Pilotage HP en courant et asservissement

[Tazz28]

Intéressant.
La topologie utilisé pour LM2, a part minimiser le schéma, as t elle des avantage par rapport à l'utilisation d'un U2' / schéma symétrique à U2,LM1 ?

Edit: Grrrhhh, pourquoi mes messages font toujours passer à la page ..?..

[maxidcx]

Salut, t'inquiète ça ne veux pas dire que tu n'es plus à la page
l'idée de tout simplement doubler le montage U2-LM1 avec un U2'-LM2 est tout à fait valide, dans ce cas, à peux de chose prêt ça revient à faire une carte stéréo et à se donner la possibilité de l'utiliser en // ou bridge, et d'une certaine manière on revient au projet que j'ai développé dans l'autre fil. L'idée derrière ce schéma c'est de faire une carte "mono", et un circuit addon pour câbler un deuxième LM3886 au dessus du premier, et donc avec un minimum de composants supplémentaires et une simplification drastique des problèmes de routage des alims. une sorte d'ampli en courant "3D" .

[maxidcx]

au fait si quelqu'un à une idée pour annuler une éventuelle composante continue en sortie de U1 ou de LM1, sans mettre un gros chimique en série avec u2, welcome. (bien sur un dc servo fonctionnerait, mais comme les amplis sont inverseurs, il y a peut-etre moyen de faire plus simple)

[J-C.B]

Oui, mais!!
Ce qui veut dire que rendre les deux sorties équipotentielles à travers un unique servo ( sur l'étage suiveur) est possible.
Par contre si la dérive en cc et en sortie du maitre est conséquent , la saturation sera dissymétrique et sera désagréable à l'écoute et limitera la dynamique.
Faire des économies de bouts de chandelles en amplification ( en audio en général), ça s'entend.

[maxidcx]

Bonjour!
Oui, mais on peux voir le DC Servo comme le bidule qui organise pour que le courant moyen traversant le bridge soit nul, il suffit d'appliquer la compensation au bon endroit ( ). Je reconnais en tout cas que ce n'est pas simple de faire simple et que quelque fois il vaut mieux un aop de plus pour etre à l'aise.

cela étant, je pense qu'on est passé sacrément à coté d'un point important dans la discussion asservissement/ampli courant, à savoir l'importance de la "resistance positive", en absolue et en linéarité sur la bande de fréquence.
En fait j'ai repris le bouquin de Esa et ça fait du bien de repartir de zéro.
de son point de vue, l'important c'est d'avoir une résistance positive élevée, plusieurs kilo et au moins 250ohms vers 20khz.
de cette façon, on compense bien les variations et on annule un max de distorsions.

Pour faire simple, la resistance positive correspond au gain de l'ampli (boucle ouverte) multiplié par la résistance de mesure.
et c'est la que ça se complique car le gain des ampli décroit avec la fréquence.

si on rend un simple LM3886 avec une résistance de pied, on est dans les recommandations


et cela donne des bodes assez pointus:


dans les discussions précédentes, on à parlé de compensation et il me semble que cela revient à aplanir la resistance positive sur la partie utile du spectre, pour un HP donné, non ?. à suivre

[J-C.B]

Bonsoir Maxidcx,

qui organise pour que le courant moyen traversant le bridge soit nul,

Ce qui nécessite que les deux sorties soient équipotentielles.

à savoir l'importance de la "resistance positive",

Je ne partage vraiment pas ce point de vue, concernant la résistance. Un genérateur de courant revient à avoir une résistance différentielle de source infinie. Du reste à tension d'entrée constante, les variations dI de courants sont théoriquement nulles et par voie de conséquence dV/dI tend vers l'infini. Ce qui tend aussi à montrer qu'un ampli en courant doit être capable de produire de grandes excursions de sa tension de sortie ,sur une large bande. Il te suffit de faire le tracé de Bode en courant pour te rendre compte des performances du contrôle de ton système.
Pour ne pas te faire d'ombre et aussi parce que ce nouvel agencement de la section DiY ne me satisfait pas, je n'ai pas présenté un ampli Courant/tension dont le contrôle de courant est linéaire jusqu'à 100kHz avec les caractéristiques électriques d'un boomer. En tension sa bande excède le MHz.
Avec le LM3886, tu ne peux, en courant, espérer plus de 10 à 20kHz pour le même HP

dans les discussions précédentes, on à parlé de compensation et il me semble que cela revient à aplanir la resistance positive sur la partie utile du spectre, pour un HP donné, non ?. à suivre

Les compensations sont utiles ( comme dans un ampli en tension) pour assurer la stabilité et dans ce cas s'assurer que le transfert tension -> courant soit linéaire sur une bande qui s'étend bien au delà de la bande utile.

[maxidcx]

Bonsoir Jean Claude!

qui organise pour que le courant moyen traversant le bridge soit nul,

Ce qui nécessite que les deux sorties soient équipotentielles.

oui, je suis d'accord et si les 2 amplis (par exemple lm3886) on une petite différence de quelques mv dans leurs offsets respectifs c'est vrai qu'on ne peux pas les corriger avec un seul servo.

à savoir l'importance de la "resistance positive",

Je ne partage vraiment pas ce point de vue, concernant la résistance. Un genérateur de courant revient à avoir une résistance différentielle de source infinie.

effectivement, si la resistance varie en fonction de la fréquence, c'est que le générateur de courant n'est pas idéal... je te suis bien dans l'idée que plus la resistance est élevée mieux c'est. je questionne quand même la relation entre gm constant sur une plage et resistance du générateur (voir courbes plus bas).

Du reste à tension d'entrée constante, les variations dI de courants sont théoriquement nulles et par voie de conséquence dV/dI tend vers l'infini. Ce qui tend aussi à montrer qu'un ampli en courant doit être capable de produire de grandes excursions de sa tension de sortie ,sur une large bande. Il te suffit de faire le tracé de Bode en courant pour te rendre compte des performances du contrôle de ton système.

effectivement, et il faudrait probablement donner une recommandation sur ce sujet, par exemple, si on prévoit d'utiliser un HP dans la même plage que si 'il était piloté en tension, alors prévoir une marge de x db... (à dévlopper).
EDIT: oops, le problème ne se pose que si l'on souhaite utiliser le driver un peux plus haut en fréquence que sa coupure naturelle lorsqu'il est piloté en tension...

Pour ne pas te faire d'ombre et aussi parce que ce nouvel agencement de la section DiY ne me satisfait pas, je n'ai pas présenté un ampli Courant/tension dont le contrôle de courant est linéaire jusqu'à 100kHz avec les caractéristiques électriques d'un boomer. En tension sa bande excède le MHz.

tu peux poster ici, on est en diy electronique

Avec le LM3886, tu ne peux, en courant, espérer plus de 10 à 20kHz pour le même HP

absolument d'accord, (voir courbe ci dessus et ci dessous), mais on peux faire mieux en composite (me trompe-je..?)

dans les discussions précédentes, on à parlé de compensation et il me semble que cela revient à aplanir la resistance positive sur la partie utile du spectre, pour un HP donné, non ?. à suivre

Les compensations sont utiles ( comme dans un ampli en tension) pour assurer la stabilité et dans ce cas s'assurer que le transfert tension -> courant soit linéaire sur une bande qui s'étend bien au delà de la bande utile.

oui, donc on a deux types de compensations, celles qui visent à garantir la stabilité et éviter les oscillation HF, et celles qui visent à linéariser la transconductance sur une certaine plage, faut il par exemple aller une décade au dessus de la fréquence de coupure acoustique ?

sinon et pour compléter le raisonnement développé dans le post précédent, voici le même LM3886, avec une linéarisation de la courbe de courant pour obtenir une transconductance la plus plate possible. il suffit de rajouter de la contre réaction en tension (R2), ce qui "arrondit" le pic de tension. Malheureusement, le résultat c'est une resistance positive de seulement 125 ohms sur ce spectre...

on retrouve bien aproximativement le gain de l'ampli (2610/10=261) multiplié par la résistance de pied (0.5)

[maxidcx]

et voici un montage extrêmement simple d'ampli courant composite qui permet de multiplier la resistance de l'ampli par 10 comparativement au même montage (ci dessus) sans aop, et réglé pour avoir la même réponse sur gm la resistance de l'ampli:

[maxidcx]

Bonjour !

je reviens sur ce fil avec quelques résultats suite aux travaux d'hier soir qui peuvent intéresser ceux qui suivent le fil, avec l'objectif de partager des idées de schémas pour faire un "bon" ampli en courant, en essayant de comprendre les tenants et aboutissants (vaste programme).

dans les quelques posts précédents, on voit qu'il est possible de linéariser la courbe I=f(u) en amplitude et en phase en ajoutant une partie de la tension de sortie dans la boucle de contre réaction. Mais cela diminue le gain de l'ampli et donc réduit la résistance positive autrement dit la capacité de l'ampli à maintenir le courant en fonction des variations de la charge.

Avec un simple LM3886 on ne dépasse pas une 20aine de khz "propre" du fait de ses limitation en Gain et bande passante. En ajoutant un ampli op (ampli composite), on augment cette fréquence uniquement si l'ampli op à une meilleure caractéristique que le LM3886.
du coup, autant partir sur une bête de course comme le LME49710 (gbw=55mhz).

Se pose ensuite le problème de rotation de phase dans tout les sens et la nécessité de choisir une typologie et de mettre des capas de compensation au bon endroit pour apporter une marge de gain et de phase acceptable.

Avec le schéma ci dessous , je pense qu'on arrive à une solution assez polyvalente, autour du LM3886:


le LM3886 est câblé en ampli inverseur gain 10 avec une légère compensation (C2) pour fixer les choses.
Le maitre du jeu est en amont et on peux réduire sa bande passante avec R1/C1 pour améliorer la stabilité de l'ensemble, ou si on prévoit d’attaquer un mid ou un woofer coupé bas.
La courbe bleue courant image de la tension d'entrée est plate et amorce une descente -3db à 51khz (Q=0.5), mais la phase reste plate avec moins de 1° de déphasage à 20khz.
Avec R4+C3 on oblige le LM3886 à se comporter un peu comme un All-pass, ce qui corrige la phase de 90° la ou on en a besoin d’où la forme de cloche pour la phase sur la courbe verte. Mais cela renforce l'instabilité HF qui est corrigée par C4. (en choissant C3=C4 il est important que R4 soit <1k)

pour la courbe d'impédance de sortie, c'est assez royal :

on obtient encore 2kohm à 20khz.
Avec R5/R0, on crée un plateau pour l'impédance de sortie à 10kohm. on peux aussi enlever R5 et ponter R0, ce qui ne change pas grand chose à la réponse de la précédente photo et on obtient une impédance très élevée aux basses fréquences. C'est peut être préférable?
EDIT: d'ailleurs R5 aurait du être relié sur la sortie du LM3886 directement, mais en la mettant au point milieu (par erreur) on gagne 20% de resistance à 20khz ( )

Je suis curieux de vos retour, Jean Claude bien sur et peut être d'autres followers, sur l'approche et les résultats de ces courbes... ?
dès que j'ai un peux de temps je développe la même idée autour d'un bridge.

[J-C.B]

Bonjour Maxidcx,
Il serait intéressant que tu simules le montage avec une charge infinie.
Cela te permettras de tracer ses asymptotes du gain en tension et ainsi de définir ses limites.
Cela donne un truc comme ça,

dans lequel le profil asymptotique est en pointillé rouge foncé, la courbe impédance fréquence soumise à un coeff en rouge clair et la réelle courbe de gain en tension en noir

En la rapprochant de la courbe de réponse en courant

Il est possible de se rendre compte que c'est effectivement cette réponse linéaire qui permet en sortie de tension d'avoir à un coef constant près, l'image de la courbe d'impédance du HP.
Ici le Dayton RSS390HF4

[maxidcx]

Bonjour Jean Claude

avec une charge infinie, j'ai un gain "plat" de 80db jusqu'a 4khz et ensuite ca descend avec un deuxieme pole vers 1.4mega et une coupure du 0db à 4.3mhz. J'ai du mal d’interpréter ce que représente cette courbe, par rapport aux autres ou ce qu'on peux en déduire

Si je te suis, le système est bien au point si la courbe de tension représente à un coef prés l'impédance du driver. ce qui est logique puisque U=Z.I, ok c'est en effet une façon logique de définir un comportement correct. C'est certainement suffisant pour contrôler l'accélération de la membrane, mais en suivant le raisonnement de Esa M, il faut aussi corriger les imperfections qui vont impacter l'impédance, comme les effets microphoniques par exemple. Comment peut on intégrer c'est aspect dans la définition d'un comportement cible ? la notion de resistance de l'ampli me plait bien...

[maxidcx]

oops, dans le schéma proposé ci dessus ce matin, C3 et R4 configure le LM3886 en all-pass, tant et si bien qu'il à un gain de 1 ! ce qui n'est pas acceptable pour plusieurs raisons... du coup ça colle pas, par contre, en intervertissant C3 et R4, on retrouve le gain de 10 tout en aplatissant la phase. du coup on gagne énormément en resistance puisque le gain de boucle prend 20db, je posterai un "update" quand tout sera propre. a+

[J-C.B]

C'est certainement suffisant pour contrôler l'accélération de la membrane, mais en suivant le raisonnement de Esa M, il faut aussi corriger les imperfections qui vont impacter l'impédance, comme les effets microphoniques par exemple.

La courbe Z(f) intègre cet effet qui est parfaitement chiffré. C'est à l'asservissement complet (en pression donc) de s'en occuper.

J'ai du mal d’interpréter ce que représente cette courbe, par rapport aux autres ou ce qu'on peux en déduire

Elle te montre les réserves et limites de gain. Autrement dit, en dehors d'une légère résonance dans le haut, le gain sera toujours contenu dans ce gabarit .

[maxidcx]

J'ai du mal d’interpréter ce que représente cette courbe, par rapport aux autres ou ce qu'on peux en déduire

Elle te montre les réserves et limites de gain. Autrement dit, en dehors d'une légère résonance dans le haut, le gain sera toujours contenu dans ce gabarit .

oui, bien sur c'est le gain en boucle ouverte (charge infini, l'ampli balance un max de tension pour essayer d'avoir un courant image de la tension d'entrée). et c'est une autre représentation de la résistance de l'ampli "à un coefficient près"

[J-C.B]

Je ne trouve pas que cette notion de résistance soit autre chose qu'une vue de l'esprit. Quelle que soit la nature de l'ampli il s'agit plutôt d'impédance, mais cela est encapsulé dans le transfert opéré par l'ampli. Il est nettement plus direct, voir explicite, de traduire directement une fonction de transfert à travers les notions de servomécanismes.
Une simple CR peut être analysée de cette manière.