[Hitest 0]

Собираю макет УНЧ на авто-микросхеме, но для не-авто применения. Использую только 2 канала для реализации стерео усилителя. Нагрузка может быть любой, начиная от одного динамика, и до студийного монитора с длинными проводами и с пассивным кроссовером внутри. Задача: усилитель не должен возбуждаться ни при какой нагрузке, в разумных пределах.

Я не могу сделать двухстороннюю печатную плату референсного дизайна, т. к. вообще не умею разводить платы на компьютере..

 

Даташит (http://www.st.com/resource/en/datasheet/tda7560.pdf) не требует никаких цепочек Цобеля на выходах. Тем не менее я смотрел, как сделана реальная автомагнитола Pioneer, и там все выходы усилителя соединены на землю через керамические конденсаторы 0.047мкФ. Я сначала сделал так же, но звук стал немножко грязным. В машине может и не заметно, но через хорошие колонки слышно. И ведь эти конденсаторы нельзя считать цепочками Цобеля. Нужна RC цепочка, навскидку 2.2 Ом и 0.1мкФ, с пленочным конденсатором.

Я прикрепил две картинки, первая это рекомендуемая схема из даташита, а вторая это авто-УНЧ TA8210, где цепочки Цобеля обязательны. Они для многих интегральных усилителей обязательны, начиная с TDA2030, которая без них всегда возбуждается.

 

Вроде бы 2.2 Ом и 0.1 мкФ как раз и подходит. Но как эти номиналы рассчитать или прикинуть? Повторяю, что нагрузка заранее неизвестна, а усилитель должен быть устойчивый всегда, в разумных пределах. И прозрачный и чистый звук, характерный для выходного каскада на полевиках, не должен быть испорчен. На слух эти полевики работают как эксайтеры, и возникшие гармоники резать нежелательно. Мне нужен красивый звук, а не студийный абсолютно достоверный. Иначе бы биполярного TDA2050 было достаточно.

 

В процессе проверки макета выяснилось, что схема из даташита возбуждается всегда, если к динамику идут длинные провода. Конденсатор С5 номиналом 0.47мкФ (хоть пленка, хоть керамика, хоть электролит) был в этом виноват, пришлось поставить танталовый 1мкФ. В магнитоле Pioneer стоит какая-то керамика, емкость неизвестна (не выпаивал). А никаких application notes производитель TDA7560 не удосужился написать. Они вообще не хотят делиться подробностями.

 

Возникли вопросы:

 

1) Почему бы не использовать в качестве цепи Цобеля электролитический конденсатор емкостью 0.1мкФ без резистора, ведь ESR у него и так несколько Ом, и его можно измерить. При необходимости использовать LowESR электролит. Они есть очень живучие.

 

2) Какова предположительная роль конденсатора С5 ? Что туда лучше: керамику, тантал, электролит? Повлияет ли на звук?

 

Ну и вообще, как правильно обвязать TDA7560, и может быть у кого-то есть опыт применения?

 

 

 

 

 

[HardEgor 62]

Вроде бы 2.2 Ом и 0.1 мкФ как раз и подходит. Но как эти номиналы рассчитать или прикинуть? Повторяю, что нагрузка заранее неизвестна, а усилитель должен быть устойчивый всегда, в разумных пределах. И прозрачный и чистый звук, характерный для выходного каскада на полевиках, не должен быть испорчен. На слух эти полевики работают как эксайтеры, и возникшие гармоники резать нежелательно. Мне нужен красивый звук, а не студийный абсолютно достоверный. Иначе бы биполярного TDA2050 было достаточно.

Кгхм.... вы форумом не ошиблись? Цепочки Цобеля, звук грязный, какие-то эксайтеры - это наверное к аудиофилам :)

Как я понимаю 2.2 Ом и 0.1 мкФ демпфируют индуктивность длинного кабеля, и соответственно параметры зависят от длины кабеля. Так просто не посчитаешь, он же не только демпфирует, но и заваливает высокие частоты. Лучше всего посмотреть с помощью генератора и осциллографа на какой частоте и как возбуждается, покрутить длину кабеля и подобрать наилучшие параметры. Возможно и не получится....

 

1. Электролит можно использовать, только неполярный или два встречно включенных полярных.

2. С5 предположительно фильтр стабилизатора питания входных усилителей.

[Hitest 0]

>> Кгхм.... вы форумом не ошиблись? Цепочки Цобеля, звук грязный, какие-то эксайтеры - это наверное к аудиофилам sm.gif

Да нет, не ошибся. Разве только что надо было написать в подраздел по автоэлектронике. Но там я посмотрел, все заняты проблемами цифровых шин, вряд ли кто-то заинтересуется УНЧ.

Я не хочу лезть в цепи Цобеля, устанавливаемые в пассивных фильтрах акустических систем. Мне это неинтересно. Но та RC цепочка на выходе одной из известнейших микросхем TDA2003, тоже так называется! Без нее этот усилитель возбуждается и без нагрузки, и нагруженный на чисто активный резистор, то есть просто неработоспособен. Насколько мне известно, эта цепочка снижает добротность нагрузки, и в частности такой "жесткой" нагрузки, как емкость длинного кабеля. В мощных проф. усилителях (вовсе не аудиофильских) это уже LR, включенные параллельно. В импульсных источниках питания (самое известное это компьютерный по топологии полумоста) RC цепочка включена параллельно трансформатору и снижает его добротность. Иначе ключи моментально пробиваются.

Эксайтер - это совершенно профессиональный концертный прибор, аудиофилы в большинстве о нем понятия не имеют. Прибор добавляет в музыкальный сигнал ВЧ гармоники, которых там никогда не было. "Бедный" звук становится "красивее". Да, усилитель, построенный полностью на полевиках, является эксайтером. Ламповый - тоже, но они, эти лампы, не могут передать плотный жесткий электронный бас. А я люблю дарк синтипоп, аудиофилы же пусть слушают пение птичек через лампы.

Оффтопик, но все же скажу. Когда идешь в гости к аудиофилу, имеющему усилитель класса А на 1кВт, и приносишь пластинки с электронной музыкой, у него самого делаются квадратные глаза от того, как дерьмово звучит его система. Но если подать на вход этого усилителя синус, то 1кВт он честно выдаст.

Так что последнее слово всегда за оценкой на слух. Если природа тебе его конечно даровала.

 

 

>> Как я понимаю 2.2 Ом и 0.1 мкФ демпфируют индуктивность длинного кабеля, и соответственно параметры зависят от длины кабеля.

>> Так просто не посчитаешь, он же не только демпфирует, но и заваливает высокие частоты. Лучше всего посмотреть с помощью генератора

>> и осциллографа на какой частоте и как возбуждается, покрутить длину кабеля и подобрать наилучшие параметры.

>> Возможно и не получится....

 

А не может быть так, что эта цепочка, проще говоря снаббер, уже есть внутри микросхемы? А длина кабеля и параметры динамиков заранее неизвестны. Но у той же простейшей TDA2003 цепочка из даташита помогает почти всегда. Какая вообще политика у этой ST Microelectronics? Может быть таким крупным покупателям как Pioneer дается некоторая секретная инфа? Ведь на PAL007 даташита нет в открытом доступе.

 

 

>> 1. Электролит можно использовать, только неполярный или два встречно включенных полярных.

Про два встречно включенных прошу объяснить. Что происходит с тем электролитом, который оказался под обратной полярностью? Как он это переживет?

 

 

>> 2. С5 предположительно фильтр стабилизатора питания входных усилителей.

Возможно... Тогда керамику туда нежелательно, потому что ток звуковой частоты замыкается через этот конденсатор.

 

[HardEgor 62]

А не может быть так, что эта цепочка, проще говоря снаббер, уже есть внутри микросхемы?

Не реально, слишком велика емкость, внутри могут делать примерно до 5нФ.

А длина кабеля и параметры динамиков заранее неизвестны. Но у той же простейшей TDA2003 цепочка из даташита помогает почти всегда.

Всё зависит от устойчивости внутренней схемы. Где-то получше, где-то похуже. Можно задемпфировать выход RC-цепочкой, а можно и обратной связью попробовать.

Но реально, можно либо снять АЧХ и ФЧХ, посмотреть как возбуждается, заложится на какую-то макс. длину кабеля и гарантированно рассчитать, либо методом "научного тыка" подбирать - может быть повезет.

Какая вообще политика у этой ST Microelectronics? Может быть таким крупным покупателям как Pioneer дается некоторая секретная инфа? Ведь на PAL007 даташита нет в открытом доступе.

У них разные цели - ST Microelectronics умеет делать и продавать микросхемы, а Pioneer умеет делать и продавать аппаратуру, но иногда заказывает для собственной аппаратуры микросхемы (но на сторону их не продает, выдает только для ремонта). Это может быть просто стандартная микросхема маркированная по другому, а может быть стандартная микросхема с доработками по требования Pioneer. Вот PAL007 видимо TDA7560 с доработками для устойчивости на длинный провод.

>> 1. Электролит можно использовать, только неполярный или два встречно включенных полярных.

Про два встречно включенных прошу объяснить. Что происходит с тем электролитом, который оказался под обратной полярностью? Как он это переживет?

умрёт. Для емкостей до 1 мкФ проще взять плёночный. Или вам подешевле надо? - тогда ставьте керамику :)

 

Да, кстати, я вам тайну выдам - микросхеме "побарабану" где её применяют, в авто или не-авто...

[Plain 168]

не могу сделать двухстороннюю печатную плату ... В процессе проверки макета

Смахивает на противоречие. Силовые конденсаторы выв.6, 8, 18 и 20 в скольких метрах от них?

[Hitest 0]

>> У них разные цели - ST Microelectronics умеет делать и продавать микросхемы

 

Ага, а Texas Instruments видимо не умеет делать, поэтому и пишет аппноты, нередко очень подробные, с теорией. Просто у STM примерно такая же микросхема в 2-3 раза дешевле. Но зато ЖЕЛЕЗНО сдохнет, если при наличии сигнала на выходе устроить КЗ. Кстати PAL007 и им подобные можно купить на заказ в Mouser Electronics, только минимальная партия большая и срок поставки от 10 недель. Да и не нужна она никому, т. к. идентична TDA7850. Это усилители целиком на полевиках, они для массового бюджетного автозвука не нужны. И мне для того применения, которое я задумал, PAL007 не нужна. Дома через этот усилитель музыку слушать не буду.

 

 

 

>> Смахивает на противоречие. Силовые конденсаторы выв.6, 8, 18 и 20 в скольких метрах от них?

 

Да не прикалывайтесь, Plain. Там сантиметра не наберется. Я Вас больше 10 лет на этом форуме знаю. Лучше выскажите, пожалуйста, свое мнение, зачем в схеме С6 и особенно С5. Если это фильтр стабилизатора питания, то почему производитель не указал например 10мкФ, тогда внутренний линейный стабилизатор точно не возбудится.

 

 

[Plain 168]

"AC-GND" это виртуальный общий, т.е. банальный внутренний делитель питания пополам, а ёмкость на "SVR" задаёт задержку для исключения щелчков при подаче питания. Усилителям с ООС никакие стабилизаторы питания не нужны.

[Rst7 5]

Да нет, не ошибся

.

 

Вы уж извините, но походу ошиблись. Столько ереси с инженерной точки зрения можно только на "золотоухих" форумах прочитать.

 

Я не хочу лезть в цепи Цобеля, устанавливаемые в пассивных фильтрах акустических систем. Мне это неинтересно. Но та RC цепочка на выходе одной из известнейших микросхем TDA2003, тоже так называется! Без нее этот усилитель возбуждается и без нагрузки, и нагруженный на чисто активный резистор, то есть просто неработоспособен. Насколько мне известно, эта цепочка снижает добротность нагрузки, и в частности такой "жесткой" нагрузки, как емкость длинного кабеля. В мощных проф. усилителях (вовсе не аудиофильских) это уже LR, включенные параллельно. В импульсных источниках питания (самое известное это компьютерный по топологии полумоста) RC цепочка включена параллельно трансформатору и снижает его добротность. Иначе ключи моментально пробиваются.

 

Цепь Цобеля необходима для того, чтобы скомпенсировать возрастание Z нагрузки в сторону ВЧ. АС - это индуктивность, Z растет с увеличением частоты. Часто возрастание Z приводит к увеличению усиления с разомкнутой ООС (особенно в старых схемах, где входное сопротивление выходного каскада прилично нагружает предыдущий каскад усиления внутри УНЧ), и как следствие - выход за пределы устойчивости.

 

Никакого отношения ни к емкости кабеля, ни к снабберам в ИИП эта цепь не имеет. LR-цепь в мощных усилителях действительно для устранения влияния емкости кабелей, потому что АС могут быть далеко от УНЧ. Только эта цепь может только ухудшить ситуацию с возрастанием Z, потому там всегда применяются другие меры по стабилизации усиления с разомкнутой ООС.

 

Правильно прикинуть требуемые параметры RC-цепи на выходе можно вот из каких соображений. R можно взять как, скажем, 1.5...2*Rнагрузки. А емкость выбрать так, чтобы частота среза этой RC-цепи была в диапазоне, ну, скажем, пару килогерц. Тогда на ВЧ (или с отключенной нагрузкой) это сымитирует нагрузку в 1.5...2 раза больше, чем номинальная. Обычно это не смертельно.

 

Простое подключение конденсатора на выход УНЧ заставляет выходной каскад генерировать лишний ток на перезарядку этой емкости. Именно это и приводит к лишним искажениям, особенно ситуация ухудшается при малых токах покоя. Искажения эти, кстати, прекрасно инструментально определяются, без всякой золотоухости.

[vervs 23]

Цепь Цобеля необходима для того, чтобы скомпенсировать возрастание Z нагрузки в сторону ВЧ. АС - это индуктивность, Z растет с увеличением частоты. Часто возрастание Z приводит к увеличению усиления с разомкнутой ООС (особенно в старых схемах, где входное сопротивление выходного каскада прилично нагружает предыдущий каскад усиления внутри УНЧ), и как следствие - выход за пределы устойчивости.

получается такой УНЧ не будет устойчив на холостом ходу при сопротивлении нагрузки выше номинальной?

я думал, снаббер - один из способов коррекции усилителя при емкостной нагрузке

[Hitest 0]

>> Никакого отношения ни к емкости кабеля, ни к снабберам в ИИП эта цепь не имеет. LR-цепь в мощных усилителях действительно

>> для устранения влияния емкости кабелей, потому что АС могут быть далеко от УНЧ. Только эта цепь может только ухудшить ситуацию

>> с возрастанием Z, потому там всегда применяются другие меры по стабилизации усиления с разомкнутой ООС.

 

Да, есть там и другие меры. Если пройтись по схеме реального мощного усилителя, найдутся несколько конденсаторов в единицы...десятки пФ, которые душат возбуждение в локальных участках схемы при всех возможных и невозможных случаях. Выбрасывание их из схемы здорово улучшает звук, если известно, что провода будут только короткие. Делал это себе для подключения 2х500Вт мониторов. Провода длиной 1 метр.

 

 

>> А емкость выбрать так, чтобы частота среза этой RC-цепи была в диапазоне, ну, скажем, пару килогерц. Тогда на ВЧ

>> (или с отключенной нагрузкой) это сымитирует нагрузку в 1.5...2 раза больше, чем номинальная. Обычно это не смертельно.

 

Но цепочки с таким сильным срезом ни в одном даташите не найдешь! И резистор надо мощный! Правильно ли это? Может быть все же RL цепочки на каждый провод?

 

 

>> Простое подключение конденсатора на выход УНЧ заставляет выходной каскад генерировать лишний ток на перезарядку этой емкости.

>> Именно это и приводит к лишним искажениям, особенно ситуация ухудшается при малых токах покоя. Искажения эти, кстати,

>> прекрасно инструментально определяются, без всякой золотоухости.

 

Вы простите конечно, но раз Господь даровал мне золотые ушки, то я буду ими пользоваться. И это и только это есть последняя инстанция оценки качества звучания. У винила по приборам огромные нелинейные искажения, но они приятны на слух. Если привыкнуть за много лет, то звук студийного рекордера 192/24 кажется "мертвым".

 

 

Теперь давайте по теме. Когда я подключил такие цепочки, как на показанной картинке, TDA7560 возбудилась и сожгла резисторы. Не сразу, а секунд за 10. Значит, не менее чем на 100кГц возбудилась. Больше ничего не пострадало. А теперь я не понимаю, зачем нужны 2 цепочки, от каждого выхода моста на землю? Почему не достаточно одной параллельно нагрузке? Увеличить емкость до 220нФ и уменьшить резистор.

Цепочки, которые нарисованы, из даташита Toshiba на ее биполярный усилитель.

Возможно, TDA7560 и никаких цепочек не требует, а я боюсь того, чего в реальности никогда не будет. После замены С5 на танталовый 1мкФ вроде бы никаких проблем не было. Но сейчас я не могу подключиться к 100-метровым проводам, идущим в земле к громкоговорителям. А с авто-усилителем я связался потому, что вся система должна работать от аккумулятора. Электричества на объекте нет.

 

 

 

Тут еще вырисовывается тема компрессора сигнала для такого маломощного усилителя. Иначе с реальным динамическим диапазоном CD проигрывателя у меня она больше 3-4Вт на канал не жрет. Подаешь больше уровень, начинает пропадать логическая 1 на 25-й ноге, и звук хрипит.

 

Изменено 11 апреля, 2018 пользователем Hitest

[Rst7 5]

Вы простите конечно, но раз Господь даровал мне золотые ушки, то я буду ими пользоваться.

 

Плохо, что воображаемый друг не даровал Вам желание изучить вопросы устойчивости усилителей и вообще их внутреннюю структуру и способы коррекции.

 

Еще раз повторяю. RC-цепи на землю применяются для компенсации возрастания Z самой AC. Актуально для схем, у которых усиление с разомкнутой ООС сильно зависит от сопротивления нагрузки. Это одна сторона медали.

 

LR-цепи последовательно применяются для компенсации собственной емкости проводов, соединяющих усилитель с АС. Это другая сторона.

 

Обе этих стороны взаимоисключающие, по большому счету. В конкретно Вашем случае судя по тому, что используемая микросхема не имеет в даташите RC-цепей, там расчет идет на то, что в автомобиле особо длинных кабелей к АС не будет, а возрастание Z можно нивелировать правильной схемотехникой. А раз Вам надо работать на 100 метров кабеля, то как раз необходимо ставить LR-цепи. Причем в каждый провод.

[Hitest 0]

>> Плохо, что воображаемый друг не даровал Вам желание изучить вопросы устойчивости усилителей и вообще их внутреннюю

>> структуру и способы коррекции.

 

Я больше в музыке и в звуке соображаю, нежели во внутреннем устройстве приборов. Теория регулирования и устойчивость это совершенно непонятные для меня вещи. Да и математика, используемая в этой теории, никогда не изучалась. Поэтому очень многие вопросы аналоговой электроники не будут мне понятны никогда. Если определенные вещи нельзя объяснить "на пальцах", то лучше поверю общепринятому мнению.

 

 

>> Еще раз повторяю. RC-цепи на землю применяются для компенсации возрастания Z самой AC. Актуально для схем, у которых усиление с >>>разомкнутой ООС сильно зависит от сопротивления нагрузки. Это одна сторона медали.

 

И еще раз не понимаю, почему замыкание этой цепью динамика не подходит, а нужно две цепи на землю. Мы же вроде компенсируем реактивную составляющую нагрузки? Или все же параметры каждой половины моста усилителя? Если для объяснения нужно сослаться на сложные разделы ТОЭ, то не объясняйте. Все равно не пойму.

А раз у меня микросхема эти цепи сожгла, значит они ей во вред.

 

 

>> А раз Вам надо работать на 100 метров кабеля, то как раз необходимо ставить LR-цепи. Причем в каждый провод.

 

Посмотрю, что стоит в готовых усилителях. Почитаю аппноты Texas Instruments. У них неплохо эта проблема описана. Правда везде рассматривают усилители с двухполярным питанием, а у меня мост.

 

 

P. S. Я еще поднимал вопрос компрессии сигнала, поскольку этот усилитель довольно маломощный, и без компрессии с него удастся взять не больше 5-7 Ватт честной долговременной среднеквадратической мощности. И уже при этой величине срабатывает clip detector. Компрессор тоже придется собирать, потому что в реальных условиях есть только 12В аккумулятор, электричества для профессионального звукового процессора нет. Не посоветуете готовую микросхему?

 

[Rst7 5]

P. S. Я еще поднимал вопрос компрессии сигнала, поскольку этот усилитель довольно маломощный, и без компрессии с него удастся взять не больше 5-7 Ватт честной долговременной среднеквадратической мощности. И уже при этой величине срабатывает clip detector. Компрессор тоже придется собирать, потому что в реальных условиях есть только 12В аккумулятор, электричества для профессионального звукового процессора нет.

 

Вот за что я "люблю" "больше соображающих в музыке и звуке", так это за то, что в головах у них хаос полный.

 

Сначала

И прозрачный и чистый звук, характерный для выходного каскада на полевиках, не должен быть испорчен. На слух эти полевики работают как эксайтеры, и возникшие гармоники резать нежелательно. Мне нужен красивый звук, а не студийный абсолютно достоверный

, а потом подавайте компрессию. Типа компрессор слышно не будет? И вообще, какой музыкальный материал там проигрывать собрались? С современнным мастерингом с RMS в -6дБ? Так Вы его уже никаким "профессиональным звуковым процессором" не удавите (ну я имею в виду, чтобы это было хоть как-то слушабельно). Или думаете, что записи классики удастся превратить из -20дБ RMS в -6дБ RMS без потери качества?

 

И да, Вы не забыли оценить один момент, что кабель с сечением 1 кв. мм на ста метрах будет иметь сопротивление почти 3.5ом? Или будете по золотоухим заветам толщиной в руку пробрасывать кабеля к АС?

[Plain 168]

ИТУН исполнит все хотелки.

[Rst7 5]

ИТУН исполнит все хотелки.

 

Да ну какой ИТУН, о чем Вы? Там же "в реальных условиях есть только 12В аккумулятор", небось еще "импульсное питание убивает звук" :biggrin: