question sur Gainclone

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Bonjour amis électroniciens
il y a qq temps j'avais acheté cette carte toute faite pas très cher mais je ne l'avais jamais testée



je lui met une alim +/- 35V et j''envois un signal sinus... carré à 40Hz, voir ci-dessous :



puis carré à 20KHz, voir ci-dessous :



eh bien ce n'est pas top !!
le schéma étais celui-là... sois disant !



En fait il y a qq petites différences entre le schéma théorique avec ma carte et ces 2 différances principales limitent la réponse en fréquence :

Dans le grave : le condensateur de liaison C1 ne fais pas 10uF mais 4.7uF (ce qui donne un passe haut 1er ordre qui coupe à 7Hz avec 3K d'impédance d'entrée = 3 x 10K en //)

Dans l'aigu : le condensateur de liaison C2 ne fais pas 8pF mais 47pF (ce qui donne un passe bas 1er ordre qui coupe à 17KHz avec la 200K de la CR)

Bref !
Pour le grave, je change remplace le condensateur C1 orange par une 20uF, c'est réglé

Pour l'aigu, je voulais remplacer C2 par un bon céramique sur COG / NPO de plus faible valeur (pour couper au moins 2 ou 3 x plus haut) mais en attendant, j'ai essayé sans C2... Et bien, l'ampli n'est vraiment plus stable !! (gros dépassement sur les fronts ! avec un amortissement relativement lent des suroscillations)

Alors j'ai commandé des 22 pF (COG / NPO) pour mettre en C2 sur la CR => la coupure sera autour de 40 KHz...

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Cela dit, j'avais quelques questions sur les Gainclones... et mon ampli est basé sur 3 LM3886 en parallèles montés en inverseur, ma première question est :
pourquoi le montage inverseur ? ou le montage inverseur donne t'il de meilleurs résultats a l'écoute ?...

Car le non inverseur à l'avantage de présenter une impédance d'entrée plus haute, ainsi il diminue la contrainte sur l'impédance de sortie du préampli ET aussi il n'a pas besoin d'un condensateur de liaison de forte valeur (si C1 a la même valeur, la coupure sera plus basse)

Du point de vue de la stabilité stabilité, lorsque qu'on travaille à très faible gain (< 3) la marge de gain (ou de phase) est meilleure avec le montage inverseur il nécessite moins de CR (à cause du +1 dans la formule du gain)

Enfin, le montage inverseur ayant ses 2 entrées toujours très proche du 0V, il n'y a pas de mode commun à fort signaux (tandis que sur le montage non inverseur le potentiel des 2 entrées suivent le signal => mode commun)

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Voilà un autre module à base de 3 x LM3886 en // mais si on le compare avec le miens, celui-là n'aura pas les limitations de la bande passante car :

1) dans l'extrême grave, bien que le condensateur C2 de 3.3uF ne soit pas plus gros, il voit une impédance d'entrée seulement constitué de R2 (>> 3.3K du montage précèdent) cela donne avec R2 = 47K => Fc = 1 Hz !

2) dans l'extrême aigu car le condensateur C5 de 10pF sur la CR coupe avec la 22K à 700 KHz !! (contrairement au 17KHz avec 47pF + 200 K)



Par contre, contrairement au miens, ce dernier n'a pas les potentiomètres qui permettent d'ajuster / équilibrer les offsets afin d'éviter qu'un LM3886 envois du courant continu dans un autre (de plus les résistances séries en sortie, permettant de limiter ces courants sont 2 fois plus faibles sans que l'on puisse être certain d'annuler les offsets ! ) MAIS comme son PCB utilise des résistances traversantes à 1% il équilibre probablement mieux les 3 LM3886 que les composants CMS de mon PCB (qui ne doivent pas être aussi précis que les résistances traversantes à 1%)


Bref ! si certains ont quelques connaissances sur les gainclones et sur le LM3886 (et sa stabilité en montage en parallèle) les avis sont les bienvenues

[jalhoucine]

Par contre, contrairement au miens, ce dernier n'a pas les potentiomètres qui permettent d'ajuster / équilibrer les offsets afin d'éviter qu'un LM3886 envois du courant continu dans un autre

en quoi c'est gênant que l'un LM3886 avoir du courant continu dans un autre si tu vires les condos d'entrées que que tu le mets à la sortie ce n'est pas possible?
C'est dû à la polarisation des LM3886?

[LCD 31]

Bonsoir Jalhoucine
Pour couper une "éventuelle composante continu parasite", il y a déjà un condensateur de liaison en entrée de l'ampli MAIS un LM3886 (comme un AOP) a son propre offset (décalage de la tension de sortie de qq mV alors que son entrée est a zéro par exemple)
L'offset peu varier d'un ampli à l'autre et il est aggravé par la fuite du condensateur de liaison.
Si tout les AOP n'ont pas le même offset (ou la même tension de sortie) un ampli peut verser du courant dans un autre et comme les impédances de sortie se comptent en milliohm, quelques mV peuvent suffire pour entrainer un courant non négligeable et non maitrisé (c'est une des raisons des résistances de 0.1 ohm ou de 0.2 ohm en sorties des LM3886 un peu a la mesure des petites résistances que l'on place en série avec émetteurs des transistors bipolaire des étages Push Pull parallèle, sans cette résistance, le transistor qui fourni plus de courant chauffe davantage et son élévation de température a tendance à réduire sa tension Vbe => ce qui augmente encore son courant !!!...)

Pour répondre à ta question, placer 3 condensateurs en sortie de chaque LM n'est pas une bonne solution car il faut un condensateur énorme si on ne veut pas couper le grave étant donné les impédances et courant mis en jeu.

[jalhoucine]

Merci infiniment pour ta réponse .
Je faisais juste le rapprochement par rapport au transistor ou tubes qui sont polarisés et dont le condensateur d entrée ne sert qu'à protéger la source. Par contre le condensateur de sortie est très important

[LCD 31]

les condensateurs en sorties ne sont pas courant mais dans le cas de certains ampli à transistor sans alim symétrique ou avec un étage de sortie à un seul transistor, le condensateur de sortie est nécessaire pour éviter un courant continu énorme !
Avec du tube, en entrée il en faut un (mais en entrée il y en a toujours un ! ou presque car si on veut vivre dangereusement on pourrait, dans certain cas, l'enlever... et en sortie puissance, le transfo bloque le courant continu, notamment dans un montage single (non Push Pull) ou un entrefer dans le circuit magnétique évite la saturation du transfo...
Mais cela nous éloigne du sujet Gainclone

[androuski]

Hello,
intéressant ton analyse. Pour équilibrer les courants qui sont fournis par les trois LM3886 peut-être qu'un DC servo aurait été nécessaire. Les R de ballast sont données pour 1% : peut être à vérifier, parce que des R 3 ou 5W 1% ça coute cher, il ont peut être monté plus cheap.

Tu peux aussi virer C3 je pense. Le meilleur guide pour mettre en oeuvre le LM3886 :

https://neurochrome.com/pages/taming-th ... -amplifier

[LCD 31]

Bonjou Androuski
J'ai lu la note d'application Texas http://www.ti.com/lit/an/snaa021b/snaa021b.pdf (AN-1192) c'est une des solution qu'il propose mais je trouve qu'elle complique car il faut un servo par LM3886 (du coup j'étais près a partir sur une solution de seulement 2 x LM 3886 en // puis x2 en pont (BTL)
Pour les résistances de puissance serie de "ballast", celle-là n'ont pas besoin d'être précise pour limiter le courant DC qu'un LM3886 pourrait verser dans un autre (en cas d'offset diffèrent) MAIS il faut qu'elle soit précise pour que les chutes de tension soit égales (non ratrapables par la CR puisqu' étant après la boucle) afin que le LM "débitent" la même chose en AC (comme les résistances qui fixent le gain, car si un LM a plus de gain, il fournira plus de courant...)

C3 220pF est sur bcp de schéma, associé avec la 10K série, il coupe à 72 KHz et cette frequence correspond assez à la fréquence ou mes LM oscillaient après avoir supprimé le 47 pF sur la CR (en fait d'après les critère de stabilité, il faut que le circuit ait encore du gain pour osciller la ou le déphasage E/S approche 180°, je préfère la laisser car pour l'instant ce n'est pas elle qui me limite en haut)

PS : sans la 47 pF sur la CR qui coupe l'extreme aigu. les LM ont un début d'oscillation (armorti heuresement) à cette fréquence peut-etre justement à cause de C3 car sans tracer dans bode on ne peut pas dire si la deminution de gain bénéfique n'est pas compromise par le pole que C3 ajoute a la fonction de transfert qui augmente le déphasage E/S...

[androuski]

Pour les résistances de puissance serie de "ballast", celle-là n'ont pas besoin d'être précise pour limiter le courant DC qu'un LM3886 pourrait verser dans un autre (en cas d'offset diffèrent) MAIS il faut qu'elle soit précise pour que les chutes de tension soit égales (non ratrapables par la CR puisqu' étant après la boucle) afin que le LM "débitent" la même chose en AC (comme les résistances qui fixent le gain, car si un LM a plus de gain, il fournira plus de courant...)

Oui, c'est ce que je te dis, elles doivent être appairées pour que les 3 LM3886 fonctionnent de façon équilibrée sur le plan thermique.

C3 220pF est sur bcp de schéma, associé avec la 10K série, il coupe à 72 KHz et cette frequence correspond assez à la fréquence ou mes LM oscillaient après avoir supprimé le 47 pF sur la CR (en fait d'après les critère de stabilité, il faut que le circuit ait encore du gain pour osciller la ou le déphasage E/S approche 180°, je préfère la laisser car pour l'instant ce n'est pas elle qui me limite en haut)

PS : sans la 47 pF sur la CR qui coupe l'extreme aigu. les LM ont un début d'oscillation (armorti heuresement) à cette fréquence peut-etre justement à cause de C3 car sans tracer dans bode on ne peut pas dire si la deminution de gain bénéfique n'est pas compromise par le pole que C3 ajoute a la fonction de transfert qui augmente le déphasage E/S...

C'est justement de ce problème qu'il est question dans le lien que je t'ai donné, mais t'as pas regardé

Dans le passage ce dessous (paragraphe "stability"), Cc correspond à ta C3 :

The degradation in phase/gain margin is primarily caused by Cc. According to the data sheet (pp. 8, 22), the purpose of Cc is to eliminate quasi oscillation caused by the pickup of EMI from the engagement of the SPiKe over-current protection. Cc is needed if the output impedance of the source driving the LM3886 is high and long signal traces are used. It follows that the quasi oscillation issue could just as well be addressed by lowering the source impedance or placing a resistor from the non-inverting input pin to ground on the LM3886. The EMI filter can then be placed on the non-inverting input of the LM3886, where it does not affect the phase margin.

[LCD 31]

C'est justement de ce problème qu'il est question dans le lien que je t'ai donné, mais t'as pas regardé

Pas eu le temps,... je regarde ce soir et je te repond !;o)
Bonne journée !

[LCD 31]

En effet, ces pages du site Neurochrome sur la mise en œuvre du LM3886 sont très très intéressantes !!

L’auteur a d’abord validé le modèle de simulation en comparant les résultats de simu avec des mesures réelles
Puis il réalise des simulations en boucle ouverte (ou pseudo boucle ouverte avec l’astuce du rebouclage DC via une inductance parfaite de 10.000.000 Henry !!! qui filtre les fréquences au-dessus de 16 nano hertz ! la simu est bien pratique car faire le relevé de la boucle ouverte sur un système qui a beaucoup de gain... bref « Gotta love simulation... » comme il dit

Ci-dessous, le relevé AVEC le condensateur Cc présent sur la datasheet (ou dans bcp de circuits LM3886) et avec le réseau correcteur sur la contre réaction

La marge de phase est 52° suffisant mais pas énorme




Et ci-dessous, le relevé sans le condensateur Cc et sans le réseau correcteur de la CR

La marge de phase est meilleure : 83°




Cela dit, d’après cette analyse de la stabilité dans Bode, la zone critique serait située entre 500 KHz et le 1MHz, c’est la fréquence correspondant à un déphasage E/S est de 180° (correspondant au zéro sur sa simu) et ou laquelle le circuit aurait encore du gain pour entretenir l’oscillation.

MAIS mon problème est situé environ à environ une décade plus bas en fréquence (voir la mesure F à 75KHz entre les curseurs verts)



Donc il est possible que l’explication soit plutôt à la page suivante du site NeuroChrome : « SUPPLY DECOUPLING »

En effet, ma carte ampli est filtrée seulement par 4 condensateurs chimiques de fortes valeurs (4700 uF) sans aucun découplage HF avec de petits condensateurs !

En effet, les grosses « bonbonnes chimiques » redeviennent impédantes et inductives autour de la centaine de KHz ! Donc il faut leur adjoindre quelques condensateurs de 0.1uF (voire plus c’est mieux !) avec des OSCON en parallèles (comme sur la simu du site)

Le défaut de stabilité vient peut-être du caractère inductif de l’alimentation qui n'a aucun découplage vis-à-vis des fréquences supérieures à 50-100 KHZ !!

[androuski]

Ah effectivement.
Et peut être le routage de la boucle de cr aussi.

[LCD 31]

Non coté routage, c'est assez propre (voir la première photo) Il y a des plans des deux cotés et les composants étant CMS et proches les uns des autres, les boucles ne font que quelques millimètres de long (la boucle de CR est plus petite que celle des autres PCB qui utilisent des "gros traversants")

Par contre, on ne peux pas reconnaitre un condensateur classe 1 (COG / NPO) d'un classe 2 (X5R / X7R voire pire Y5V !) mais les nouveaux seront de classe 1 (surtout sur la CR !)


Ce CI chinois vantent les qualité d'un ampli Jeff Roland Model 10 qui utilise une solution assez proche avec un montage en pont de 2 x 3 LM3886 par coté MAIS avec 2 ou 3 trucs mal copiés et pour faire l'économie d'un bout de chandelle, il ruinent tout le truc !!!

Et audiophonics en vend un qui est presque identique :
https://www.audiophonics.fr/images2/414 ... ematic.jpg
(il est même pire vis a vis de la coupure basse !)

[androuski]

Vu tes compétences pourquoi tu ne te routes pas un lm3886 compound BPA compound ? Ou pas compound...