Modérateurs: Modération Forum DIY, Modération Forum Installations, Le Bureau de l’Association HCFR • Utilisateurs parcourant ce forum: alexlesourisseau et 40 invités

Etage IV sans condo de liaison , sommation de sortie de dac

Message » 26 Nov 2007 19:26

Tout à commencer quand je relisais pour la nieme fois l'explication de l'UGS de Flat.
J'aime lire ca avant de m'endormir.
J'ai trouvé que finalement l'UGS ressemblait beaucoup à un etage IV de Dac, d'ailleurs Flat avait dit au debut du projet que de simple modification permettrais d'en faire un etage IV....
Je me suis dit si je remplace les fets par mes sortie de Dac, ca doit marcher comme sur des roulettes.
Je me suis donc mis a la similation.
Le bipolaire qui servait à polariser le fet, me sert à polariser l'entrée de l'etage IV à 0V. Le reste ne change pas.
Voici la partie coté rail positif ( fig1)
Image
en bleu y a les courants qui circulent dans le sens de l'ecriture.
Pour les dac, j'ai pris Idac=Ioffset+Isignal.
Dans le cas du pcm1794 l'offset est de 6.2mA et le signal de 3.9mA.
Sur beaucoup de Dac le courant d'offset est nul.

Donc si en entrée j'ai Ioffset+Isignal en sortie j'ai Isignal seul si mes generateurs de courant sont bien reglé celui de gauche à Ibias+Ioffset et celui de droite à Ibias.
Deja dans cette forme simple, la sortie ne necessite pas de condo de liaison car Vout= Isignal x Rout.

Maintenant regardons ce qui se passerait avec un schema réalisé avec les transistors complementaires .
Image
La aussi si en entrée j'ai Ioffset+Isignal en sortie j'ai Isignal seul si mes generateurs de courant sont bien reglé celui de gauche à Ibias-Ioffset et celui de droite à Ibias.
On remarque que les generateurs de droite dans les deux schemas sont les memes, donc fusionnons les deux schemas.

Image

Et voila ca ressemble beaucoup à un demi UGS.
Par contre cela ne permet de sommer que des sortie de dac identiques. R- avec R- etc...
Dans le cas de mon PCM1794 que je souhaite utiliser en mode mono, c'est parfait.
Les resultat de simulation sont interessant.
avec Rd=105 R
Re= 200 R
Rout = 1000 R
alimentation +-24V
si bipolaire 2SC2240 et 2SA970 H2 à 0.045% et H3 à 0.0006%
si bipolaire BC550c et bc560c H2 à 0.01% et h3 à 0.003%.
avec des ZTX450 et 550 c'est pas terrible.


Bien content de ces resultats je me suis dit pourquoi pas faire la meme chose avec un etage IV courant à base de bipolaire.
Voici, la partie rail positif et la partie complementaire au rail negatif.
Image
Par contre on remarque sur le schema positif, quand on entre Ioffset +Isignal on a en sortie -Isignal
et quand on entre Ioffset +Isignal on a en sortie Isignal
On a a nouveau les memes generateurs de courant donc on fait la jonction. En prenant soin d'entrez les sorties symetriques du dac donc Ioffset + Isignal d'un coté et Ioffset - Isignal de l'autre
Image

Et voila avec un schema de ce type on peut sommer les sorties symetriques d'un dac donc desymetriser.

De la je me suis dit, bon, c'est bien beau tout ca, mais moi, j'ai tout le matos pour faire des D1, pcb compris ( merci bobo le chat), donc ce s'rait'y pas possibe aussi avec le D1.

Et ben si, c'est pareil car ca marche en gros comme les mirroirs de courant de l'UGS mais avec des mosfet.
Voila le D1 qui somme deux entrées identiques et qui n'a pas besoin de condo en sorties.
Image


bon tout ceci marche tres bien en simule avec micro cap ( ci-joint un pack avec des schema pour vous amuser) et ca demande à etre experimenter, verifier si l'offset de sortie ne part pas trop en couille avec l'echauffement du bouzin, ce qui me parait peu probable avec la version tirée de l'UGS mais bon, faut le faire pour le croire.
beiji
 
Messages: 1096
Inscription Forum: 08 Jan 2006 9:29
Localisation: Mont du Lyonnais
  • offline

Message » 03 Déc 2007 20:44

Joli travail d'analyse et d'explication, je crois même que j'ai compris,( t'inquiètes c'est le coup des 2.4V sur AD1955 qui me reste en travers :mdr: ), je jouerai bien avec ce genre de montage après mes DAC ... je pense que je vais garder mes cartes proto, après la/les versions définitives :D
jimkirk
 
Messages: 836
Inscription Forum: 04 Fév 2006 12:25
Localisation: Isère
  • offline

Message » 05 Jan 2008 21:32

Voila les simulations que j'ai realisée avec microcap sur les etages IV.
J'ai etudié l'etage IV du D1 de Nelson Pass, une variante avec des transistors en lieu et place des mosfets et un étage IV avec des mirroir de courant.
D'abord dans une version simple qui necessite un condo de liaison en sortie, puis une version double realisé avec les composants complémentaires qui permet de se passer de condo de liaison comme expliquer dans le premier post.
(dans le cas du D1,j'ai utilise l'IRF610 et IRF9630 car mcap n'a pas les model spice de l'irf9610)
Dans le cas des etage IV double, les deux signaux d'entrée sont identiques soit par exemple les deux OutL- du dac quand il est utilisé en mode mono( PCM179X ou AD1955)

Les resultats sont bruts de mcap et donc ne sont la que pour donner une idée, seule une realisation permet de comparer ces etage IV.

Le passage d'une version simple à une version double apporte un gain notable sur la distortion harmonique ( gain de 20db dans le cas des mirroir de courant sur H2), une stabilité accrue de l'offset de sortie, un bruit moindre et aussi la suppression du condo de liaison.

Mes simulations d'étage IV sont destinées à l'utilisation d'un Dac PCM1794 donc une entrée en courant avec un offset de 6.2mA et un signal d'amplitude 7.8mA crete a crete.
J'ai fait une simulation a pleine echelle donc signal de +-3.9mA et une simulation avec un signal de +-1mA.

Au niveau de l'entrée j'ai simulé :
- la variation de la polarisation de l'entrée (Vin) pour un signal de 1000hz.
L'entrée doit etre à OV, Lorsqu'on a un signal , cette polarisation varie legerement de quelques millivolts.Plus cette variation sera faible plus l'impédance d'entrée sera faible .
A noter qu'en haute frequence le D1 est moins stable, a 10khz pleine echelle il varie de 50mv et a 20khz, c'est de 100mV c'est du au fait que les mosfet sont moins rapide que les transistors.
Mais bon, on a jamais de signal haute frequence à pleine echelle sur un cd de musique.
- L'impedance d'entrée. Plus elle est faible mieux c'est. Dans nos 3 cas elles se valent.
- le bruit : c'est la fonction inoise de mcap, je sais pas trop a quoi ca correspond.
-La variation de l'offset d'entrée entre 27 et 40°C.

au niveau de la sortie :
- la distortion harmonique pour un signal de frequence 1000hz
- La variation de l'offset de sortie entre 27 et 40°C.
- le bruit : fonction onoise de mcap.
- l'impedance de sortie : la j'ai un gros doute sur les resultat car en theorie pour les mirroir de courant version double, on devrait avoir la meme impedance de sortie que l'UGS en boucle ouverte donc Rout, soit 500 Ohm....
- le temps de montée.
La avantage certain aux versions a base de transistor.

Bon, ca c'est la theorie.

En ce qui concerne la pratique, j'ai un D1 qui fonctionne donc je peux en parler un peu.
J'ai grillé un PCM1794 grace au D1.
En effet, a l'allumage le D1 polarise son entrée à environ -3.8V au bout d'une vingtaine de seconde on passe à 0V. Mais c'est trop tard, le PCM est mort, un AD1955 subirait le meme sort.
C'est a cause du condensateur qui stabilise la grille du mosfet. A l'allumage il n'est pas chargé donc la grille est à OV donc la source à -3.8V.
Les solutions :
- proteger les sortie de dac avec deux diodes montées tete beche entre la sortie et la masse. Avec des mbr130, la polarisation ne desccend pas en dessous de -230mv.
C'est la solution que j'ai mis en place et qui fonctionne pour l'instant.TI ne donne pas d'information sur le voltage negatif supporté par les pcms donc je ne peux pas garantir que dans le temps c'est bon.

Par contre AD precise bien que le AD1955 supporte jusqu'a -300mV, donc la pas de pb.

-mettre en relais entre le dac et l'etage IV, et temporisé ce relais pour qu'il se ferme 1 min apres l'allumage du D1.

-solution la meilleure peut-etre :
realisé un D1 avec le mosfet complémentaire l'IRF9610, c'est tout pareil on inverse juste V+ et V- ( voir le montage double de D1, la partie droite est realisé avec un IRF9610).
Dans ce cas à l'allumage, la polarisation de l'entree sera à +3.8V, donc aucun souci.

Les solutions à transistors n'ont pas ce genre de souci car pas de condensateur au niveau de la base.

Au niveau du son, comme mes dacs ont toujours une sortie qui grillent quand je les soude (pbs electricité statique???), je n'ai pas pu faire d'ecoute dans les meilleures conditions.
Le son me plait beaucoup meme en utilisant uniquement les sorties asymetriques du dac ( c'est chaud et ample) mais j'attends ma rencontre avec jimkirk pour vraiment en parler car il a un dac avec toutes les sorties en etat de marche.
Il me reste des pcm1794, mais j'ai peur de les griller aussi en les soudant.

le tableau de comparaison
Image

les schemas.
le packageavec les fichier microcap
<a href="http://hautbashaut.numeriblog.fr/diy/etude_IV.zip">Download etude_IV.zip (36.8K)</a>

Etage IV du D1
Image

Etage IV du D1 avec son complementaire.
Image

Etage IV du D1 avec des bc550s
Image

Etage IV du D1 avec des bc550c et les complementaire BC560c
Image

Etage IV mirroir de courant ave des BC550c
Image

Etage IV mirroir de courant ave des BC550c et les complementaires BC560c
Image
Dernière édition par beiji le 12 Déc 2012 10:57, édité 2 fois.
beiji
 
Messages: 1096
Inscription Forum: 08 Jan 2006 9:29
Localisation: Mont du Lyonnais
  • offline

Message » 05 Jan 2008 21:47

Ouhaou, superbe travail !
Avatar de l’utilisateur
Kro
Membre HCFR
Membre HCFR
 
Messages: 29429
Inscription Forum: 12 Jan 2004 19:24
Localisation: L'Isle d'Abeau (38)
  • online

Message » 05 Jan 2008 23:56

Beau boulot et un grand merci pour les explications :P

:wink:
ggta
 
Messages: 6650
Inscription Forum: 01 Juin 2003 17:54
Localisation: Gif sur Yvette (91)
  • offline

Message » 06 Jan 2008 9:56

Ah bé les voilà, les schémas ;)
beiji a écrit:Les solutions à transistors n'ont pas ce genre de souci car pas de condensateur au niveau de la base.
C'est juste parce que tu n'en n'as pas mis :P
Ce condo est là sur le D1 de NP pour filtrer les variations de la tension de polar de la grille (on filtre la tension de sortie du pont diviseur). Tu peux évidemment le faire avec les montages à bipolaires.
Mais il y a peut-être plus élégant :
Il faut que l'émetteur du zitor d'entrée soit à 0V. Et donc que sa base soit à +Vbe. Tu peux donc utiliser un autre bipolaire pour faire ce boulot (circuit 8b/8c de peufeu)

Passe également à l'étape suivante : sources de courant à la place de R8.
Ca permet de s'affranchir des variations de courant de polar dues aux variations de tension d'alim. En d'autre termes, avec une résistance, tu recopies le bruit d'alim dans le la tension de sortie, ce qui est largement atténué avec une source de courant.
l'impedance de sortie : la j'ai un gros doute sur les resultat car en theorie pour les mirroir de courant version double, on devrait avoir la meme impedance de sortie que l'UGS en boucle ouverte donc Rout, soit 500 Ohm....
Comment la détermines-tu avec µcap ?

Amicalement,

François
Flat
 
Messages: 1717
Inscription Forum: 25 Aoû 2004 15:30
Localisation: Sol 3
  • offline

Message » 06 Jan 2008 11:04

Flat a écrit:Ah bé les voilà, les schémas ;)

;)


Flat a écrit:
beiji a écrit:Les solutions à transistors n'ont pas ce genre de souci car pas de condensateur au niveau de la base.
C'est juste parce que tu n'en n'as pas mis :P

En simulation ca marche bien sans donc je n'en ai pas mis .

Flat a écrit:Ce condo est là sur le D1 de NP pour filtrer les variations de la tension de polar de la grille (on filtre la tension de sortie du pont diviseur). Tu peux évidemment le faire avec les montages à bipolaires.

Par contre sur le D1 sans condo, ca part en couille, faut au minimum 10µF sinon y a pas de stabilité.

Flat a écrit:Mais il y a peut-être plus élégant :
Il faut que l'émetteur du zitor d'entrée soit à 0V. Et donc que sa base soit à +Vbe. Tu peux donc utiliser un autre bipolaire pour faire ce boulot (circuit 8b/8c de peufeu)

Oui, j'avais vu ses travaux. Les resultat avec une simple resistance sont plutot correct, par contre ca m'oblige a faire un reglage avec un trimer alors qu'avec cette solution ca se regle automatiquement. Je regarderai donc de plus pres.

Flat a écrit:Passe également à l'étape suivante : sources de courant à la place de R8.
Ca permet de s'affranchir des variations de courant de polar dues aux variations de tension d'alim. En d'autre termes, avec une résistance, tu recopies le bruit d'alim dans le la tension de sortie, ce qui est largement atténué avec une source de courant.

j'avais commencé avec des source de courant, mais les resultat était moins bon qu'avec une simple resistance ???? si on considère que l'on a une alim parfaite. Comme je comptais mettre une tres bone alim, j'ai privilegié la resistance simple.
Il n'est pas improbable que j'ai mal mis en place les source de courant quand j'ai fait les simulations aussi. Je referai des essai.


l'impedance de sortie : la j'ai un gros doute sur les resultat car en theorie pour les mirroir de courant version double, on devrait avoir la meme impedance de sortie que l'UGS en boucle ouverte donc Rout, soit 500 Ohm....
Flat a écrit:Comment la détermines-tu avec µcap ?

je fais fonction de tranfert en prenant comme entrée InL- et sortie V(out).
En fait le resultat donné par microcap, pour Zout est environ 1/Rout dans les versions doubles, on dirait.
beiji
 
Messages: 1096
Inscription Forum: 08 Jan 2006 9:29
Localisation: Mont du Lyonnais
  • offline

Message » 06 Jan 2008 12:50

beiji a écrit:Par contre sur le D1 sans condo, ca part en ****, faut au minimum 10µF sinon y a pas de stabilité.

En simu ou dans la vraie vie ?

beiji a écrit:Oui, j'avais vu ses travaux. Les resultat avec une simple resistance sont plutot correct, par contre ca m'oblige a faire un reglage avec un trimer alors qu'avec cette solution ca se regle automatiquement. Je regarderai donc de plus pres.

Essaye de polariser ce transistor au même courant de repos que l'autre, et de les coupler thermiquement pour assurer la même dérive de Vbe, et que ça s'autocompense.

beiji a écrit:j'avais commencé avec des source de courant, mais les resultat était moins bon qu'avec une simple resistance ???? si on considère que l'on a une alim parfaite. Comme je comptais mettre une tres bone alim, j'ai privilegié la resistance simple.
Il n'est pas improbable que j'ai mal mis en place les source de courant quand j'ai fait les simulations aussi. Je referai des essai.

Tu sais le crédit que j'accorde aux simulations sur ce point... Prévois un pcb qui permette de tester les deux ;)

beiji a écrit:je fais fonction de tranfert en prenant comme entrée InL- et sortie V(out).
En fait le resultat donné par microcap, pour Zout est environ 1/Rout dans les versions doubles, on dirait.

En analyse AC, mesure la tension de sortie à 1kHz -> Vo
Place une résistance Rz (1K par exemple) entre la sortie et la masse.
Remesure la tension de sortie à la même fréquence -> V1
Ton impédance de sortie sera Zout=(Vo-V1)*Rz/V1

Amicalement,

François
Flat
 
Messages: 1717
Inscription Forum: 25 Aoû 2004 15:30
Localisation: Sol 3
  • offline

Message » 06 Jan 2008 14:18

Flat a écrit:
beiji a écrit:Par contre sur le D1 sans condo, ca part en ****, faut au minimum 10µF sinon y a pas de stabilité.

En simu ou dans la vraie vie ?

en simu, dans la vraie vie je n'ai pas essayé.
Quand c'est bon en simu, j'ai deja une certaine aprehension a passé à la realité donc quand c'est pas bon en simu....
En simu sans les condo sur le D1, Vin fluctue a +-240mV contre +-10mV avec le condo de 220u
Pour l'etage IV mirroir de courant en simu, sans condo +-16mv avec condo de 220u +-14mv

Flat a écrit:Essaye de polariser ce transistor au même courant de repos que l'autre, et de les coupler thermiquement pour assurer la même dérive de Vbe, et que ça s'autocompense.

Le courant est assez important 20mA+-3.9 donc je renacle un peu a utiliser 20mA supplementaire pour controler la polarisation de l'entrée.
Plus tard j'ai dans l'idee de mettre derriere cet etage IV directement un etage de puissance ( copier coller de ton PP classe AB) à condition que l'isolement entre la sortie de dac et l'etage de puissance soit suffisant, dans ce cas, je ne serai plus à quelques dizaines de mA pres.
A noter que pour un tel montage l'appairage en Vbe des transistors sera necessaire.

beiji a écrit:j'avais commencé avec des source de courant, mais les resultat était moins bon qu'avec une simple resistance ???? si on considère que l'on a une alim parfaite. Comme je comptais mettre une tres bone alim, j'ai privilegié la resistance simple.
Il n'est pas improbable que j'ai mal mis en place les source de courant quand j'ai fait les simulations aussi. Je referai des essai.

Flat a écrit:Tu sais le crédit que j'accorde aux simulations sur ce point... Prévois un pcb qui permette de tester les deux ;)

Tu me conseilles quoi comme source de courant, bipolaire ou fet ? Si c'est fet, je ne sais pas lesquels prendre pour 20mA. Pour les transistors, j'ai un petit stock de sc2911 et sa1209.

beiji a écrit:je fais fonction de tranfert en prenant comme entrée InL- et sortie V(out).
En fait le resultat donné par microcap, pour Zout est environ 1/Rout dans les versions doubles, on dirait.

Flat a écrit:En analyse AC, mesure la tension de sortie à 1kHz -> Vo
Place une résistance Rz (1K par exemple) entre la sortie et la masse.
Remesure la tension de sortie à la même fréquence -> V1
Ton impédance de sortie sera Zout=(Vo-V1)*Rz/V1

OK, merci.


Bruno
beiji
 
Messages: 1096
Inscription Forum: 08 Jan 2006 9:29
Localisation: Mont du Lyonnais
  • offline

Message » 06 Jan 2008 17:56

voila une petite modif sur la polarisation de l'entrée en utilisant le mirroir de courant.
L'impdeance d'entree chute à 0.07ohm, la variation de la polarisation de l'entrée à +-100µV.
On perd en distortion harmonique +20db sur H2 mais ca doit valoir le coup de tester.
C'est tres gourmand en courant bien sur. Sur un dac complet avec deux pcm1794 ca me coutera 8*20mA*30V=5VA
Image
beiji
 
Messages: 1096
Inscription Forum: 08 Jan 2006 9:29
Localisation: Mont du Lyonnais
  • offline

Message » 08 Jan 2008 23:44

bon en rendant Rd3 reglable, on fait descendre l'impedance d'entrée à des profondeur abyssale.
Sur le schema ci dessus
tous les rd sont à 200 ohm, Rout et Re aussi d'ailleurs.
si rd3 fait 194.2 on a Zin à 0.0015 ohm
à 194.3 Zin 0.0004 ohm
à 194.4 Zin 0.0006 ohm.

J'ai calculé theoriquement les courant qui circulait dans Q7 et Q12 qui sont differents a un petit chouia pres .
En jouant sur Rd3, on peut faire en sorte que ces courants soit egaux ( rd3=218 ohm). mais dans ce cas l'amplitude de la variation des courant est differentes. On a bien au repos une polarisation de l'entrée à 0 mais, avec un signal d'entrée cette valeur oscille à +-1mV donc Zin=0.2ohm.
Par contre en jouant sur Rd3, on peut aussi faire en sorte que la variation des Vbe de Q7 et Q12 soit tres tres proche => Zin tres tres faible, les courants restent un chouia different donc la polarisation de l'entrée au repos n'est pas nulle mais à 7mV environ ce qui est acceptable.
En pratique il sufffit de mesurer la tension sinusoidale à l'entrée et de regler le trimmer de Rd3 pour faire diminuer cette tension.
Pour mesurer sous le mV, faut un peu de matos par contre...
beiji
 
Messages: 1096
Inscription Forum: 08 Jan 2006 9:29
Localisation: Mont du Lyonnais
  • offline

Message » 14 Jan 2008 23:30

Bonjour. Je pense que ce thread en cours, et en particulier ce post de Cauhtemoc, t'intéressera :

http://www.head-fi.org/forums/f6/diy-an ... ost3652829
00940
 
Messages: 1106
Inscription Forum: 08 Avr 2003 6:04
Localisation: Bruxelles
  • offline

Message » 19 Jan 2008 14:34

00940 a écrit:Bonjour. Je pense que ce thread en cours, et en particulier ce post de Cauhtemoc, t'intéressera :

http://www.head-fi.org/forums/f6/diy-an ... ost3652829


bien interessant en effet, meme avec mon anglais de bas etage.
beiji
 
Messages: 1096
Inscription Forum: 08 Jan 2006 9:29
Localisation: Mont du Lyonnais
  • offline

Message » 07 Fév 2008 23:18

Hello,
Bon histoire de se changer les idées j'ai essayé ton montage en simu sur tiTina, celui-ci
Image

et je trouve des résultats très bizarres, en particulier, une variation de plus de 2V sur la "sortie du PCM" :o, j'ai l'impression que tiTina n'est pas très adapté au simulation avec des transistors.
Tu me confirme que l'on doit rien ( ou presque) voire bouger en sortie de PCM ?

Sinon, coté PCM1794, tu arrives à faire qq chose ?

@+ Thierry
jimkirk
 
Messages: 836
Inscription Forum: 04 Fév 2006 12:25
Localisation: Isère
  • offline

Message » 07 Fév 2008 23:26

http://www.utdallas.edu/~hellums/docs/J ... CFBamp.pdf

la figure 3 ne fonctionnerait pas ?

moi c'est la fig 13 qui me plairait :) apres un dac ... en préamp ... en ampli casque ... :)
DIGORA
 
Messages: 581
Inscription Forum: 19 Aoû 2006 20:31
  • offline


Retourner vers Sources et DAC

 
  • Articles en relation
    Dernier message