Un nouvel ampli DIY - FastBack

[Yuli_35]

Hello JIM,

Merci pour l'explication, Je vais quand même la reprendre tête reposée.
Ton explication me va très bien
Pour les cours je suis preneur
J'ai eu beau chercher sur le net mais je ne savais pas comment trop chercher.
donc si tu as des pointeurs .... N'hésites pas.

Bon ce qui nous importe ici :
0. quelles sont les conditions de stabilité à respecter absolument (théorie a vérifier avec mesures).
1. le LM3886 est donné pour stable pour un gain supérieur a x10 dans la doc technique - à revérifier à l'oscillo.
2. Quoi prendre comme AOP d'entrée.... Un AOP a entrée FET sera mieux coté offset.
3. Quoi mettre comme compensation et ou prévoir les compensations.

bien noté la manip avec NE5532 et TL072 pour tester l'offset. Je sais très bine comment fair un bel offset avec un NE5532 expérience !
Je passe rapidement chez mon revendeur d'electronique pour acheter une de ces bestioles a 40cts et tester l'offset.

Maintenant JIM que tu as vu les possibilités de ce montage tu vois pourquoi je pousse !

EDIT : Question a 2 cents ... Comment on teste la stabilité ??? (signal carré ? + charge capacitive ?)
EDIT 2: Critère de NYQUIST .... ca parle a quelqu'un
Contrairement au critère du revers qui permet de juger de la stabilité ou non d’un système en boucle
fermée en considérant le lieu de Nyquist de sa boucle ouverte, le critère de Nyquist est
d’application très générale. Il permet de juger de la stabilité ou non de la boucle fermée en
considérant le diagramme de Nyquist de la boucle ouverte quelle soit stable ou instable.

a+ Gilles.

[J-C.B]

Bonjour Gilles,

le LM3886 est donné pour stable pour un gain supérieur a x10 dans la doc technique - à revérifier à l'oscillo.

C'est tout à fait ça. Partir sur cette base ne te poseras aucun problème.
Cordialement.

[Yuli_35]

Merci philippe,

Partons donc sur quelque chose de classique : un gain du LM3886 de x10
Si je prends 6.8k / 680 ça fait un gain de x11... On est dans les clous et on a même un poil de marge.

en ce qui concerne l'AOp. A l'origine j'étais parti sur le NE5534, mais vu ce que cela implique en terme d'offset, mon expérience me dit que même avec la compensation je n'arriverais pas a avoir 0. Donc il faut revoir le choix de L'OAP.

Autres questions .... Le choix de l'AOP.
il faut que l'AOP ai si possible :
1. un gain conséquent.
2. un offset minimal (pour m'éviter de rajouter encore un servo)
3. Qu'il intègre un système de compensation d'offset.
4. Faible bruit
5. faible disto.
6 .... et tout ce qui fait un bon AOP Audio.

quelques idées : TL071, OPA2604 OPA2134, OP275 ....

[J-C.B]

Bonsoir Gilles,

Critère de NYQUIST .... ca parle a quelqu'un

Il y a une littérature conséquente sur ce sujet. Encore faut il écrire la fonction de transfert de ton système et de ses boucles.
Cordialement

[JIM]

Quelques liens :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_Bode
http://f2ea.free.fr/files/cours/stabilite/Stabilite.htm

Gilles,

Je n'ai pas de doute sur les possibilités de ton montage.
Tu fais en fait un compound dont tu limites l'effet afin de garantir la stabilité. Tu réduis ainsi encore la disto sur le lm3886. Après, je pense que tu devrais être encore un peu plus raisonnable.
10dB supplémentaire serait tout à fait suffisant et t'apporterais une réduction de disto d'environ 20dB par rapport au schéma d'application.

Cependant, je me pose quand même quelques questions sur la stabilité de l'ensemble en pratique.
Déjà, en continu. Un servo dc sur chaque lm3886 qui va forcer la sortie à un offset quasi nul alors que l'offset en sortie de l'AOP ne sera pas nul à moins de rajouter encore un servo.
Le tout imbriqué dans de multiples CR !!!!

Et quand même, à moins que ce soit lié à l'absence de servo, toutes les mesures que j'ai vu sur des lm3886 en // montrent une remonté de la disto assez importante face à une seule puce. La réduction de distorsion ne sera donc pas si énorme.

A moins d'essayer et de mettre au point, ça va être dur d'aller plus loin avec la simu.

[Yuli_35]

Bonjour Jean Claude,

Il y a une littérature conséquente sur ce sujet. Encore faut il écrire la fonction de transfert de ton système et de ses boucles.

Je dois avouer que j'ai trouvé des liens qui parlent de cela sur le net, mais j'arrive aux limites de mes compétences .
J'ai bien du étudier cela en classe prépa, mais comme je ne l'ai plus pratiqué depuis plus de 20 ans.... Nyquist est pour moi un nom que je connais qui fait parti de mon vernis culturel, mais c'est tout... C'est comme lorsque je me rappelle que je traitais a l'époque des matrices d'équations différentielles .

Effectivement .... La fonction de transfert .... Oui, mais j'en suis incapable.
Ce que je fais va a l'encontre de plein de principes - en clair - "je bricole à la simulation", sachant que normalement l'outil de simulation sert a valider un concept. Moi je m'en sert pour optimiser (avec les travers que cela comporte). C'est comme cela que j'ai modifié le schéma d'origine de Texas instrument

Bon, tout cela pour dire qu'à la simulation j'arrive à avoir quelque chose de stable sur signal carré et charge capacitive, avec des niveaux de distos extra, alors si on peut d'un point de vue théorique encore améliorer la choses, je suis preneur.
Maintenant si ce que j'ai déjà proposé est assez optimisé, il va falloir passer à la pratique.

Mon premier test va consister a voir comment un TL07x ou TL8x se débrouille en tant que DC servo.

cordialement gilles.

[Yuli_35]

Oui Jim C'est pourquoi j'essaye de limiter le nombre de SERVOS en mettant en entrée un AOP qui fera au final un offset global très faible.
UN TL071 a la simul donne un offset en sortie de 3mV.
Ensuite il faut passer a des AOPs de compétition pour garder l'offset a 0.

Dernière option comme tu l'indiques 4 servo DC pour 1 ampli .... C'est balaise hein ?

Je vais y aller progressivement il serait pas mal de commencer avec 1 LM3886 et voir ce que ca donne. Ensuite passer a 2 LM en parallèle en sortie, puis 3.

Tu peux me montrer les références des mesures de distos avec plusieurs puces ? la on voit une nette dégradation ?

PS: Merci pour les liens. Cela recoupe ce que j'ai trouvé tout a l'heure - et je ne peux malheureusement pas transformé la théorie en éléments pratiques (avec mes connaissances).

Cordialement Gilles.

[tcli]

EDIT 2: Critère de NYQUIST .... ca parle a quelqu'un

Oula, il va falloir faire de la theorie

Je vais essayer de faire simple (et donc pas rigoureux) :
Imagine que sur ton ampli, tu coupes ta boucle de contre-réaction (imagine seulement , essaye pas de le faire sur un ampli réel).
Il se retrouve en "boucle ouverte".
Observons sa réponse en amplitude et phase dans cette configuration.
Le gain est très élevé mais a partir d'une certaine fréquence il commence à chuter. normal...
Pour ce qui est de la phase, comme dans tout bon passe bas, plus la fréquence est haute, plus elle va prendre du retard.
A une certaine fréquence (Fl) ce retard sera si important que la phase sera de -180° !
C'est à dire qu'a la fréquence Fl le signal en sortie de l'ampli en boucle ouverte est en opposition de phase avec le signal d'entrée.
C'est embêtant, car le principe de la contre réaction, c'est de prendre le signal de sortie, de l’atténuer et de le soustraire au signal d'entrée avant d'amplifier.
Hors à la fréquence FL, comme le signal de sortie est en opposition de phase, on ne va plus soustraire, mais ajouter.
C'est plus de la contre réaction mais de la réaction ....
La théorie dit que si le gain en boucle ouvert de l'ampli à cette fréquence Fl , fois le gain de ton réseau de contre réaction est supérieur à 1, ce n'est plus un ampli que tu as fabriqué mais un oscillateur !

Dans la pratique , on résonne à l'envers : on regarde a quelle fréquence le gain de l'ampli en boucle ouvert atteint le gain en boucle fermé et on regarde la valeur de la phase à cette fréquence. Plus précisément, on calcul sa différence par rapport a 180° et on appelle ça la marge de phase.
Si c'est > 0 c'est stable, mais on préfère avoir une marge de phase > 30 voir 45°.

Il est très difficile de mesurer la réponse d'un ampli en boucle ouverte, car son gain est très grand et pas du tout stabilisé.

Par contre, il existe une astuce pour calculer la marge de phase sous LTspice :

Tu règles l'amplitude AC de ton signal d'entrée a 0.
Tu ajoutes une source de tension, entre l’entrée - de l'ampli et le réseau de contre réaction, avec une amplitude AC de 1.
Tu simules en mode AC
Tu traces V(a)/V(b) où V(a) : tension à la borne de la source ajoutée du coté contre-réaction et V(b) tension à la borne de la source de tension coté ampli.
Tu regarde à quelle fréquence cette courbe atteint 0db . La phase à cette fréquence est la marge de phase.

PS : ou a tu trouve ton model de LM3886 ?

[tcli]

Dernière option comme tu l'indiques 4 servo DC pour 1 ampli .... C'est balaise hein ?

A ce propos le kit audiophonic :http://www.audiophonics.fr/module-amplificateur-audiophonics-stereo-lm3886-2x68w-p-4147.html
incorpore un servo par LM3886, c'est rare pour un kit.
Le plan est ici :
http://www.xd218.com/wwwroot/pic/digi/0097_more4.JPG

Ca pourrais te servir de brique de base. Helas, il est pour l'instant indiqué comme non dispo.
J'ai envoye un mail a audiophonics car ce kit m'interesse.

PS: interessant le site http://www.xd218.com, ca a l'air d'etre le fournisseur de audiophonics pour ses kits ampli ...

[JIM]

Tu peux me montrer les références des mesures de distos avec plusieurs puces ? la on voit une nette dégradation ?

La note d'application national, voir PA100 pourtant avec des résistances à 0,1%.
http://www.national.com/an/AN/AN-1192.pdf
Le lien donné par androuski sur un lm4780 qui devrait avoir moins ce problème en théorie, toujours avec R à 0,1%
http://www.tech-diy.com/paraclone.htm

Ca ne peut pas être plus clair.

Le TDA7293 n'a pas ce problème, c'est ce que j'ai voulu vérifier car l'ancien datasheet ne donnait pas de mesures.
Il a été mis à jour en septembre 2010.

Très bonne explication tcli, la fonction de transfert en boucle ouverte est donnée dans le datasheet (en bas de la page 16)
http://www.national.com/ds/LM/LM3886.pdf

A+

[tcli]

Très bonne explication tcli, la fonction de transfert en boucle ouverte est donnée dans le datasheet (en bas de la page 16)
http://www.national.com/ds/LM/LM3886.pdf

En effet.
On voit que la phase atteint 135° a un peu plus de 1Mhz et que le gain de l'ampli en boucle ouverte est d'environ 15db a cette frequence.
Donc 45° de marge avec 15db de gain en boucle fermée, en dessous on entre dans une zone dangereuse.
Instabilitée garantie en dessous de 5db de gain.

[Yuli_35]

Ok Jim,

Je n'avais jamais regardé sous cet aspect les courbes de disto, et effectivement Le PA100 est en dessous du LM3886.
Comme tu l'indiques avec un LM4780, on devrait avoir moins de souci... mais c'est quand même pas terrible.

Je vais re-regarder le datasheet du tda7293 calmement, car a première vue je ne vois en quoi le tda est meilleur que le lm3886 coté disto (Désolé )
quand je regarde en page 12 pour le Lm3886 et en page 9 pour le TDA.... Pour moi le LM est supérieur au tda pas de beaucoup mais il est supérieur en dessous de 30WRMS.
Il est certain que si on regarde au dessus de 35WRMS sou s8 Ohms en 20Khz c'est la cata avec le LM3886.
Maintenant j'ai certainement raté un truc.

Tcli, merci pour l'explication et surtout pour l'explication de texte avec le LM3886.... donc 15dB ... Donc Gain de x6 ou plus ?

L'option qui pourrait se dessiner un Compound avec 2 TDA ?

[JIM]

Je n'avais jamais regardé sous cet aspect les courbes de disto, et effectivement Le PA100 est en dessous du LM3886.
Comme tu l'indiques avec un LM4780, on devrait avoir moins de souci... mais c'est quand même pas terrible.

Je vais re-regarder le datasheet du tda7293 calmement, car a première vue je ne vois en quoi le tda est meilleur que le lm3886 coté disto (Désolé )

lm33886, tda7293, c'est très proche en terme de disto. Tu peux voir les courbes de disto sur mon doc pour le TDA.

La ou le TDA est intéressant, c'est la mise en // de plusieurs puces en mode maitre/esclave.
Le lm3886 qui demande forcément des réseaux de CR indépendant avec résistances à 0,1% et des résistances d'équilibrage de 0,1 ohm en sortie. Malgrès tout ça, la disto remonte.

Avec le TDA, pas de problèmes, en tout cas, j'ai rien vu à la mesure avec 3 TDA mais je n'ai pas suivi le schéma d'application car je n'ai pas mis les liaisons entre les pin dédiés au condo de bootstrap.

Pour la stabilité, ça semble identique au lm3886, je n'ai pas trouvé la fonction de transfert en boucle ouverte mais j'ai fais des essais. Stable pour un gain de 15dB, début d'oscillation à 10dB.

Si tu veux rester sur le lm3886 et si tu veux vraiment atteindre des distos très basse, il vaut mieux rester sur un seul lm3886 mais ça n'engage que moi.

[Yuli_35]

D'accord, je vais étudier la solution maitre escale alors avec le TDA.

Je comprends ce que tu veux dire :

Si tu veux rester sur le lm3886 et si tu veux vraiment atteindre des distos très basse, il vaut mieux rester sur un seul lm3886 mais ça n'engage que moi.

Le projet évolue..... C'est normal.

[tcli]

Tcli, merci pour l'explication et surtout pour l'explication de texte avec le LM3886.... donc 15dB ... Donc Gain de x6 ou plus ?

Oui
Maintenant, j'ai fait ca a la louche en regardant sur un petit graphique.
Donc on peut peut-être encore descendre un petit peu en gain.

Je ne suis pas sur que tu ai interet a descendre en gain pour le LM3886 dans ton montage compound.
Certes , tu vas diminuer la disto du LM3886 par contre reaction locale, mais en diminuant le gain tu vas
diminuer l'action de la boucle de CR globale.
Intuitivement, je dirais que ca revient au même, mais il faut se mefier de mes intuitions...