מגברון.
LM3886 הוא ציפ' די חמוד, שנשמע סבבה בעיקר בגלל שיחסית קשה להרוס לו את החיים עם סכמה דפוקה...
היתרונות שלו על פטרונות דיסקרטיים הם
- קטן מימדים = אי אפשר לעשות סכמה טרנזיסטורית כלכך קטנה - אחרת ככל שהסכמה גדולה יותר, כך היה צוברת יותר רעשים, ולא יכולה לעבוד בצורה מהירה (GBW) - וכתוצאה מכך סובלת קשות גם מרעשים וגם מTIM/SID - transient intermodulation/slew introduced distortion.
אפשר לעקוף את העסק על ידי תכנון מגבר ליניארי ללא NFB ואז הוספה של NFB בקטנה - זה נשמע נהדר, אך גם עולה כסף וכאב ראש לא נורמלי - שJC יתעסק בזה, אני לא מקצוען כמוהו.
מה טוב במהירות של סכמה? מכיוון ומדובר במגבר עם NFB (negative feedback) - כמות העיוותים שלו מושפעת ישירות מעומק של פידבאק, ועומק של פידבק מושפע ישירות מBW של אותו מגבר - כלומר, כמה מהר הוא יכול לתקן את האות מוצא כך שהוא יראה כמו אות כניסה.
- קל למימוש - אין צורך לדאוג לכל מיני דברים שכבר תוכננו על מהנדסים טובים, עם הגנות מפני overcurrent/short circuit/overheat/mute שמומשו בתוכו.
אך.... יש לו גם חסרונות:
- מכיוון והציפ הוא קטן, הכניסות שלו נמצאות קרוב מידי ליציאה שלו - מקבלים crosstalk בין יציאה לכניסה.
- האיכות של כניסה שלו אינה state of the art, ומושפעת גם מזליגת זרם אשר גורמת לDC-offset, וגם מושפעת מהתנגדות מוצא גבוהה של רכיב שעומד לפניו.
- לא עובד טוב בצורה non-inverting, בגלל מודולציאת קיבול של כניסה שלו או משהוא כזה...
בסכמה שלי ניסיתי לטפל בכל הדברים האלו כמו כן גם להוסיף כמה דברים בכדי להעלות את הרמה של כל העסק...
- ל3886 יש GBW די חמוד, אך מכיוון ומדובר ב gain-bandwidth product, כלומר הכפלה של gain על BW, ככל שנעלה את הGAIN נקבל פחות BW. והציפ הזה לא יכול לעבוד עם GAIN מתחת לאיזה 10 שזה די מגביל אותי מבחינת BW סופי. אז הלכתי על GAIN של 3, עם compensation בכדי לשמור על יציבות של מגבר.
- הוספתי "preamp" עם GAIN של כ5 כדי להעביר עיקר עבודה של הגברה על ציפ איכותי חיצוני שאפשר גם להחליף בהמשך למשהו משודרג יותר. בנוסף כמאת ביטלתי את הדרג כניסה של 3886 מכיוון שעכשיו הוא עובד עם סיגנל גבוהה והתנגדות כניסה נמוכה, עם גיין נמוך, ובצורה ממש מהירה. יופי
החלטתי להשתמש בLME49710 בגלל שהוא גם נורא חמוד מבחינת רעשים, גם יש לו דרג מוצא חזק יחסית, גם עלות שלו לא בשמיים, וגם בגלל שאני משתמש בסביבה עם התנגדות נמוכה יחסית ולא דורשת כניסת FET.
ידוע שספק של מגבר משפיע על האופן שהוא נשמע בצורה די מרגיזה...
הלכתי על ספק מיוצב בעזרת LM388 (שמסוגל לספוג כ7A בפיקים), עם קבל מוצא שהשתלב לי יופי (בד"כ כבל מוצא גדול מידי של רגולטור לניארי גורם לאוסצילציאות ואי-יציבות של output impedance של אותו רגולטור - מה שבד"כ הורס את הסאונד. משום מה לפי סימולציה ה680UF 50V של פנסוניק FC לא גרם לעיבות output impedance וכך הצלחתי לשלב אותו במעגל ולקבל impedance נמוך ויפה עד כמה MHZ).
אם הולכים על regulated - שאגב מנחית את הרעשים של ספק בכ70-100DB, אז אפשר לחסוך בקבלי סינון ראשיים של ספק - שמתי 6800UF שזה לא הרבה אך גם יחסית בסדר. הלכתי על שנאיים חלשים, דיאודות חלשות ושקטות של Schottky, עם snubbers ונגדים בטור לדיאודות (עושה את הdiode switching הרבה יותר חלק). כלומר, הגישה של מעגל line level/low noise.
הLAYOUT.
לקח לי כחצי שנה להגיע לPCB הזה
כמובן עם הפסקות באמצע...
נניח שזה לא מגבר, אלה רתכת משולבת פונוסטייג. באסה. מצד אחד אני צריך לספק הרבה זרם ומתח, ומצד שני אני רוצה לא לצבור רעש בדרג כניסה... וגם לא רוצה לעשות את הכל גדול מימדים (עלות של PCB + מקום במארז + ככל שאנטנה גדולה יותר - כך היה גם אפקטיבית יותר לשני קיוונים - גם פליטת רעשים וגם צבירה).
אז הרחקתי את הכניסה ממוצא, את מוצא שמתי בין שני ספקים כדי שזרם לא יעשה לי סיבובים במעגל (ככל שהloop של זרם גדול יותר - כך גם אפקטיביות פליטת רעשים גבוהה יותר) - זרם אמור לזרום בין + ו- של ספק כוח, דרך LM3886, דרך רמקול על תוך הGND. אם נעשה את הסיבוב הזה הכי קצר שאפשר - נקבל פליטת רעשים מופחתת.
כנ"ל גם בדרג כניסה, אך מבחינת קליטה.
בהתחלה הלכתי על ground plane רציף בגלל שאני עצלן, אך בסוף עשיתי סוג של star grounding כפול - אחד לPOWER ושני לכניסה עם גשר קצר יחסית בינהם.
מסלול של פידבאקים מאוד קצר - ממש בין הרגליים של גיוקים. נגד פידבאק לש 3886 - עשיתי אותו משני נגדים בגלל כמה סיבות - פיצור חום יותר יעיל מפחית כל העסק של thermal modulation, וlayout בצורה של П באנך לגראדיאנט טמפרטורה של המכלול מקטין את thermoelectric effect (כשישנו שוני בחימום של קצבות של נגד - מתפתח עליו מתח טארמואלקטרי. מכיוון שיש לי שני נגדים מנוגדים בכיוון, אז מתפתח עליהם מתח זהה אך בכיוון מנוגד = מתבטל.
כמו כן השתדלתי לשים את הנגדים של כניסות במקביל ולאותו כיוון כך שאם יש איזשהי הפרעה שמתלבשת על שניהם - היה תתלבש בצורה זהה ובכיוון זהה - ותתבטל על ידי דרג כניסה של כניסה דיפרנציאלית של אותו מגבר על ידי CMRR שלו. מן דמוי "balanced" במעגל single-ended.
אה, שכחתי שטיפלתי בתופעה של demodulation בטרנזיסטורים ביפולריים שנמצאים בתוך גיוקים על ידי סינון כניסה רב-דרגתי עמוק:
אם אני משתמש בrelay attenuator, אז יש לי הרבה נגדים בטור שאפשר לחבר עליהם קבלים ולקבל פילטר RC רב דרגתי לסינון RFI.
מה הבעיה? הקומבינציה של ממסרים דלוקים כל הזמן משתנת - בהתאם גם התנגדות ותדר חיתוך של אותו פילטר. עשיתי סימולציה בmicrocap כדי למצוא ערכים פחות-או-יותר מתאימים לכל דרג בכדי לקבל cut-off frequency פחות או יותר זהה לכל המצבים
נראה לי שאני משוגע...
זה יעבור, עם הזמן.
בטח שכחתי עוד כמה פרטים קטנים...
אהההההה, בטח שכחתי.
המגברות תוכנן כמגבר של 20W.
נכון, זה מצחיק. מה שעוד יותר מצחיק, שיש לי כרגע LM3886 של BrianGT - chipamp.com - ניסיתי להתפרע ומדדתי את ההספק... לא עברתי את 10W.
אז כנראה 20W מספיקים לי.
יש סיבות שמגברים גדולים (מפלצות) נשמעים טוב יותר ממגברים קטנים מאותה סדרה -
במגברים גדולים גם משקיעים יותר בכמות קבלים בספק, גם יש להם ספק נפרד לinput stage, וגם הם עובדים בקלאס A יותר זמן ממגברים קטנים.
רוב הדברים האלו נוכחים גם אצלי - גם מייצב שעושה "דמוי קבל ענק", גם ייצוב של input stage, וגם bias נשאר אותו bias של LM3886 רגיל שאין לי מה לעשות איתו.
