Hallo zusammen, kann bitte ein Profi sich die angehangenen Oszi-Bilder anschauen und sagen ob die Rechteck-Antwort meines Kopfhörerverstärkers (rot) "gut" ist und worauf man da achten muss? Schwarz ist das ca. 30kHz Eingangssignal. Was sagt der "Unterschwinger" bei negativer Flanke und ist der noch akzeptabel? Danke im voraus -samsung
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achso vergessen zu sagen: Der Ausgang am Verstärker war unbelastet. -samsung
3µs Flanke, sind etwa 160kHz Bandbreite, das reicht sogar einer Fledermaus dicke aus.
Peter schrub: >.....das reicht sogar einer Fledermaus dicke aus. Hier die entsprechende Musik zum Test: http://www.youtube.com/watch?v=nmRxirXM18E ;-) MfG Paul
Die Flanken sind so steil, dass der Verstärker bereits die Grenze der Slew rate erreicht. Für die Anwendung für Musik hat die Messung damit kaum Aussagekraft. Der Verstärker scheint schnell zu sein, ggf. sogar zu schnell weil ein Filter am Eingang fehlt.
Benjamin Van Gyseghem schrieb: > die angehangenen Oszi-Bilder anschauen und > sagen ob die Rechteck-Antwort meines Kopfhörerverstärkers (rot) "gut" > ist und worauf man da achten muss? Nein, die Antwort ist alles andere als gut. Nicht unbedingt wegen der Geschwindigkeit, sondern wegen der Unsymmetrie. Man sieht, dass die fallende Flanke eine viel kleinere SlewRate als die steigende hat und zudem noch Pegelabhängig ist. Außerdem gibt es eine Durchkopplung durch den Verstärker (der Sprung am Anfang der Flanken). Ich würde die Schaltung beerdigen. Vielleicht kann man aber noch was dran machen, zeig die mal. > Was sagt der "Unterschwinger" bei negativer Flanke und ist der noch > akzeptabel? Nein, der ist nicht akzeptabel, weil er zeigt, dass die Schaltung dort unterkompensiert ist und eine Überhöhung nicht nur im Zeitbereich, sondern auch beim Frequenzgang macht und sich die Eigenschaften mit der Aussteuerung stark verändern. Ulrich schrieb: > Die Flanken sind so steil, dass der Verstärker bereits die Grenze der > Slew rate erreicht. Das ist auch nötig, wie sollte man sonst die Schaltungseigenschaften ermitteln?
Die Rechteckantwort ist für einen Audioverstärker schlichtweg Unsinn. Keine Membrane kann einer 160kHz Flanke folgen und Deine Ohren erst recht nicht. Gib mal 20kHz Sinus drauf, dann sollte der Unterschwinger weg sein.
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Peter Dannegger schrieb: > 3µs Flanke, sind etwa 160kHz Bandbreite, das reicht sogar einer > Fledermaus dicke aus. Ja und? Für richtig gute Sachen reicht das bei weitem nicht. Stichwort Schleifenverstärkung und Gegenkopplungsfaktor zur Klirreduktion. Was glaubst du wohl wieso TI KHV mit 100MHz Bandbreite und Klein-/Großsignalanstiegs-zeiten von 300ps/5ns baut? http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tpa6120a2.pdf
Peter Dannegger schrieb: > Die Rechteckantwort ist für einen Audioverstärker schlichtweg Unsinn. Ach ja? Unsinn ist nur deine Antwort, weil du nicht verstehst wie die Sache funktioniert. In einem Rechteck hat man ein schön breites Spektrum und kann auf einen Blich sehen wie sich die Eigenschaften mit der Frequenz verhalten. > Keine Membrane kann einer 160kHz Flanke folgen und Deine Ohren erst > recht nicht. Darauf kommt es auch gar nicht an. Ein Verstärker muss eine extrem viel größere Bandbreite als das Nutzsignal haben, wenn man durch Gegenkopplung die Qualität verbessern will. Wenn man bei 20KHz noch einen Gegenkopplungsfaktor von 80dB zur Klirrreduktion haben will, dann muss die Schaltung eben 200MHz schnell sein, und zwar ohne Überschwingen/Überhöhung.
Mit den Testsingal wurde das slew rate Limit erreicht, die slew rate ist aber hoch genug, das sie im normalen Betrieb ausreicht. Eine große Reserve braucht man da auch nicht. Das die slew rate unsymmetrisch ist, zeigt das da ggf. noch was zu verbessern wäre, aber ein wirklicher Nachteil ist das nicht. Solange die Slew rate hoch genug ist, reicht es. Viel mehr als das die slew rate hoch genug ist, und auch die Bandbreite wohl ausreicht liefert diese Kurve einfach nicht. Wie hoch die Bandbreite wirklich ist, kann man hier auch noch nicht sagen - das könnten 100 kHz oder 1 GHz sein, da fehlen einfach Daten zu. Da der Verstärker vorher im slew Rate Limit war, würde ich auch das Überschwingen nach unten nicht überbewerten. Das ist einfach die interne Erholzeit nach einer künstlichen Extremsituation. Das kann mit einem normalen Signal ohne die Begrenzung schon wieder anders anders aussehen. Wenn auch bei einem kleinen Signal (also noch unter Slew Rate limit) der Unterschwinger ebenfalls auftritt wäre das schon nicht so gut.
ArnoR schrieb: > Wenn man bei 20KHz noch > einen Gegenkopplungsfaktor von 80dB zur Klirrreduktion haben will, dann > muss die Schaltung eben 200MHz schnell sein, und zwar ohne > Überschwingen/Überhöhung. Ach Gottchen, da überschätzt Du aber Deine Ohren völlig. Dann muß man aber auch 500€/m teure Oehlbach Kabel nehmen, sonst sind die 200MHz wieder futsch. Und wo steht denn, daß die Messung ohne Gegenkopplung erfolgte?
Ulrich schrieb: > Viel mehr als das die slew rate hoch genug ist, und auch die Bandbreite > wohl ausreicht liefert diese Kurve einfach nicht. Oh doch, sie zeigt eine erhebliche Unsymmetrie in der Schaltung, das ist ein schwerer Mangel, der auf keinen Fall richtig gute Eigenschaften zulässt.
Peter Dannegger schrieb: > Und wo steht denn, daß die Messung ohne Gegenkopplung erfolgte? Ohje, wmkAhemdKh.
Laß Dich nicht kirre machen, soweit zu sehen ist, ist der Verstärker prima für Audio geeignet. Ob da bei Ultraschall-Rechteck die Flanken etwas unsymmetrisch sind, kann niemand im Blindtest hören. Zeig dochmal die Antworten auf 100Hz, 1kHz, 5kHz und 20kHz Sinus, die sind erheblich aussagekräftiger.
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Solange die Slew rate hoch genug ist, ist es egal ob die unsymmetrisch ist. Auch mit unsymmetrischer Slew rate sind sehr gute Eigenschaften möglich, auch wenn es ggf. noch besser (oder sparsamer) ginge. Am Slwe rate Limit ist der Verstärker einfach außerhalb der normalen Parameter, wie er sich da verhält ist relativ egal - ohne wissen um die Schaltung ist es auch schwer da mehr rein zu interpretieren. Die Bandbreite des gesamten Verstärkers hat nicht unbedingt etwas mit dem Klirrfaktor zu tun. Für die Rückkopplung ist die Bandbreite der Regelschleife wichtig - bei einem kompletten Verstärker sollte davor noch eine Begrenzung der Bandbreite sein, damit HF Störungen nicht so stark in der Verstärker einkoppeln. Eine Bandbreite deutlich über 100 kHz (für das Gerät, nicht das verwendete IC) ist daher schon eher als ein Mangel anzusehen.
Ulrich schrieb: > Solange die Slew rate hoch genug ist... Ein schönes Statement für die miese Mittelmäßigkeit. Natürlich musst du mir nichts glauben, aber schau dir doch einfach mal das DB vom TPA6120 oder vom LME49990 an. Ulrich schrieb: > Für die Rückkopplung ist die Bandbreite der Regelschleife wichtig Genau davon red ich ja. > Die Bandbreite des gesamten Verstärkers hat nicht unbedingt etwas mit > dem Klirrfaktor zu tun. > bei einem kompletten Verstärker sollte davor > noch eine Begrenzung der Bandbreite sein, damit HF Störungen nicht so > stark in der Verstärker einkoppeln. Was sollen denn diese Haarspaltereien? Wenn man nicht mehr weiß, muss angenommen werden, dass Verstärkerbandbreite und Regelschleifenbandbreite gleich sind.
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Hallo, vielen Dank schonmal für die hilfreichen Antworten. Das Testsignal hatte nur ca. 30kHz insofern verstehe ich den Hinweis nicht, dass der Verstärker hier an seine Grenze kommen sollte. Das Ausgangssignal dürfte beim "slew limit" eben langsamer steigen/fallen aber keine Über/Unterschwinger produzieren, oder sehe ich das falsch? Definitiv ist der Eingangsfilter aber falsch dimensioniert d.h. es gelangen Frequenzen zum Verstärker die er eigentlich nicht mehr wiedergeben kann. @ArnoR >Außerdem gibt es eine Durchkopplung durch den Verstärker (der Sprung am >Anfang der Flanken). Was ist denn eine Durchkopplung? Kann man diesen Unterschwinger nicht interpretieren als teilweisen Sinus mit ca. 1,5us Periode (666kHz) wo der Verstärker "anschwingt" d.h. keine Phasenreserve mehr hat? Die Kompensation habe ich noch nicht weiter angeschaut sondern die Werte genommen die in der Simulation stabil sind, also sehr wahrscheinlich daß er nicht ausreichend kompensiert ist. Ungefähres Schaltbild im Anhang, genauen Plan habe ich nicht da experimentelles Stadium. Ich versteh noch nicht wieso die slew-rate nicht symmetrisch ist; C2 wird ge- und entladen wofür aufgrund des Stromspiegels der volle Ruhestrom zur Verfügung stehen sollte. Der TPA6120A2 hat ja eine beeindruckende Bandbreite. Gemäß f = SR/[2*Pi*sqrt(2*R*P)] sollte der 200mW in 600 Ohm bei 13MHz schaffen. Ich frage mich dann schon wofür das gut sein soll, denn bei diesen Frequenzen kann der Verstärker doch einen Sinus gar nicht mehr wiedergeben. Da dürfte eher ein zerfledderter Sägezahn hinten rauskommen. Beispiel CD-Spieler: 44,1kHz mit 16Bit, also könnte das Signal maximal von -32768 auf (2^15)-1 = +32767 innerhalb von 1/44100s = 2.2676E-05s machen. Den KHV kann man maximal mit +/-18V betreiben, also gibt das am Ausgang einen Schritt von 36V, das wären aber immer noch nur 1.6V/us.
Benjamin Van Gyseghem schrieb: > Was ist denn eine Durchkopplung? Damit ist gemeint, dass ein Teil des Eingangssignals direkt am Ausgang erscheint, ohne von den internen Stufen "ordnungsgemäß" verarbeitet worden zu sein. Das sieht man jeweils am Anfang der Ausgangsflanken, wo ohne Verzögerung ein Sprung mit der Steilheit des Eingangssignals erscheint. Da der Verstärker selbst viel langsamer ist, kann er das nicht selbst gemacht haben. > Ungefähres Schaltbild im Anhang Ohje, da ist ja fast alles drin und noch dazu schön unübersichtlich gezeichnet. Ich denke das ist zu viel des "Guten", meine Erfahrung zeigt, dass die einfachsten Schaltungen auch meist die besten Daten liefern. > Ich versteh noch nicht wieso die slew-rate > nicht symmetrisch ist; C2 wird ge- und entladen wofür aufgrund des > Stromspiegels der volle Ruhestrom zur Verfügung stehen sollte. C2 wird mal von der gefalteten Kaskode und mal vom unten liegenden Stromspiegel umgeladen. Ob die Ströme gleich sind kann man nicht erkennen. Evtl. ist auch der Ausgang beteiligt. Die (Emitterfolger-)A-Endstufe kann doch wesentlich mehr Strom liefern als aufnehmen und bei 10nF Lastkapazität...
Im Schaltplan ist die Endstufe Klasse A - das ist schon vom Prinzip unsymmetrisch. Auch die Stufe zur Spannungsverstärkung ist wie üblich unsymmetrisch: eine Seite der Stromspiegel und an der anderen der Differenzverstärker. Da ist eine ungleiche slew Rate für ansteigen / Abfallen kein wunder. Wo jetzt die Begrenzung tatsächlich stattfindet ist kann man am ehesten aus einer Simulation sehen. Ein wirkliches Problem ist die Asymmetrie auch nicht, denn in der normalen Anwendung wird das Limit nicht erreicht - das trifft also auf Bedingungen zu die nicht interessieren. Bestenfalls kann man das als einen Ansatz sehen, wo man eventuell noch etwas Strom sparen kann. Ganz ähnlich ist auch der Übergang aus dem Slew-rate Limit nicht wirklich bedeutend. Die volle Rückkoppelschleife ist da nicht unbedingt aktive, bzw. kommt gerade erst wieder in den normalen Bereich. Der Peak nach unten muss also kein Überschwinger im klassischen Sinn sein, dass kann z.B. auch ein Transistor sein, der aus der Sättigung kommt. Bestenfalls ist das ein Hinweis, das man sich das Verhalten bei geringerer Amplitude und ggf. weniger steilem Testsignal noch einmal anschauen sollte. 2 Punkte sind komisch an der Schaltung: Der Aufwändige Stromspiegel mit 2 mal MAT02, wo die Gegenseite einfach 2 PNPs sind. Die Komplementärdarlingtonschaltung bei der Klasse A Ausgangsstufe an der Neg. Seite ist auch ungewöhnlich - eine Stromquelle geht besser mit 2 NPNs.
Benjamin Van Gyseghem schrieb: > Der TPA6120A2 hat ja eine beeindruckende Bandbreite. Gemäß f = > SR/[2*Pi*sqrt(2*R*P)] sollte der 200mW in 600 Ohm bei 13MHz schaffen. > Ich frage mich dann schon wofür das gut sein soll, denn bei diesen > Frequenzen kann der Verstärker doch einen Sinus gar nicht mehr > wiedergeben. Da dürfte eher ein zerfledderter Sägezahn hinten > rauskommen. > Man munkelt dieser Chip ist ein THS6012 xDSL-Treiber, für den der Absatz erweitert werden sollte. So, ADSL 20MHz-Bandbreite und OFDM - was bedeutet das der Chip extrem linear sein muß. Da machen die Daten dann Sinn.
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