancher sur le circuit histoire d'en refaire un plus propre 8-).
Yuli_35
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Message » 02 Juin 2014 14:39

Bonjour les amis,

Je vais bientôt me remettre aux mesures de disto. Ne pas avoir pu faire des mesures m’a fait re-réfléchir au schéma dans son ensemble. Et donc j’ai encore bricolé mon ampli.
En attendant j’ai encore bricolé mon ampli.
Pour commencer, j’ai changé un truc important…
- Maintenant l’AOp en en mode inverseur (fait)
- Les compensations vont changer … ( à faire ce soir)

Pour rappel, le schéma précédent :
Image

En résumé :
AOP en mode non inverseur.
Offset : Quelques mv (3-4mv)
Bruit : - 100dB
Disto : non mesuré.
Stabilité : imparfaite
Autre : Ecrêtage asymétrique et pas « beau ».

Le nouveau schéma :Image
En résumé :
AOp en mode inverseur.
Suppression du filtre passe bas en entrée d’ampli.
Compensation équivalente sur le LM3886 et l’AOP (Je vais y revenir plus tard)
AOP en mode inverseur.
Offset : inférieur à 0.5mv
Bruit : - 100dB
Disto : non mesurée.
Stabilité : non mesurée.
Autre : Ecrêtage non mesurée.

L’intérêt du nouveau schéma :
1. L’offset qui était déjà faible tombe à 0 (mesuré a 0.1mV !!!)
2. Le Bruit reste équivalent (en théorie plus faible) – il faudra faire les mesures.
3. Réduction du nombre de composants du circuit (PCB plus simple).
4. Distorsion équivalente (en théorie plus faible).
5. Et Si ca marche …. Ce sera un pas de plus pour envisager une solution Bridge.

La Grosse avancée en terme de compréhension de ce schéma un peu spécial qu’est le compound.
Maintenant j’ai compris l’histoire de marge de gain et marge de phase (moyennant lectures de doc sur les systèmes asservis) – enfin j’ai pas 100% tout capté, mais l’essentiel est ok.

Il y a déjà quelques semaines, J’avais compris que
1. la CR globale ne devait pas être limitée en bande passante (ou alors très peu), car l’AOP essayerais de réagir et donc amplifier les fréquences atténuées … bref instabilités assurées.
2. l’AOP ne doit pas avoir un gain précis. Il est là pour compenser les manquements du LM3886 le plus vite possible, cependant un « phase shift » est nécessaire pour que l’ensemble soit stable.
3. Le lm3886 devait être compensé au minimum, car dans le cas contraire l’AOP verrais une baisse de gain du système global et essayerai de compenser…. D’où instabilité.

J’en avais conclu que :
En clair il faut limiter l‘AOP pour être proche en produit gain bande du LM3886 (dans la config de gain choisie).
Ainsi La compensation du LME me semble être la seule voie actuellement.
Bon j’étais pas dans le faux total, et d’ailleurs c’est pour cette raison que j’ai recherché des AOP avec un produit gain x bande proche du LM3886.

Ma nouvelle idée est la suivante : (après avoir vu comment cela se comportait a la simulation)Il faut que l’AOP n’aille pas plu vite que le LM3886.
Il faut que le LM3886 n’aille pas plus vite que l’AOP.

En clair … il faut que l’AOp et le LM3886 soient compensés de manière identique !!!!!
Si la compensation de l’ AOP est identique à celle du LM3886, alors, L’AOp ne pourra corriger les erreurs du LM3886, et inversement le LM3886 ne pourra partir dans des comportement « erratiques ».
La rêgle sur la CR globale est toujours d’actualité = pas de compensation de CR globale.

Quitte a compenser le LM3886 de manière aussi forte que l’AOP, alors autant réduire son gain pour profiter au maximum des capacités de l’AOP (et donc d’améliorer les perfs de l’ensemble du système.
Mon premier schéma de bode donne l’impression d’être bien, mais en fait j’ai une marge de phase quasi nulle, et une marge de gaine tout aussi nulle.

Voici la marge de gain et la marge de phase simulée avec une charge complexe (0.1Ohm + 1µF)

Image

Dans l’absolu (a la simul on pourrait baisser le gain du LM3886 a 2) et compenser avec des 150pF l’AOp et le LM3886 – et ca passerai sur charge complexe.

Bon alors voilà l’histoire, j’ai peut être vendu la peau de l’ours avant de l’avoir tuée (fait des tests), mais là je le sent bien … voir même très bien.

La question du jour : Aujourd’hui je compense les AOP et LM3886 avec un condo de 100-300pF. Comme c’est un filtre d’ordre 1, la pente est faible surtout que j’attaque dans les hautes fréquences.
En coupant avec un filtre d’ordre 2 ou plus on pourrait avoir un ampli plus rapide ….
J’ai tenté à la simul de faire des filtres d’ordre 2 sur les CRs mais sans trop de succès.
Mon objectif serait de couper l’AOP et le LM3886 plus loin mais plus brusquement que ce que ne fait le circuit actuel.
J’ai trouvé dans ce doc : http://philippe.roux.7.perso.neuf.fr/Re ... 0ordre.pdf
en section 2.3 ils présentent un filtre utilisant les quadripoles … Auriez vous d’autres idées ?
je pensais a du filtrage actif … Je sais le compound est déjà complexe, mais qui n’essaye rien n’a rien !

Désolé pour le roman ... Cordialement gilles.
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Message » 02 Juin 2014 16:13

Bonjour Gilles,
Tu as la possibilité de rendre le LM3886 inverseur. Dans ce cas (vis à vis du dernier schéma) la CR globale est appliquée à la borne in+ de l'OPA.
Tout en entrant via la R de 1k, n'oublie pas de fixer (En continu) le potentiel de l'entrée In- via une R égale à celle de CR à la masse. Le C de CR de l'OPA subsiste.
Corsialement
J-C.B
 
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Message » 02 Juin 2014 17:20

Bonjour Jean-Claude,

:o :o :o

Quels sont les avantages de ce nouveau schéma ?

J'ai du faire une boulette .... En suivant tes explications mon schéma ne fonctionne pas. Tu peux me dire ou je me suis planté ?
Image

Merci
Yuli_35
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Message » 02 Juin 2014 19:34

Gilles,
Il manque la jonction entre la sortie de l'OPA et R5.
Cela dit j'aurais plutôt pris R1=29k ou plutôt R1=R7=30k et R1 placée entre l'entrée In- et la masse. Ainsi placé, le gain sera de 30 (30dB). (R1/R6=R7/R9)
A ce sujet une tendance ancienne et maintenue (dans le pro) veut que le gain des amplis soit de 26dB ce qui amènerai R1=R7=20k. mais n'arrangera pas ton problème d'instabilité.
Autre point l'étage compound doit être plus intégrateur que l'étage de puissance.
Cordialement

Oups: J'ai failli oublier de répondre à cette question
Quels sont les avantages de ce nouveau schéma ?

Il est facile à mettre au point. Du reste j'utilise cette topologie de préférence depuis au moins 40 ans. Il est tout à fait possible d'utiliser undouble compound qui accentue la symétrie et permet de minimiser ( plus encore) la distorsion en se dégageant des H impairs. Mais c'est un autre débat.
J-C.B
 
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Message » 03 Juin 2014 10:04

Bonjour Jean-claude,

hier soir j'ai voulu tester ma théorie .... Et bien c'est pas bon.
ou bien faudrait il plutot dire que les résultats pratiques ne corroborent pas la simulation.
Je crois que la simulation dans mon cas particulier avec le modèle de LM3886, ne donne pas les résultats escomptés.
il va donc falloir trouver "a la mano" les bons paramètres.

Autre point l'étage compound doit être plus intégrateur que l'étage de puissance.

Effectivement... c'est ce qui semble. Quand je mets le mêmes type de compensation, le système est instable et entretenu avec l'entrée shuntée.
Il est facile à mettre au point.

Mince alors .... Et moi qu ipatauge depuis des semaines ... :oops: :cry:

Bon, faut que je teste des trucs ... Pour trouver le point optimal en term de compensation et aussi en terme de gain du LM3886.
Il y a donc 3 paramètres sur lesquels jouer .
1. la compensation de l'AOP.
2. le gain du LM3886.
3. la compensation du LM3886.

A suivre.
Yuli_35
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Message » 03 Juin 2014 11:35

Bonjour Gilles.
Je ne pense pas qu'en dehors du réseau d'entrée, il faille compenser le LM.
Par contre, il n'est pas improbable qu'il faille le faire sur la CR globale.
Cordialement
J-C.B
 
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Message » 08 Juin 2014 20:56

Oui Jean Claude,

et d'ailleurs je pense de plus en plus qu'une grosse partie de mes soucis de stabilité viennent pour beaucoup de mon PCB.
ces instabilités me forcent a mettre des compensations là ou en théorie il n'y en aurait pas besoin. Jobserve aussi des phénomènes pas trop normaux.
Depuis le départ, je voulais de l'aide pour revoir mon PCB, et là je crois qu'il va falloir commence :r par le commencement.

Je vais tenter de faire court ... (pas facile !).
je suis resté sur le compound, mais j'ai opté pour la version avec entrée non inverseuse sur l'AOP. Il se peut que j'évolue vers le schéma proposé par Jean-Claude - je ne suis pas encore décidé a 100% surtout quand on me titille en écrivant
Il est tout à fait possible d'utiliser undouble compound qui accentue la symétrie et permet de minimiser ( plus encore) la distorsion en se dégageant des H impairs. Mais c'est un autre débat.


Jean-claude, pourrais-tu nous faire un schéma simplifié de ta solution double compound ?

le schéma de principe que j'envisage.
Alimentation sur une carte indépendante :
Image
Ampli sur une autre carte PCB :
Image

Il est possible que la régulation de l’alimentation de l’AOP soit faite en utilisant un TL431 + Darlington. On verra … Pour l’instant j’ai fait simple avec un LM317 et LM337.

Les valeurs indiquées ne sont bien entendue pas définitives (elle seront revues lors des tests).
1. Que manque t'il ?
2. Qu'est ce qui n'est pas nécessaire ?
3. Les découplages des alims sont- ils correctes ?
les grounds .... signal ... power ... OUT ... doit -on les séparer ? prendre des précautions particulières ? Là je suis certain qu'il y ades choses a améliorer.

Une fois que l’on sera clair sur le schéma on passera a la partie création du PCB.
Voilà le plan.

Cordialement Gilles.
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Message » 09 Juin 2014 10:39

Bonjour Gilles.
Il me semble que le courant de muting\ conseillé est de 500µA. Je crois me souvenir (Usage sur les Bilqis) que sa valeur influe sur le courant de repos de l'étage final. Sur cette base la valeur de R13 parait faible.
- Ainsi monté, le circuit est inverseur de phase.
- Pour bénéficier pleinement de l'effet de C4 une R entre la sortie de L'aop et l'entrée + du LM est souhaitable.
En dehors de ça, la topologie du circuit te permet de nombreuses combinaisons.

Le double compound est très vicelard. Reportons cela à plus tard STP.

Cordialement
J-C.B
 
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Message » 09 Juin 2014 14:15

Effectivement Jean Claude,

Ok bien noté tes deux points … donc voici le nouveau schéma. J’ai aussi baissé le gain global de l’ampli (26dBV).

Image

Je crois me souvenir (Usage sur les Bilqis) que sa valeur influe sur le courant de repos de l'étage final. Sur cette base la valeur de R13 parait faible.


La résistance mentionnée sur le schema est effectivement trop faible.
Si on alimente le LM3886 en +/-35V, la 15k tirera 2.33mA.
Dans l’absolu, il faudrait mettre une 56k pour obtenir grosso modo 0.5mA.

Par contre le truc qui m’interpelle, c’est ce que tu écris concernant le courant de repos. Ce n’est mentionné nulle part dans le datasheet :oops: .
Dans le datasheet on voit l’atténuation en fonction de ce courant, sur une belle courbe (allant jusqu’à 10mA), Bon autrement en page 8 il disent qu’il faut s’assurer d’avoir -0.5mA… :wink: :mdr:
Pourrais-tu m’indiquer ce que tu avais constaté ? Si on a un trop grand courant pour la commande du mute … cela baisse t’il le courant de repos du LM ou l’augmente t’il ? si cela l'augmente c'est pas plus mal non?

Pour info sur mon circuit actuel j’ai une 22k (je viens de vérifier.).
Nb : A la simulation (je sais que le modèle est loin d’être parfait …) le fait de mettre une courant de mute a 0.5mA … fait que l’on a un offset qui apparait ! (et loin d’être faible).

Si j’ai le courage je vais regarder le courant de repos de l’ampli en faisant varier cette fameuse résistance.

Je vous tiens informé.

Cordialement gilles.

Ok ... on verra le double compound plus tard. :grad:
Yuli_35
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Message » 09 Juin 2014 21:05

J'ai bricolé l'ampli cet après midi, et ai réussi a améliorer les choses, mais c'est toujours imparfait.
Après la lectures de certaines application notes (analog Devies AN345 ou AN202), l'étape suivante est la création d'un nouveau PCB.

J'ai une question transcendentale concernant les "ground"/"Masse" ....
quelle recommandation me faire au vu du schéma ?
Dissocie t'on la masse signal du power ground ? (avec une resistance par exemple).

en fait j'ai besoin de schémas pour m'inspirer...

Cordialement gilles.
Yuli_35
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