Volume booster

[Евгений Михеев]

Форумчане, прошу помощи в реализации схемы второго бустера.
Идея - это должен быть "просто" усилитель без искажений, иными словами педаль, способная увеличить сигнал в несколько раз.
Реализовать хочу на tl072 - дешево и сердито, плюс вторую половинку сделать буфером на выход.
Я хочу использовать микросхему max 1044. Чтобы удвоить входное напряжение в 2 раза, плюс, питать эту педаль от 12-ти вольт - многие блоки питание так могут.
Таким образом получим +/-12 вольт питания.
При попытке моделировать я столкнулся с одной проблемой - очень медленно считает симулятор.
Верно ли я двигаюсь?

ghghg.png (30.42 КБ) 16450 просмотров

Мое рассуждение - питаем операционник +/-12 вольт, при этом сигнал подаем и снимаем на выходе относительно земли. Касаемо обвязки max 1044 - проблем быть не должно, брал из датника на нее.
ПО АС я ничего не могу посчитать...

ош.png (10.28 КБ) 16450 просмотров

Вообщем, выручайте

[poty]

Евгений, а что Вы хотите увидеть на АС в присутствии ШИМ? Для корректной работы режима АС должен быть источник (эталон) - он есть, это - V3. Вторым условием должно быть устойчивое состояние системы - а вот здесь, в присутствии внутреннего генератора 1044 - полный атас.
В принципе, как только в схеме оказывается импульсная компонента симулятор начинает работать медленно - это нормально. Другой вопрос - почему не промоделировать отдельно усилительную и питательную части?

получим +/-12 вольт питания

Не получим - предельное напряжение 1044-ой 10В. И учтите, что выходное сопротивление преобразователя - 65-100Ом, так что при моделировании усилительной части (без 1044-ой) замещающий источник питания нужно ставить именно с таким внутренним сопротивлением.

Отправлено спустя 11 минут 49 секунд:
По аналоговой части (моё мнение с заморочками):
- входной/выходной конденсатор не нужны при двухполярном питании;
- ОУ лучше включить в инвертирующем исполнении; есть второй в том же корпусе, если нужно - фазу можно восстановить;
- имейте в виду - амплитуда выходного напряжения при питании 10В не будет выше 8В.

Отправлено спустя 3 минуты 22 секунды:
По преобразователю напряжения: нужно сымитировать реальную нагрузку. При использовании маломощных преобразователей на выходе лучше использовать конденсаторы достаточно большой ёмкости с байпасами плёнкой.
Я бы выбрал другой преобразователь, этот - очень старой серии, не очень эффективен.

[Евгений Михеев]

Владислав, спасибо, что подключились!

присутствии внутреннего генератора 1044 - полный атас.

Понял.

Другой вопрос - почему не промоделировать отдельно усилительную и питательную части?

Я думал об этом, но, не смог найти, как сделать +/-9 вольт источник напряжения питания.
Была мысль соединить 2 источника напряжения и прописать им +9 и -9 соответственно.

Не получим - предельное напряжение 1044-ой 10В.

Пропустил это, понял!

И учтите, что выходное сопротивление преобразователя - 65-100Ом

Сделаю

По аналоговой части (моё мнение с заморочками):
- входной/выходной конденсатор не нужны при двухполярном питании;

Входной оставлю при необходимости подрезать низ, не понадобиться - поставлю перемычку.

- ОУ лучше включить в инвертирующем исполнении; есть второй в том же корпусе, если нужно - фазу можно восстановить;

Понимаю, но почему именно так? (в инвертирующем) - в чем плюсы?

- имейте в виду - амплитуда выходного напряжения при питании 10В не будет выше 8В.

Уже 16 вольт - весьма не дурно. Но, порывшись еще в датнике, я понял, что можно положительную часть еще и удвоить.
Т.О. получить +16 / -8 питания. Сделать референс на +4 и поиметь по 12 вольт в каждую сторону.

Я бы выбрал другой преобразователь, этот - очень старой серии, не очень эффективен.

Тут возражений не имею.

[poty]

как сделать +/-9 вольт источник напряжения питания...
соединить 2 источника напряжения и прописать им +9 и -9 соответственно

А что не реализовали?

(в инвертирующем) - в чем плюсы?

По этому поводу много копий сломано. Основная мысль - высокоомный неинвертирующий вход оказывается заземлён, значит шумы уменьшаются. Кроме того, в неинвертирующем усилителе обратная связь передаётся в другой вход (инвертирующий), что увеличивает её отрицательные свойства из-за фазовых сдвигов и разницы в импедансах (неприменимо к ОУ с токовыми входами). Ну, и так, по мелочи...

получить +16 / -8 питания. Сделать референс на +4 и поиметь по 12 вольт в каждую сторону.

Во-первых, ОУ ничего "не знает" о референсе, поэтому получится по 10В в каждую сторону.
А зачем такие сложности? Используйте +/-16В и будет Вам уже по 14В в каждую сторону.

[Евгений Михеев]

А что не реализовали?

Да почему-то решил, что упущу что-то важное.

По этому поводу много копий сломано. Основная мысль - высокоомный неинвертирующий вход оказывается заземлён, значит шумы уменьшаются. Кроме того, в неинвертирующем усилителе обратная связь передаётся в другой вход (инвертирующий), что увеличивает её отрицательные свойства из-за фазовых сдвигов и разницы в импедансах (неприменимо к ОУ с токовыми входами). Ну, и так, по мелочи...

Хорошо, пойдем этим путем. Да и, кстати, в педалях/усилителе он, бедный, столько раз переворачивается, что уже и не понятно, инвертировать или нет

А зачем такие сложности? Используйте +/-16В и будет Вам уже по 14В в каждую сторону.

Я вот не уверен, можем ли мы дублировать отрицательное напряжение.

Отправлено спустя 56 минут 48 секунд:

Хорошо, пойдем этим путем. Да и, кстати, в педалях/усилителе он, бедный, столько раз переворачивается, что уже и не понятно, инвертировать или нет

Я посидел покрутил разные варианты. Суть в том, что если мы используем инвертирующий усилитель то надо решить несколько проблем.
Первое - нельзя, чтобы усиление становилось меньше 1. Один из резисторов должен быть переменный - это педаль, и должна быть подстройка усиления. Но, это лечится - надо просто установить перед переменником постоянный резистор.

ghghg.png (40.36 КБ) 16428 просмотров

Второй момент меня смутил - дело в том, что я заметил разный уровень V3 при разной комбинации резисторов.
Чем мне в данном случае приглянулся вариант с неинвертирующим усилителем - усиление больше либо равно 1 и по входу всегда 1В.

Аннотация 2019-10-04 225423.png (36.71 КБ) 16428 просмотров

[poty]

Я вот не уверен, можем ли мы дублировать отрицательное напряжение.

А надо? Вы можете сделать step-up преобразование в, допустим, 32В, а сигнальную землю сдвинуть на 16В.

я заметил разный уровень V3 при разной комбинации резисторов.

Можете пояснить? Я не очень понял. Где мерили? Что меняли?

[Евгений Михеев]

Можете пояснить? Я не очень понял. Где мерили? Что меняли?

Да, конечно. Смотрите. Вариант 1

not inverting.png (35.93 КБ) 16403 просмотра

В таком включении я взял вариант соотношения резисторов 10К/70К, 70к - это переменник - всего 100к. То-есть усиление имеет высокое значение. На выходе 8 вольт
При этом я взял по входу 1 вольт. После симуляции этот вольт я и вижу по входу. Vin.
Вариант 2
Используем инвертирующий вход. Соотношением резисторов я добиваюсь того же усиления на выходе, что и в прошлый раз. На выходе у меня те же 8 вольт.

inverting.png (38.98 КБ) 16403 просмотра

Но на входе при этом (Vin) - 500мВ. Хотя задаю то я тот же 1 вольт

[poty]

Входное сопротивление ОУ, включенного в инвертирующем варианте = последовательному резистору (в данном случае - R2=10к). Вы подключаете источник сигнала с внутренним сопротивлением 10к. Образуется делитель 10к/10к, отсюда и падение напряжения на входе. R1 здесь не играет большой роли из-за большого номинала. R1 в данном включении не нужен совсем.
Чтобы было по-другому - нужно увеличивать номинал резисторов в обратной связи, либо имитировать синфазное увеличение входного сопротивления, как это делали в лампах, когда рассматривали КП. Как вариант- распределить усиление по двум ОУ, чтобы не увеличивать существенно номинал R13.

[Евгений Михеев]

Вы подключаете источник сигнала с внутренним сопротивлением 10к.

Да, я понял не очевидную мне на первый взгляд вещь.
Таким образом такое включение будет восприимчивым к сопротивлению источника.
Второй момент - если увеличить резисторы обратной связи до 100к/1Мег - мы серьезно увеличиваем искажения (Total Harmonic Distortion: 9.220259%(9.254869%)).

Отправлено спустя 36 секунд:

Как вариант- распределить усиление по двум ОУ, чтобы не увеличивать существенно номинал R13.

Тогда не сможем реализовать еще и буфер.
Думаю, надо использовать НИ вход.

[poty]

Не очень понятно. Если есть регулировка усиления, то какая разница, восприимчив усилитель к сопротивлению источника или нет? Никто же не собирается переключать источник во время игры?
Увеличение резисторов обратной связи никак не влияет на THD, влияет только на шумы.
Буфер - частный случай включения ОУ. Посмотрите, насколько вырастет выходное сопротивление при переключении ОУ из режима k=1 в режим k=2, например.

[Евгений Михеев]

Не очень понятно.

Владислав, предыдущее сообщение мое игнорируем. Симулятор почему-то дал кривой результат. Не знаю, с чем связано, глюк.
Total Harmonic Distortion: 0.002777%(0.002777%)

inverting.png (41.8 КБ) 16391 просмотр

[goldmen8]

Евгений Михеев, а для каких целей такая "педалька" чтоб было "На выходе 8 вольт"?
Интересует дальнейшее её применение ...в голове никак не складывается зачем, куда (к чему) подключать...

[Евгений Михеев]

goldmen8, товарищ использует ламповый трёхканальный пред в туре, подрубается в разные оконечники, смотря что предоставит площадка/тур. Ему стабильно нужен бустер, чтобы поднимать уровень на соло или на чистом когда второй гитарист молчит. Вообщем, нужен запас, ибо первый бустер начинает сам подгружать раньше, чем хорошенько поднимет сигнал.

[Евгений Михеев]

Думаю, стоит начать с чего-то подобного.

inverting+buff.png (16.46 КБ) 16357 просмотров

[poty]

Учтите, что ограничение на выходе по амплитуде будет около 7В. Остальное - ОК.

[Евгений Михеев]

poty, еще вопрос. При включении через НИ вход часто соединяют с выходом конденсатором от 10 до 470пФ. От шума. Будет ли тот же эффект тут? Закладываться ли посадочным под это дело?

Отправлено спустя 4 минуты 49 секунд:
Замоделил - вижу, что да.

[Евгений Михеев]

poty, нашел тут tc1044s - входное до 12-ти вольт, что радует)
Владислав, такой еще вопрос - видел в схемах педалей, что замыкают 1-й и 8-й выводы.
Increasing Oscillator Frequency
Using the BOOST Pin
For the MAX1044, connecting the BOOST pin to the V+
pin raises the oscillator frequency by a factor of about 6.
Figure 6 shows this connection. Higher frequency operation lowers output impedance, reduces output ripple,
allows the use of smaller capacitors, and shifts switching noise out of the audio band. When the oscillator is
driven externally, BOOST has no effect and should be left
open. The BOOST pin should also be left open for normal
operation.
Только вот не понял, зачем они так?

[poty]

Серия 1044 - это замена старой микросхемы серии 7660. В связи с тем, что 7660 была разработана во времена, когда малейшее усложнение оборачивалось значительным увеличением стоимости, управление ей, как правило, ограничивалось возможностью увеличения внешнего конденсатора. Частота переключения была фиксированной. Часто даже выходное напряжение было фиксированным.
Развитие интегральных микросхем дало возможность использовать свободные в 7660 выводы для небольших улучшений, одним из которых является изменение частоты переключения. Частота переключения - ключевой фактор полосы спектра помех: чем выше частота переключения, тем выше по частоте располагаются помехи и пульсации. Чем выше частота, тем меньшим конденсатором фильтра можно добиться фильтрации ненужных гармоник.
Отрицательным в вопросе повышения частоты являются потери и EMI. Чем больше переключений за секунду, тем больше на это тратится энергии. Чем выше частота, тем больше предосторожностей нужно предусматривать для устранения индуктивно-емкостных связей. Поэтому, в своё время, я в Piccolo сначала попробовал "по стандарту", потом - увеличил частоту, а потом - выкинул ICL7660 и запитал от двухполярного блока питания. В Piccolo 2 Hagerman также отказался от 7660 и применил генератор виртуальной земли.

[Евгений Михеев]

poty, понял, спасибо. Получается, мы уводим проблемы выше.

[Евгений Михеев]

Собрал таки педаль, правда, оставил 2 конденсатора - на входе 0.1мкф и на выходе 1мкф. Не знаю, в какие аппараты будет включаться педаль, чего ждать, так сказать. Решил подстраховаться.

Отправлено спустя 1 минуту 49 секунд:
Кстати, усиление получилось огромным, скорее всего заменю потом 1 мег на 500к переменник, но пока отправлю заказчику как есть. И что понравилось - педаль работает с большим уровнем сигнала на входе без проблем, что очень порадовало