Линейность ОУ при проходе сигнала через 0, Ступенька из-за переключения верхнего и нижнего плеч. Опции

[MiklPolikov]

Коллеги, добрый день.

Поставил в аудиотракт самые дешёвые ОУ LM358 , и обнаружил, что при проходе сигнала через 0, т.е. при смене направления тока выхода, возникает ступенька. Очевидно, из-за переключения верхнего и нижнего плеч. Решил проблему нагрузив выход резистором, что бы всегда работало только одно плечо.

Вопрос: каким образом, глядя в документацию на ОУ , узнать об этой характеристике, и выбрать ОУ совсем без ступеньки ?

Заранее спасибо.

[ViKo]

Старья 40 летнего не берите, вот и весь совет.

Еще совет - для аудио ОУ так и описываются по назначению - "для аудио".

[Stariy Alex]

Вопрос: каким образом, глядя в документацию на ОУ , узнать об этой характеристике, и выбрать ОУ совсем без ступеньки ?

Для такого случая обратная связь - можно только подобрать при исчезновении ступеньки. Очень поможет Proteus. Есть в библ.

Старья 40 летнего не берите, вот и весь совет.

Гы! Peoteus очень пользительный, увеличиваeт быстродействие разработки, а на новые элементы библиотек немае.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[=L.A.=]

Коллеги, добрый день.
Поставил в аудиотракт самые дешёвые ОУ LM358 , и обнаружил, что при проходе сигнала через 0, т.е. при смене направления тока выхода, возникает ступенька. Очевидно, из-за переключения верхнего и нижнего плеч. Решил проблему нагрузив выход резистором, что бы всегда работало только одно плечо.
Вопрос: каким образом, глядя в документацию на ОУ , узнать об этой характеристике, и выбрать ОУ совсем без ступеньки ?

Заранее спасибо.

*
В документации на LM358 дают принципиальную схему из которой любой хоть чуть-чуть специалист в усилителях может понять, что выходной каскад работает в режиме "B", то есть искажения типа "ступенька" весьма вероятны, особенно при небольшой глубине ООС.
И если человек хоть немного смыслит в усилителях, то он поищет другой ОУ, в котором выходной каскад в режиме "AB". Например JRC4558.

[Hale]

В документации на LM358 дают принципиальную схему из которой любой хоть чуть-чуть специалист в усилителях

для неспециалиста можно пояснение?
в описании есть намек, "emphasize operation on only a single power supply voltage." из которого, впрочем, ничего не следует для не получившего опыт поользователя.
за пример 4558, спасибо, совершенно по учебнику смещение между тактами выходного буфера, как на дискретных компонентах, плюс не очень мне понятная обвязка, завершающаяся JFETом (регулирующее плечо для источников тока?)
а по поводу сабжа, я правильно понимаю, причина в неопределенной разности падений на Q10 и дарлингтоне Q11-Q12? еще меня всегда смущают стрелочки источников тока, не очень понятно какая схема используется потому что я для себя хотел как-то собрать высокочастотный выходной AB каскад, и сделать экономичный и устойчивый источник тока под смещение оказалось не очень просто.

[rudy_b]

*
В документации на LM358 дают принципиальную схему из которой любой хоть чуть-чуть специалист в усилителях может понять, что выходной каскад работает в режиме "B", то есть искажения типа "ступенька" весьма вероятны, особенно при небольшой глубине ООС.

Это не совсем так. Те же LM358 от многих производителей работают практически без ступеньки. Но, в принципе, вы правы.

[MiklPolikov]

Как я понял из ответов, однозначного критерия выбора нет.
Получается, нужно просто брать образцы и экспериментировать ?
Вот например, у MCP6004 ступенька скорее всего будет, или скорее всего нет ?

[rudy_b]

Нужно знать функцию нужного вам усилителя, чтобы выбрать подходящий.

А чтобы оценить параметры усилителя - смотрите его THD - Total harmonic distortion.

[Stariy Alex]

[attachment=111250:RC4558.jpg]

Как я понял из ответов, однозначного критерия выбора нет.
Получается, нужно просто брать образцы и ...

Без ОС работа ОУ невозможна и у всех имеется так называемая ступенька - для этого и ОС. Обратите внимание, на три схемы - у всех ОС 100 к. Отсюда и танцуйте,

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Plain]

Поставил в аудиотракт самые дешёвые ОУ LM358 и обнаружил

Лихо-то как — в чужой схеме несколько сотен деталей, но виноватой оказалась единственная чужая для неё, да ещё и аж тема под такое её возмутительное поведение.

[Tuvalu]

Вот, что пишут "наши всё" Хоровитц и Хилл Раздел "Переходные нелинейные искажения"

Некоторые ОУ используют простой пушпульный выходной каскад без смещения баз на два диодных перепада в разные стороны, как описывалось в разд. 2.15. Это приводит к искажениям класса В при значениях выходного сигнала, близких к нулю, так как возбуждающий повторитель каскад должен давать напряжению баз приращение 2UБЭ каждый раз, когда выходной ток проходит через нуль.... Прекрасная во всем остальном, схема 324 по этим причинам может давать большие искажения.

Для тех, кто не знает, 324 - это две штуки 358 в одном корпусе. Посмотрите даташит, это как раз тот случай - базы вых. транзисторов соединены вместе, т.е. эти тр-ры работают без смещения в классе В.

Без ОС работа ОУ невозможна и у всех имеется так называемая ступенька - для этого и ОС.

Не у всех. Во многих ОУ применён т.н. параллельный повторитель, он работает практически без ступеньки. Примеры: AD797, LT1028, К157УД2 и мн. др. Существует даже целая тема безООС-ных хай-энд усилителей с вых. каскадом, построенных по этой схеме. Также, неудачен ваш совет про Протеус. Во многих моделях вообще никак не отражено внутреннее устройство ОУ, в том числе и вых. каскада, поэтому, там никакой ступеньки не будет видно. Найдите хорошую статью "Эволюция SPICE-совместимых макромоделей ОУ", сразу поубавится энтузиазм по части тонкого моделирования схем на ОУ. Я не против симуляторов, сам активно их применяю, но на вопрос "как выбирать ОУ?" ну, совсем не стал бы отвечать "Протеус". Плюс ко всему, совсем непонятно, зачем вы запостили картинки. Какое отношение они имеют к наличию /отсутствию ступеньки в том или ином ОУ? Ну, ООС, а что, кто-то против?

Обратите внимание, на три схемы - у всех ОС 100 к. Отсюда и танцуйте

А это о чём вообще? 100 кОм спасут от ступеньки? А 10 кОм нет?

Старья 40 летнего не берите, вот и весь совет. Еще совет - для аудио ОУ так и описываются по назначению - "для аудио".

Я бы так категорично не писал. Есть вполне нормальные 40-летние бюджетные ОУ, успешно применяемые в звуковых схемах, например MC33078, RC4558, LM833 и их многочисленные японские клоны NJM2068, 4560, 4580, M5218,... и мн. др. Неплох NE5532. А NE5534 по совокупности параметров до сих пор не имеет конкурентов в своей ценовой категории, он даже лучше некоторых дорогих for audio. До сих пор активно применяется в самой топовой студийной технике, например, AMS Neve, Millennia Media и др. Конечно, есть прекрасные новые серии ОУ, но они обычно на порядок (в лучшем случае) дороже. Обычно раз в 20-30. В общем, всё зависит от поставленной задачи (параметров качества) и от кошелька.

Вопрос: каким образом, глядя в документацию на ОУ , узнать об этой характеристике, и выбрать ОУ совсем без ступеньки ?

Однозначно узнать нельзя. Надо смотреть по совокупности параметров. На первых порах смотрите в начале даташита рекомендации по применению. Как написали, см. искажения. Ток потребления не бывает маленьким у звуковых ОУ. Полезно посмотреть схему, если она есть - это, как раз, случай с 358. А вообще-то, хорошо видимая ступенька - это редкость.

Сообщение отредактировал Tuvalu - Feb 24 2018, 23:31

[MiklPolikov]

Tuvalu , огромное спасибо за понятный развёрнутый ответ !!!
На Ваш взгляд, способ борьбы со ступенькой путём нагрузки выхода резистором, что бы работало только одно плечо, в целом хороший ? Вроде бы никакого подводного камня не предвидится ?

[Tuvalu]

Tuvalu , огромное спасибо за понятный развёрнутый ответ !!!
На Ваш взгляд, способ борьбы со ступенькой путём нагрузки выхода резистором, что бы работало только одно плечо, в целом хороший ? Вроде бы никакого подводного камня не предвидится ?

Не за что. Резистор - вполне нормально. Ещё лучше - источник тока на транзисторе (два диода, транзистор, два резистора), коллектор на выход. Ток - 2...5 мА (очень приблизительно). Это было не раз описано, в том числе, и в ж. Радио. Так будет намного лучше линейность вых. каскада. Впрочем, выбор того или иного решения (или типа ОУ) целиком зависит от желаемого результата. Чтобы что-то советовать, надо знать, что за схема, чего Вы хотите от неё получить и т.п.
Успехов!

ПС. В предыдущем посте по ошибке посоветовал не ту статью. Исправил. Она называется "Эволюция SPICE-совместимых макромоделей ОУ", 3 части.


Сообщение отредактировал Tuvalu - Feb 24 2018, 23:25

[ViKo]

Tuvalu, я вижу иную тенденцию, грубо - для одной и той же сферы применения каждый новый ОУ лучше старых и дешевле.

[Stariy Alex]

А это о чём вообще? 100 кОм спасут от ступеньки? А 10 кОм нет?

Вообще-то о том, что такое подключение ООС рекомендует производитель. Доходит? А в отношении 10 к следует писать: "Увеличении ООС". У производителя так "глубоко" отсутствует и не стоит лезть в трубу.
PS. В отношении "358". Топикстартер спрашивал и был дан конкретный ответ - не глядя установить ООС 100 к.
Теперь в отношении Гугления. Верю, что Вы умеете нажимать на кнопки и двигать мышей...