Projet : Ampli à base de LME49830 - "Gran Torino 150"

» 21 Mai 2010 20:49

'jour,

- à voir ton 1er screenshot, je ne comprends pas comment le 2ème peut en être un zoom temporel,

- tu devrais trouver un autre GBF pour ton signal source, celui que tu utilises overshoote (au moins sur le 1er shot), sans doute un problème d'adéquation d'impédance

- le 1er screenshot montre déjà un signal bleu bizarre : l'ampli undershoote à la montée, fait un plateau stable, puis remonte un poil avant la fin du créneau. A vue de nez ça sent le transfert de charge capacitif excessif dans le "damping" (je n'ai pas vu le schéma)

- à mon avis c'est le même phénomène qu'on voit sur les 2 derniers shots, la dynamique est différente mais le problème doit être le même.

Cordialement,
--
Stéphane

» 21 Mai 2010 21:19

c'est possible de voir le carré de 10khz ? 1k c'est pas tres interessant aux mesures

essaie de remplacer les 22pf par 33pf ?

» 21 Mai 2010 21:28

bonjour Stéphane,

Merci de tes remarques,
ci joint mes commentaires.

sg2 a écrit:'jour,

- à voir ton 1er screenshot, je ne comprends pas comment le 2ème peut en être un zoom temporel,

J'ai pas du être clair, sur le Premier graph On voit en rouge le signal en entrée d'ampli. L'overshoot dont tu parles existe ou pas en fonction du r^glage de la capa sur la sonde de l'oscilloscope - donc ce que tu penses être un overshoot n'en n'est pas un ... seulement un rêglage perfectible de la sonde. et en bleu avec une échelle différente la sortie de l'ampli. Je suis d'accord pour dire que l'ampli "undershoot".

- tu devrais trouver un autre GBF pour ton signal source, celui que tu utilises overshoote (au moins sur le 1er shot), sans doute un problème d'adéquation d'impédance

Actuellement j'utilise le générateur de mon oscilloscope J'ai un GBF DIY mais il faut que le lui colle un buffer sans quoi impossible de driver une charge (même l'entrée d'un ampli)

- le 1er screenshot montre déjà un signal bleu bizarre : l'ampli undershoote à la montée, fait un plateau stable, puis remonte un poil avant la fin du créneau. A vue de nez ça sent le transfert de charge capacitif excessif dans le "damping" (je n'ai pas vu le schéma)

J'avais même pas vu que ce truc était potentiellement un problème !!! J'ai d'autre screenshot a des puissances inférieures et l'ampli undershoot aussi....

Le schéma de l'ampli est très proche de celui-ci en page 3 http://www.national.com/an/AN/AN-1850.pdf

- à mon avis c'est le même phénomène qu'on voit sur les 2 derniers shots, la dynamique est différente mais le problème doit être le même.

En fait Il y A 2 phénomènes ... le premier que tu as repéré l'undershoot et le second qui apparait au milieu de la montée. Le premier et le dernier schéma sont les mêmes, ne change que l'échelle du temps. dasn un cas 0.5µS/division, dans l'autre cas 0.2ms/division. un rapport 400 entre les 2 echelles des temps. Maintenant c'est peut être la un unique phénomène, mais cela me semble étonnant.

Cordialement,
--
Stéphane

Cordialement Gilles.

» 21 Mai 2010 21:32

Catsiano, Pour l'instant .. j'ai pas avancé sur mon GBF ... alors 10khz c'est pas possible pour l'instant.
Pour le CC, oui cela peut être une option.

DEmain je regarde l'autre ampli.

» 21 Mai 2010 22:44

re-'jour,

Quelles sont les modifs exactes par rapport au schéma de la page 3 ?

As-tu utilisé les mêmes mosfet en sortie (K1530/J201) ?

As-tu essayé de diminuer Ccomp, par exemple à 12 pF, ce qui devrait augmenter le slew rate donc peut-être effacer l'undershoot ?

Utilises-tu la compensation double pôle ? (si oui, commence par l'enlever)

Quel est le courant de repos de l'étage de sortie ? (s'il est trop bas, la non linéarité de transconductance peut poser problème)

Comment est fait le PCB ?

Comment est faite l'alim ? (l'undershoot peut résulter d'un transfert de charge sous-optimal entre l'alim et l'étage de sortie)

Concernant l'impédance d'entrée, quelle valeur de RT / RF / RIN / RI ? Au moins pour la mise au point, mets la config qui donne 47K d'impédance d'entrée, ça soulagera ton GBF.

Je suis d'accord avec Catsiano, fais des mesures à 10 KHz, à mon avis il ne va pas rester grand chose du signal d'entrée...

Cordialement,
--
Stéphane

» 22 Mai 2010 3:31

une petite parenthese si j'ose me permettre, sur l'histoire de l'overshoot et undershoot

ca me fait penser a M. Lavoisier a dit : Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme

si on a undershoot on a aussi certainement overshoot ,

par exemple
si un etage de sortie est plus lent que l'etage d'entrée il y a overshoot
ont elimine par exemple cette surtension avec une resistance entre les 2 etages
la difference de temp de montée va etre transformé et absorbée par cette resistance
par perte de tension l'energie dissipée prend la forme d'un undershoot !

si je regarde t'on signal d'entrée il presente une legere courbure
logiquement le signal de sortie ne peut pas etre rectiligne

sur le teste carré de 40V c'est ok
sur le 60V la 1ere partie du temp de montée est plus rapide que prevu soit au dessus
de la coupure fixé par le condo CC de 22pf et la parfaitement rectiligne !

a vue d'oeil le teste carré de 40V nous donne vers 2us
et sur le signal 60V la premiere partie semble avoisinner les 1,7us

donc la 1ere partie peut ce voir comme un overshoot suivit de l'undershoot
si j'aditionne les 2 temps de montée under et over ont va retouver quelque chose
proche du temp de montée qui aurait du etre que fixé par la compensation CC (courbe orange)

» 22 Mai 2010 8:41

Bonjour Stéphane,

Mon ampli est différent sur plusieurs aspects.
Voici le schéma exact avec la liste des composants :
http://img94.imageshack.us/gal.php?g=amplischmalist.gif

Par rapport a ce schéma j'ai opéré quelques modifications.

Pour l'alimentation elle est décrite en première page de ce post.
En résumé J'alimente l'étage de sortie avec un 50V, et le lme avec du 60 Régulé.
expliquée ici : viewtopic.php?f=1056&t=29916600&start=0#p172903215

Je n'ai pas eu le temps de checker, mais ce genre de courbe il me semble me rappeller que NS disait que ca venait d'un mauvais rêglage de Ccomp. Je n'arrive pas a retrouver le document.

Donc je ne suis pas en compensation double pole.
L'étage de sortie est polarisé a 350mA.
Comment est fait le PCB ...si cela peut aider : viewtopic.php?f=1056&t=29916600&start=0#p172903217
J'utilise pas des MOs IRFP240/IRFP9240 et pas des 2SK1530/2SJ201.
Tu remarqueras que les Rgates ont la même valeur pour les 2 polarités (220Ohms)

Voilà pour l'instant.

Pour catsiano ... bien vu les 2 Coeff de montée.
Pour mémoire, le phénomène apparait sur signal SINUS aussi quand l'amplitude est importante.
Et de quoi cela pourrait il venir alors ?

Je vais Vérifier que mes sondes sont rêglées au mieux et de manière identique et je referais les mesures sur les 2 amplis.

Encore merci de votre support.

» 22 Mai 2010 8:47

ca y est j'ai retrouvé : C'est sur le document des LM4702 (les grands frères des LME49830)

http://www.national.com/an/AN/AN-1645.pdf

en page 10 ... ca ressemble étrangement a mon problème. et là ils parlent de la valeur des Rgates.

Ca vous parle ?

» 22 Mai 2010 10:52

oui bien sur
la resistance gate et la capa input du mos crée une 2eme coupure en frequence
ca veut dire un dephasage supplementaire

c'est 90° a 100° + le dehasage créé par rgate 220ohm sur la capa input (+les autre capa qui ce r'ajoute en //) genre 2nf
quand la tension entre Drain et Source est inferieur a 10V
en simule ca me donne aux total 150° !!

bon pour resoudre le probleme 3 solutions
reduire Rgate
ou augmenter la capa de CC
ou mettre un capa sur la cr (avance de phase)

les meilleurs perf pour un max de dynamique c'est de jongler avec ses 3 parametres !

note pour un mos irfp150 qui est fortement capacitif je suis descendu jusqua a 33 ohm avant oscillation

note aussi que dans l'article du pdf repete ce que je t'ai dit de faire , signal carré 10khz et tu gomme la surtension
donc en gros tu peut essayer rgate 47 a max 100ohm et trouver la bonne valeur de la capa CC
pour avoir le max de dynamique tout en ayant une bonne stabilitée

tu verras a 10k ou 20k pour le carré ca saute aux yeux !

» 22 Mai 2010 11:28

et aussi un autre truc facheux qu'il faut signaler c'est la sensibilitée en charge capacitive du mos
a cause de la resistance negative (capa gate source)

un reseau RC de stabilisation (damping) peut avoir l'effet inverse et provoquer l'oscillation des mos
j"avais opter pour cette solution sur un montage a base de mos , mais j'ai vite retirer ce truc
les mos passait en mode oscillatoire d'une facon plutop energique !

donc prudence la aussi , faut voir dans l'article il en parle il me semble

une self en sortie est suffisante je pense pour amortir la capa des cables de liaison etc...

» 22 Mai 2010 13:32

Ok Merci Catsiano,

Dans un premier temps je vais agir sur les Rgates, car en ce qui concerne le Ccomp, je pense que j'ai la bonne valeur (autant rester dans le std de ce que préconise NS. Si jamais je vois qu'il faut augmenter la valeur je le ferais, mais en dernier recours.)
Je viens de faire le calcul et effctivement actuellement, en supposant que les MOS que j'ai sont scrupuleusement conforme aux spec .... cela donne une Fc à grosso modo 500kHz
Si je réduis la valeur des Rgates a 100Ohms On Va passer a quelque chose de l'odre du Mhz. Et donc plus on va diminuer cette valeur plus le risque d'oscillation va augmenter (peut être que je raisonne mal)

tu précises 150° .... avec ma config a 220ohm + IRFP240/9240. C'est vraiment pourrit ?
Ce qui veut dire que le changement de ces résistance (Rgates) devrait améliorer les perfs de l'ampli de manière globale ?

Note effectivement j'ai un snubber en sortie d'ampli 0.1µF + 10Ohms.

Ok Je sais ce qu'il me reste a faire.....
0. Mesurer l'autre ampli pour voir !
1. Faire mon foutu GBF pour monter a 10-20Khz.
2. Modifier les Rgates. Je vais commencer a 100Ohms et on verra.
3. Certainement remettre en sortie de l'ampli la self + resistance.

Question annexe ... si je réduis la Ccomp cela risque t'il être encore plus compliquer de rêgler le systeme ? Autre option essayer le double pole.

EDIT : J'allais oublier ... ne faut il pas faire des tests sur charge capacitive de l'ampli ... genre R(6.

+C (1µF) pour voir comment se comporte l'ampli ?

EDIT 2 : Je viens de chercher un peu sur le net pour voir ce que prévonisait les personnes qui avaient un ampli avec un étage de sortie comme le miens.
il apparait que j'ai vu du 100Ohm, 150OHm, 220 Ohms (3 fois), 330 Ohms. Bon ca ne veut pas dire grand chose, mais j'ai un peu peur d'aller trop vite en descendant la valeur des Rgates.

Encore merci de tes indications.

» 22 Mai 2010 17:02

oui , c'est entre 500 et 600khz , 15Vus a voir 20Vus pour un gain de 30db a 35db

non pas vraiment si tu reduit Rgate tu ne passe pas le mhz la coupure est fixer par le condo CC et
par rapport au courant du differentiel d'entrée qui est de 0,5mA normalement opter par le constructeur

bon si la rgate est trop elevée tu va perdre peut'etre je pense 10% voir 15% pas plus sinon
il y a de forte chance que l'ampli oscille donc ....;

non la aussi c'est pas vraiment juste l'histoire de + tu augmente Rgate plus c'est stable
un des gros facteur est deja le courant d'attaque des mos
dans le cas du lme on a affaire a 2 push pull independant qui sur ce coté la me semble excellent
donc la rgate peu rester faible

autre facteur qui entre en compte est la capa de charge en sortie qui peut imfluer sur la
resi de gate mais d'autre facteur doivent etre prise en compte pour que ca oscille
il faut que l'entrée gate presente une composante L/C qui peut provenir du cablage lui meme piste du ci imprimé
etc ... meme qu'une resi peut ce voir aussi comme une pseudo inductance a partir d'une certaine frequence
enfin c'est plutop obscure c'est histoire d'oscillation HF spontanée !

150° c'est pas le top bon c'est de la simule mais c'est pas bon signe on est proche de la phase d'oscillation
qui je crois est de 180° , il faut au moin taper dans les 70° de marge de phase pour assurer une bonne stabilitée

oui les perfs seront certainement meilleurs

tu peut tenter le 10pf seulement avec resi de gate 47pf mais je mettrais un condo ajustable de 2 a 20pf
sur la cr pour ajuster la marge de phase

pour le double pole c'est deliquat ont a affaire a une pente de coupure de 12db a partir d'une certaine frequence
si tu coupe pas comme il faut tu va te retrouver avec un dephasage a nouveau trop prononcé !

oui le teste 10khz 8ohm/1uf
c'est un bon teste pour voir le comportement sur charge capacitive et suivant l'amplitude de la surtension
te donnera d'idée de la marge de phase disponible

bon moi j'ai mis du 33 ohm j'ai pas peur :lol:

si c'est bien drivé avec la bonne coupure CC je vois pas le probleme

dans le pdf an-1850 il ont mis 22ohm comme quoi
bien sur si tu coupe a 100khz capa cc 100pf tu peut mettre 220 ohm de resi de gate la stabilitee va etre bonne
mais bon niveau dynamique ca joue plus dans la meme cour

» 22 Mai 2010 17:30

Ok c'est clair... y a plus qu'a alors ....

des nouvelles fraiches la semaines prochaine ... le temps d'aller acheter des résistances 1% aux bonnes valeurs pour les tests de stabilité.

A suivre. Donc.

» 22 Mai 2010 17:45

Bonjour Castiano,

"si un etage de sortie est plus lent que l'etage d'entrée il y a overshoot ont elimine par exemple cette surtension avec une resistance entre les 2 etages la difference de temp de montée va etre transformé et absorbée par cette resistance par perte de tension l'energie dissipée prend la forme d'un undershoot"
Là, j'ai du mal à suivre.

"oui le teste 10khz 8ohm/1uf c'est un bon teste pour voir le comportement sur charge capacitive"
Attention, Yuli_35 a retiré la self en sortie prévue pour mieux accepter ce type de charge.

Bonjour Yuli,

Il serait intéressant de voir le comportement sur front descendant. Aussi, je ne comprends pas les conditions de la distorsion d'intermodulation citée plus haut. Quels signaux sont en entrée pour cette mesure ?

Bien à vous, Jean-Marc.

» 22 Mai 2010 19:24

bonjour JM

le probleme est que si le 1er etage est plus rapide que l'etage qui suit il y a instabilitée de transfert
bien sur c'est dans le cas ou la contre reaction de l'etage de sotie n'est pas rebouclée a celui d'entrée !
pour eliminer ce probleme on va reduire la vitesse de tranfert du 1er par RC par exemple
dans le schema ici audio research c'est R40 C24 , et si je relie direct sans passer la le RC
ca oscille gentillement

oui sans la self , c'est preferable sans aucun doute pour prendre cette mesure sur charge capacitive
maintenant la reaction du mos j'ai aucune idée ?