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

Message » 29 Avr 2014 15:58

Aucun risque que des mesures aient été effectuées sur un AOP (a semi conducteurs) en 1960. Le K2-W (1953) était à tubes. Robert J. Widlar n'a créé le µA702 puis le µa709 qu'après 1960.

En ce qui concerne Douglas Self, il n'a pas réellement traité le sujet de ce fil. Si tu ne comprends pas que la technologie est une suite de compromis, et que l'on tente de choisir ce qu'il y a de moins mauvais lors d'un assemblage, tant pis. Je maintiens fermement que n'ayant que peu de possibilité de réduire le gain du LM3886 ( quoique 3 soit possible) , la possibilité de réaliser un compound avec une tension réduite de l'AOP, est une solution bien supérieure à celle consistant à employer un réseau constitué de 2 résistances et 2 diodes têtes bêches. La non linéarité de ces dernières et leur sensibilité thermique, multipliées par le gain de l'ampli rend la réalisation digne d'une sono de quai de gare.
J-C.B
 
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Message par Google » 29 Avr 2014 15:58

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Message » 29 Avr 2014 16:19

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thierry38efd
 
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Message » 29 Avr 2014 17:01

En réfléchissant... même en réduisant la tension d'alim de l'AOp on aura toujours des cas particuliers.

Ok ce sera moins grave que d'alimenter toujours avec une tension excessive l'AOP, mais voilà....

Imaginons que l'Ampli et l'alim arrivent a alimenter une charge de 10Ohms.
Supposons que l'on se débrouille pour que l'ampli écrête à +30V (exemple pris au hasard :siffle: ) avec cette charge.
Tant que l'alim ne passe pas en dessous de +33V tout est OK.

Mais supposons maintenant que l'on mette une charge qui fasse que l'alimentation chute (On met une 4 ohms). Ca va tirer plus de courant, comme l'alim à une résistance interne blablabla .... La tension d'alimentation va baisser ..; disons à 30V, ce qui fait que la tension en sortie d'ampli ne pourra dépasser 30V-tension_de_déchet_du_LM3886 = 27V. Malheureusement l'AOp va avoir suffisamment d'output swing pour qu'en sortie on ait 30V... On se retrouve avec le problème (en moins grave que l'osque l'on alimentait l'AOP en +/-15V ... mais avec le problème).

Je sais je me prends pas mal la tête, mais la question a laquelle il faut donc répondre c'est ....
Quelle tension d'alim choisir pour l'AOP en fonction de L'alim de L'ampli et de sa configuration ?

Je suis en train de faire une feuille de calcul excel qui va tenter de répondre à la question.
il y aura comme paramètres (la charge, la tension d'alim VAC, la puissance du transfo, le gain de l'ampli global, le gain du LM3886 ... la config (simple ou PARALLELLE OU BPA ) SOA et j'en oublie ).

Cdlt Gilles.
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Message » 29 Avr 2014 17:15

Bonjour Yuli,
Les critères de choix, sont forcément ceux de l'ampli en charge et saturant. Il est clair qu'une alimentation mal calibrée corse le problème. Mais il me semble que tout bon concepteur d'amplificateur s'arrange pour que le coeur énergétique (l'alimentation) puisse suivre.
Cordialement.

Thierry....
Ta manière de débattre est consternante.
Il serait intéressant de connaitre, sur un fil dédié, l'une de tes réalisations audio, pur fruit de tes cogitations.
J-C.B
 
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Message » 30 Avr 2014 22:37

Bonjour,

Des liens sympa au cas où :

http://bec.physics.monash.edu.au/wiki/M ... CoilDriver

http://focus.ti.com/download/trng/docs/ ... cond_5.pdf page 9

Le OPA541 ne serrait pas plus stable que le LM dans ce genre de configuration ?
UltimateX86
 
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Message » 01 Mai 2014 16:05

Hello Ultimate,

Merci pour les liens.
il y a pas mal de cours qui sont géniaux !!!!

Oui le LM3886 est peut être un peut trop instable quand on baisse le gain de celui-ci, mais là le gain est tout a fait acceptable (je suis pile poil dans les specs des design Texas instrument).

Pour l'instant je reste avec le LM3886 - on verra ou ca nous mène.

Cdlt Gilles.
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Message » 01 Mai 2014 16:06

Re Bonjour à tous,

Résumés des précédents épisodes ….
Suite aux problèmes rencontrés sur l’écrétage de l’ampli (Quand l’ampli entre dans la zone de saturation la forme du signal est vraiment perturbée, et on est très loin d’un écrêtage doux) , il a été proposé de résoudre le problème en utilisant 2 options.
Option 1 : Réduire la tension d’alimentation de l’AOP afin d’éviter que celui-ci continue d’amplifier le signal quand le LM3886 arrive en saturation.
Option 2 : Prendre le problème a la source et éviter que le signal en entrée d’ampli afin d’éviter d’arriver dans la zone de saturation (utilisation de diode de signal 1N4148 ou équivalentes).

Aujourd’hui j’ai testé l’option 1.

J’ai testé une alim de l’AOP a +15/-15V (C’est ce que j’avais avant)
Voir post précédent : post178101454.html#p178101454


Rappel des précédents écrêtage (pour comparaison). (Signal a 10khz )
Image

J’ai utilisé une alimentation régulée à base de LM317/337. (rien d’extraordinaire !)
ATTENTION, mes premières mesures a +9V... ont été faites avec un signal de 1Khz.
PS : J'ai retesté le signal Carré jusqu’à la saturation avec les différents types de tension d'alimentation. (rien a signaler - ni en mieux ni en moins bien).

Test 1 : ALIM +9/-9v – signal 1Khz (petite saturation)
Image

Test 1 : ALIM +9/-9v – signal 1Khz (grosse saturation )
Image

Croyez moi sur parole …
J’ai testé +8V/-8V +7.5/-7.5V +7/-7V +6/-6V
Je n’ai pas osé descendre à 5V, craignant que cette tension soit trop faible au vu du gain nécessaire au compound. D’après les calculs … Gain de l’ampli gloabl = x34. Gain du LM3886 = x 7.8 et donc gain de l’AOP = 34/7.8 = x4.35V/V. L’ampli sature avec un signal en entrée de 30/34 = 0.88Vpeak
Donc en sortie d’aop on doit avoir un signal de 0.88*4.35 = 3.83Vp. Si on alimente un AOP avec +5V/-5V … et sachant que les AOP que j’utilise ne sont pas des rail to rail, il y a du déchet . L’output swing devrait se situer dans les +3V/-3V … Donc suivant mes calculs la tension mini d’alimentation avec un LME49720 et un OPA2107 dans le schéma compound est de l’ordre de +6/-6V.

Je vous fait donc grâce des étapes intermédiaires qui n’apportent rien de spécial

+6/-6V : 1Khz petite saturation
Image

+6/-6V : 1Khz grosse saturation
Image

+6/-6V : 10Khz petite saturation
Image

+6/-6V : 10Khz grosse saturation :
Image


Résumé de ce que j’ai vu / mesuré

J’ai fait les tests avec un OPA2107 et un lme49720.
Quel que soit la tension d’alimentation (de +15V/-15V a +6V/-6V), l’écrêtage de l’ampli reste mauvais.
A moins d'avoir raté un truc, cette solution semble élégante sur le papier, mais ne donne pas grand chose sur ce montage.
Cependant Il est intéressant de savoir que le changement d'alimentation ne change pas trop le comportement de l'ampli, ce qui veut dire que la tension de l'AOP pourra être optimisée pour la distorsion.


Cdlt Gilles.
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Message » 01 Mai 2014 16:48

Bonjour Gilles,
Il me semble que le gain (> a 7) du LM soit la cause de ce demi échec.
Cordialement
J-C.B
 
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Message » 01 Mai 2014 17:48

Bonjour Jean-Claude,

J'ai testé pas mal de configurations avec le LM3886 ayant des gains de x2 a x10.
L'AOP était toujours alimenté avec une tension de +15/-15V.
lorsque le gain du LM3886 était inférieur à 7.8, le schéma était instable ou plutot je n'arrivais pas a le stabiliser.
il est a noter que les instabilités arrivaient justement lorsque j'étais en quasi saturation avec des signaux carrés.
Déjà que les compensation sont pas faciles a gérer, si en plus on doit jouer sur la tension d'alimentation de l'AOP... C'est loin d'être une partie de plaisir.


Qu'estce qui te laisse penser que le gain du LM3886 y est pour quelque chose ?
Quelle configuration envisagerais tu ? Gain LM3886 ? et tension de l'AOP ?
je peux toujours tester 8-)

d'un autre coté je regarde le soft clipping, et j'ai trouvé un circuit dérivé du myrefc ou il y a d'implémenté je pense un systeme de soft clipping Image
Par contre je ne le comprends pas et a la simul je n'arrive pas a le faire fonctionner.
si vous avez des idées je suis preneur.


EDIT : ca fait réfléchir !
http://sound.westhost.com/articles/soft-clip.htm

Cordialement Gilles.
Dernière édition par Yuli_35 le 01 Mai 2014 18:40, édité 1 fois.
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Message » 01 Mai 2014 18:39

Qu'est ce qui te laisse penser que le gain du LM3886 y est pour quelque chose ?

Les dépassements qui subsistent. En toute logique le gain de l'étage final doit être au maximum de Vsat(LM3886)/Vsat(AOP).
En ce qui concerne le dernier schéma sur lequel tu te penches, l'étage de sortie est un générateur de courant dont la transconductance est à priori de R5/(R6.R3) soit sauf erreur de ma part ~1A/V (R9=R6 et R8=R5)
Tel que le limiteur est placé dès que la tension excède 28,2v la sortie de l'ampli débite dans celle de l'AOP. Je peux faire erreur, mais il me semble que cela ne peut fonctionner.
Cordialement
J-C.B
 
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Message » 01 Mai 2014 18:48

Ok Jean- Claude,

Je prenais le problème a l'envers.
je vais donc positionner la tension AOP a 12-9V. et vais réduire le gain du LM3886. jusqu'a ce que la saturation reste ok.

Bon j'ai des tests a faire.... genre Tension AOP +/-12V et gain LM3886 = 3 ... Ca devrait être bien !

je vais voir ce que je peux tester ce soir.

Cdlt Gilles
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Message » 04 Mai 2014 8:35

Salut Gilles,

pourquoi s'embêter ?

mettre 2 diodes rapides sur le rail + et hop,écrêtage symétrique (doux ,pas doux...rares sont ceux qui atteignent la limite du swing en puissance,ou sinon montage en pont).

si tu veux je t'en envoie (offertes)

drop lm3886,2.6 V en négatif et 1.6V en positif,les (ou la diode rapide de puissance) permettra la symétrie.

Image
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Message » 04 Mai 2014 11:23

doux ,pas doux...rares sont ceux qui atteignent la limite du swing en puissance

Il suffit qu'il y en ait peu pour que le problème vaille la peine d'être résolu.
J-C.B
 
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Message » 11 Mai 2014 16:24

Hello à vous,

(petite absence liée aux vacances....)
bonne lecture, et merci d'avance de vos réponses.
Merci Thierry, je comprends maintenant ce que tu voulais dire.
Pas de souci pour les diodes... j'en ai aussi 8-). (Merci de les proposer).

Le truc est que c'est une solution un peu "spécifique", dans le sens ou le clipping voltage du LM3886 est dépendant de la tension d'alimentation mais surtout de la charge de l'ampli.
J'ai fait une extraction du datasheet du LM3886 ci-dessous qui montre les différences en fonction des 2 paramères (charge et tensiond'alim).
Image

Comme je le mentionnais précédemment, franchement ce problème existe sur les LM3886 de base, et personne ne s'en est plein jusqu'alors. Alors pourquoi dépenser de l'énergie a corriger un truc qui est non lié au montage adopté (compound).
Dans l'absolu, je reconnais qu'il faudrait que ce souci soit corrigé, maintenant en attendant je vais laisser ce point (a savoir corriger l'assymétrie de clipping)

- CHANGEMENT de SUJET -
Par contre pendant ces vacances j'ai passé du temps a bien lire la doc du LM3886 et comprendre chacun des graphiques, et autres valeurs.
J'ai compris des choses qui m'étaient passées a 35000m avant.
- Pourquoi je pouvais sortir plus de Watts que le théorique 50W- 56W. (parque je mesure avec un signal carré avec une fréquence élevée).
- Les limites de dissipations et de Puissance max ...

Série de question 1 : Que mesurer quand on fait un ampli ?

Après ces lectures studieuses
J'en suis arrivé a me demander quelles étaient les mesures a effectuer sur un ampli.
Ce que je fais déjà :
- Check de l'offset.
- tenue en puissance sur signal sinusoïdal (1k / 10k) il maque le 20hz.
- Tenue en puissance sur signal carré (20hz, 1khz, 10khz)
- Stabilité sur charge capacitive (signal carré + Charge capacitive)
- Vérification de l'écrêtage (Avant je ne le faisait pas, mais depuis la question de JCB - cela me parait logique).
- Distorsion (THD) (de 20Hz à 20khz avec décomposition suivant les différentes harmoniques (D2,D3,D4,D5) - Bande passante 96khz) en fonction de la puissance

Ce que je ne teste pas ou pas encore :
- IMD : inter modulation - que préconisez vous ? Fréquences ? Ratios ? en fonction de la puissance ?
- CMRR : Peut on le tester ? est-ce mesurable ?
- Le bruit en sortie d'ampli .... Comment mesurer ca ? avec aucun signal en entrée ? avec un signal ? j'ai vu ca : http://f5zv.pagesperso-orange.fr/RADIO/ ... 04c04.html .... je peux le faire , mais est-ce que cela sert ?
- Qu'est ce que j'oublie ?

J'ai aussi regardé de nouveau le schéma compound proposé par TI, et ai analysé les datasheet d'un paquet d'AOPs.
Série de questions 2 :
Dans le schéma de TI en compound ils utilisent l'OPA277 et l'OPA512.
ils mentionnent que le montage compound va hériter des paramètres de l'OPA277, en ce qui concerne :
- l'offset (Vos)
- Drift
- Ib (1nA)
- CMRR
- Pour le Slew rate ... c'est plus complexe, mais ça ne dépassera jamais le S/R de l'ampli en courant.
- Rien de précisé en ce qui concerne la disto.... mais ça devrait être celle de l'AOP.

Partant de là .... J'ai Regardé chez TI, quels AOP pourraient être utilisés aujourd'hui.
Les critères que j'ai retenu sont :
- format P-DIP ou DIP ou TO99 ( que je je peux gérer avec mon système de gravage de circuits)
- Tension d'alimentation pouvant aller de 5V à +/-15V ou plus.
- Vos < 1mV
- Slew Rate : Supérieur à 3V:µs ... idéalement 10V/µs
- Noise

Au final je tombe sur l'OPA227/228 ou OPA627/637 .... Malheureusement j'enlève beaucoup d'AOP lorsque je ne choisis pas les formats SOIC ...
Auriez vous des recommandations en termes d'AOPs.

Cordialement Gilles
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Message » 11 Mai 2014 21:05

je reviens dans 1/2 heure.

4j après... :)
thierry38efd
 
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