Scalone stabilizatory - dobór, parametry

[oxygen]

W wielu urządzeniach audio stosowane są scalone stabilizatory min. przedwzmacniacze, DAC, żarzenie lamp itp. Pytanie, jak je powinniśmy dobierać, na jakie parametry zwrócić uwagę, a które są mniej istotne ? 

[Grzegorz7]

Co do zasady są to stabilizatory napięcia. Stabilizator prądu można zrobić poprzez odpowiednie połączenie stabilizatora napięcia. Stabilizuje on wówczas napięcie na ustalonym rezystorze a przez to prąd.

Parametry ważne dla stabilizatorów to:

1. Dopuszczalne napięcie wejściowe.

2. Dopuszczalny prąd pobierany na wyjściu.

3. Dopuszczalna moc tracona w stabilizatorze.

4. Współczynniki stabilizacji. W zasadzie dwa; (a) zmienność napięcia wyjściowego (stabilizowanego) odniesiona do zmian napięcia wejściowego, (b) zmienność napięcia wyjściowego (stabilizowanego) odniesiona do zmian prądu obciążenia.

5. Fluktuacje i szumy na wyjściu.

cdn...

 

[oxygen]

Czekam niecierpliwie

Nasunęło mi się jeszcze jedno pytanie, zazwyczaj nie potrzebujemy dużych prądów, układy biorą kilkadziesiąt, kilkaset mA, tymczasem większość stabilizatorów jest na 1,5A czy nawet 5A. Zatem czy tak duże przewymiarowanie  ma znaczenie dla pracy stabilizatora ?

[Gość]

27 minut temu, Grzegorz7 napisał:

Co do zasady są to stabilizatory napięcia. Stabilizator prądu można zrobić poprzez odpowiednie połączenie stabilizatora napięcia. Stabilizuje on wówczas napięcie na ustalonym rezystorze a przez to prąd.

Parametry ważne dla stabilizatorów to:

1. Dopuszczalne napięcie wejściowe.

2. Dopuszczalny prąd pobierany na wyjściu.

3. Dopuszczalna moc tracona w stabilizatorze.

4. Współczynniki stabilizacji. W zasadzie dwa; (a) zmienność napięcia wyjściowego (stabilizowanego) odniesiona do zmian napięcia wejściowego, (b) zmienność napięcia wyjściowego (stabilizowanego) odniesiona do zmian prądu obciążenia.

5. Fluktuacje i szumy na wyjściu.

cdn...

 

takie pytanko mi się nasunęło ...  z racji , że osobiście sporo napięcia tracę na stabilizacji a przy tym zostawiam znaczny "ślad węglowy" 🙂

czy wiążesz wielkość traconego na stabilizację napięcia z jakością stabilizacji ?

 

[Grzegorz7]

@slawek.xm

Jestem starej szkoły. Stabilizator to taki trochę wzmacniacz; wzmacnia napięcie odniesienia i ma silne USZ. I tak jak we wzmacniaczu aby to działało w warunkach normalnej pracy elementów aktywnych potrzebuje jakichś konkretnych napięć. Również ten zasadniczy element szeregowy. 

A więc tak. Wiążę. 

Ale obecnie takie cuda monolityczne robią. Stabilizatory LDO potrzebują znikomych napięć wejście-wyjście aby działały. Oznacza to jednak wymóg względnie dobrej stałości napięcia na wejściu.

27 minut temu, oxygen napisał:

Nasunęło mi się jeszcze jedno pytanie, zazwyczaj nie potrzebujemy dużych prądów, układy biorą kilkadziesiąt, kilkaset mA, tymczasem większość stabilizatorów jest na 1,5A czy nawet 5A. Zatem czy tak duże przewymiarowanie  ma znaczenie dla pracy stabilizatora ?

To nie przewymiarowanie lecz stabilizatory na konkretne prądy. Są dostępne również takie na mniejsze prądy tylko nie szukamy. W efekcie sięgamy po te "standardowe" 1,5A. Ale to głębsze zagadnienie. Większe prądy to większa moc. Bywa, że nawet jak nie pobieramy dużego prądu to znacznie obciążamy stabilizator bo pracuje przy dużym napięciu wejście-wyjście. I tak się składa, że odpowiednie są te na wyższe prądy bo uciągną te straty mocy. 

Nie ma tu zjawiska, że wyższy nominalnie prąd oznacza słabszą stabilizację. Słabsza stabilizacja może w tym przypadku  wynikać z nagrzewania (wyższa moc tracona). 

Edytowane 23 Marca 2023 przez Grzegorz7

[Gość]

35 minut temu, Grzegorz7 napisał:

Stabilizatory LDO potrzebują znikomych napięć wejście-wyjście aby działały. Oznacza to jednak wymóg względnie dobrej stałości napięcia na wejściu.

spotkałem się wielokrotnie z opinią , że lepiej zamiast LDO dać zwykły stab i stracić 20 % napięcia

wtedy stabilizacja jest lepsza

dlatego preferuję taki właśnie sposób

choć czasem przy dużych prądach z rozsądku stosuję LDO np dla prądów powyżej 2A

[krzysieks_2007]

58 minut temu, slawek.xm napisał:

czy wiążesz wielkość traconego na stabilizację napięcia z jakością stabilizacji ?

Moje doświadczenia z troszkę droższymi sprzętami i stabilizatorami 78xx i 79xx.

Wydaje się że te stabilizatory pokazują cały swój potencjał przy różnicy napięć min 10v.

Z tym że dotyczy to tych dawniej produkowanych JRC,Mitsubishi itp

Po podmianie na stabilizatory z obecnej produkcji sprzęt gra gorzej a tak duży spadek napięcia nie wnosi żadnej poprawy.

[audiostyk]

Jeszcze bym zwrócił uwagę na minimalny prąd jaki musi być z danego LDO pobierany, by rzeczywiście stabilizował napięcie.

[Gość]

3 minuty temu, krzysieks_2007 napisał:

Moje doświadczenia z troszkę droższymi sprzętami i stabilizatorami 78xx i 79xx.

Wydaje się że te stabilizatory pokazują cały swój potencjał przy różnicy napięć min 10v.

Z tym że dotyczy to tych dawniej produkowanych JRC,Mitsubishi itp

Po podmianie na stabilizatory z obecnej produkcji sprzęt gra gorzej a tak duży spadek napięcia nie wnosi żadnej poprawy.

zaobserwowałeś może to zjawisko również wobec stabów Linear Technology z obecnej produkcji?

[oxygen]

Pytanie o szumy, czy rzeczywiście mają aż tak duży wpływ na dźwięk i jaki powinien być akceptowalny ich poziom? 

[krzysieks_2007]

22 minuty temu, slawek.xm napisał:

zaobserwowałeś może to zjawisko również wobec stabów Linear Technology z obecnej produkcji?

Wszystkich nie sprawdzałem.

Mam dwa daci najwyższy model i średni .Oba mają identyczne płytki. Różnic między nimi jest niewiele ale np.w droższym zastosowano diody prostownicze o niższym spadku i jedyne co uzyskano to wyższe napięcie podawane na stabilizatory ,ponad 10v.

Edytowane 23 Marca 2023 przez krzysieks_2007

[Daniel_68412]

19 minutes ago, oxygen said:

Pytanie o szumy, czy rzeczywiście mają aż tak duży wpływ na dźwięk i jaki powinien być akceptowalny ich poziom? 

może się to komuś przyda jako punkt odniesienia:

na płytce z tda1541 +5/-5 mam na chwilę obecną jakieś 1mv pkpk oraz 150uVrms przy użyciu ori 7[8/9]05 od TI mierzone sprężynką bardzo blisko pinów wejściowych

dla -15V póki co nie udało mi się zejść poniżej 2mV pkpk

Bez sondy oscyloskop ma jakies 400uVpkpk oraz 50uVrms.

Edytowane 23 Marca 2023 przez Daniel_68412

[Gość]

11 minut temu, krzysieks_2007 napisał:

droższym zastosowano diody prostownicze o niższym spadku i jedyne co uzyskano to wyższe napięcie podawane na stabilizatory ,ponad 10v.

ale napięcie z trafa też powinno być wyższe bo bez względu na rodzaj diód zysk w tym miejscu rzędu 10V nie jest raczej możliwy

[krzysieks_2007]

14 minut temu, slawek.xm napisał:

ale napięcie z trafa też powinno być wyższe bo bez względu na rodzaj diód zysk w tym miejscu rzędu 10V nie jest raczej możliwy

Transformatory identyczne,tylko diody inne .

Zasilacz np. analogu na 7812 i 7912 w jednym dac zasilany był około 20v a drugim 22v. Różnica nie duża ale ktoś dał inne diody choć nie było trzeba.Na schemacie są też zaznaczone przez wykrzyknik.

Analogi identyczne.

Edytowane 23 Marca 2023 przez krzysieks_2007

[Grzegorz7]

30 minut temu, Daniel_68412 napisał:

może się to komuś przyda jako punkt odniesienia:

A co powiesz Danielu na:

Ultralow RMS Noise: 0.8μVRMS (10Hz to 100kHz)
Ultralow Spot Noise: 2nV/√Hz at 10kHz

To: LT3042

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Aplikowałem ostatnio do jakiegoś projektu. Jest dobrze choć niestety obudowa malutka...

 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Daniel_68412]

4 minutes ago, Grzegorz7 said:

A co powiesz Danielu na:

Jak będę kiedyś pcb projektował w kolejnej iteracji kto wie - w miejsce tych od TI czekają już regulatory Muzga na TPS7A4700.

Póki co jestem na etapie wybierania tego co chcę na tej pcb mieć.

[Gość]

3 minuty temu, Daniel_68412 napisał:

regulatory Muzga na TPS7A4700.

a jaki poziom szumów mają?

jak staby to na mnie wrażenie zrobił taki układ

zastanawiam się czy nie dać go w swoim analogu jako źródło prądu na ok 30mA

[Daniel_68412]

1 hour ago, slawek.xm said:

jaki poziom szumów mają?

4uVrms sam układ czyli lt3042 mega dobrze wypada jak prąd nie jest duży. Niestety tego już nie zmierzę bo nie ma jak.

[oxygen]

Chciałbym wrócić do szumów, które są różnie oznaczane, jak je porównać, niby jasne ale...

VRMS

wartością stałą np 40uV 

ale również np 40uV/VO 

% of V_OUT 

[Daniel_68412]

1 minute ago, oxygen said:

Chciałbym wrócić do szumów, które są różnie oznaczane, jak je porównać, niby jasne ale...

Zacznij od tego, że szumy są różne, różne są jednostki ale też sposoby mierzenia. Na moje to takie syntetyczne porównanie miedzy scalakami to zdaje się psu na budę jeśli nie masz możliwości weryfikacji - lm317 lm317 nie równy - tak pokazuje praktyka.

[oxygen]

25 minut temu, Daniel_68412 napisał:

lm317 lm317 nie równy - tak pokazuje praktyka.

Zdaję sobie z tego sprawę jednak wybierając konkretny stabilizator musimy na czymś bazować, stąd karty katalogowe. Nie będę kupował różnych stabilizatorów i ich przelutowywał, żeby wybrać ten najlepszy. Tu wracam do szumów i mojego pytania, czy można je porównać, sprowadzić do "wspólnego mianownika" ? 

[Daniel_68412]

1 hour ago, oxygen said:

Tu wracam do szumów i mojego pytania, czy można je porównać, sprowadzić do "wspólnego mianownika" ? 

Szum rms to wspólny mianownik (bo są też inne niż rms - np 1/f, które też są istotne w niektórych aplikacjach) - a wartość - nie bez powodu producenci się od siebie róźnią jednostkami - chcesz mieć te same kupuj u jednego... nie zawsze to da się zapewne przeliczyć wprost bo np różna metoda jest użyta.

[Grzegorz7]

Szumy.

Nie nazywajmy ich kolorami (różowe, białe,...) bo zaraz zacznie się niepotrzebna dyskusja.

Istotne są:

1. Szumy 1/f. Tak są oznaczane w katalogach. Niezwykle istotne dla zasilania wrażliwych stopni. Rosną wraz z maleniem częstotliwości. Zaczynają dominować poniżej kilkunastu-kilku herców. Niektórzy myślą, że to poniżej pasma akustycznego i można je olać (robią tak również producenci). Błąd! Czemu wyjaśnię potem.

2. Szumy skuteczne w określonym zakresie częstotliwości. Oznaczane jako np. VnRMS . Najczęściej używane do porównań, mierzalne,... Najczęściej jest to wartość skuteczna szumów ale obliczona geometrycznie w danym paśmie. To pasmo powinno być podane, np. 10Hz-10kHz.

3. Gęstość szumów. Podawana jako wartość napięcia szumów na jednostkę pasma częstotliwości; najczęściej uV/sqr(Hz). 

Szumy podaje się dla określonych parametrów pracy stabilizatora. Najczęściej dla ustalonego prądu obciążenia, zakresu napięć wejście-wyjście i elementów przypiętych do stabilizatora (np. pojemności na wyjściu i ew. na specjalnych końcówkach).

Teraz zrzut z jakiejś karty katalogowej znakomitego monolitycznego stabilizatora (proszę się nie sugerować znakomitymi parametrami, z reguły będą gorsze...):

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Jak widać podano szumy wg. podziału 3. i 2.

Obliczmy jak się mają do siebie te szumy. Obliczymy je dla obu kategorii w tym samym paśmie 10Hz-100kHz:

Dla trzeciego wiersza w tabelce powyżej liczymy z gęstości szumu (szum jest podany dla częstotliwości 10kHz ale odnieśmy tę wartość do całego pasma):

Vn= 2nV/sqr(Hz) * sqr(99 990) = 632nV =0.6uV

Widać, że wartość jest podobna do szumów skutecznych. Dlaczego nie wziąłem pod uwagę gęstości szumów z wiersza 1 albo 2? Bo one są o wiele wyższe. Dlaczego? Bo ujawnia się tu szum 1/f. Oczywiście powinniśmy obliczyć te szumy licząc całkę z wartości gęstości po określonym paśmie. Wówczas szumy w tabeli będą zbieżne. Aby nie nudzić powiem, ze obliczeniowo będzie to identyczny wynik. Trzeba jednak znać krzywą (jej krzywiznę) 1/f.

Konkluzja: Przedstawione w takich tabelkach szumy są tożsame. W zależności jak chcemy szacować (pasmo) możemy korzystać z określonego modelu. Podobnie przedstawia się szumy dla prądu. Są one jednak w zasilaczach (w odróżnieniu od wzmacniaczy) drugorzędne bo te są zasilane z małych impedancji i małymi obciążane.

Na koniec jeszcze o szumach 1/f. W katalogu z którego zrzut przedstawiłem, pominięto je. Niemniej jak wskazałem wyżej ich istnienie widać po wartościach gęstości szumów (ta podawana jest w tym przypadku dla punktu na osi pasma).

Jakie jest ich znaczenie? Zasadnicze. O ile szumy powyżej dominacji 1/f  są obecnie znikome to te 1/f są wielokrotnościami. Powiem, że szumy w okolicy poniżej 1Hz dla wyżej przedstawionej kostki monolitycznej wynoszą około kilku uV.

Zwykłe szumy są mało przeszkadzające jeśli się je nawet usłyszy. Mówię tu o zasilaniu czułych modułów (pre MC, dac,...). Szumy 1/f są obrzydliwie przeszkadzające ze względy na ich naturę. Są one często nazywane (raczej składają się z) szumami wybuchowymi, strukturalnymi,... To swoiste dokuczliwe pełzania dźwięku, czasami właśnie efekt złagodzonych wybuchów...

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[terminus]

Nowość od AD (LT): LTM8080, przetwornica:

Ultralow Output RMS Noise: <1μVRMS (10Hz to 100kHz)

Ultralow Output Spot Noise: 2nV/√Hz at 10kHz

Ultrahigh PSRR: 80dB at 100kHz

Wide Input Voltage: 3.5V to 40V

Ale beznadziejna obudowa.

Ogólnie cała linia Silent Switcher µModule Regulator ciekawa.

[Grzegorz7]

Przetwornica jak przetwornica, ale potem dwa liniowe niskoszumne stabilizatory. 

Obudowa lipna, znak czasów... No i cena...

[KrisNext]

W najbliższym czasie będę zamawiał stabilizatory LT3045-1 i LT3094. Ma ktoś ochotę się przyłączyć?

 

[kolmen]

W dniu 23.03.2023 o 18:17, krzysieks_2007 napisał:

Wszystkich nie sprawdzałem.

Mam dwa daci najwyższy model i średni .Oba mają identyczne płytki. Różnic między nimi jest niewiele ale np.w droższym zastosowano diody prostownicze o niższym spadku i jedyne co uzyskano to wyższe napięcie podawane na stabilizatory ,ponad 10v.

Diody to nie stabilizatory 🙂

[terminus]

To dziwne podejście powoduje większe nagrzewanie się regulatorów.

[Kalasanty Ciaputko]

"Zwykła" dioda prostownicza ma spadek na złączu rzędu 0,5-07V.
Nawet gdyby zastąpić ją teoretycznie idealną diodą o zerowym spadku to w przypadku mostka Graetza zyskujemy około 1-1,5V  😉 .

[terminus]

Pora wrócić do germanowych DZG-2 🙂 A kto bogatemu zabroni.

Taki selenowy z zasilacza kolejki PIKO mam na wierzchu też.

Edytowane 30 Marca 2023 przez terminus