RIAA simulointeja ja analyysejä

Yritin nyt tänään pelata Grundig A904 simuloinnissa (tiedän, fet-it ja opvahvistin ei ole oikeita malleja):
Grundig_A904_schematic.jpg

C403-n ja R413-n kanssa muuttaen niiden arvoja 10x suuntaan ja tosieen. Tulos näyttää "melkein olemattomalta"?
Grundig_A904_freq_response (C403, R413 var).jpg

Elikkä kysymys nousee - jos se RC ketju jätetään kokonaan pois, niin kuulenko ma olleenkaan minkäänlaista eroa?
 
Tuon kompensointiketjun vaikutuksen selvittämiseksi pitää ajaa simulointi jossa nähdään kytkennän vaihevara siinä kohtaa kun avoimen silmukan vahvistus menee yhden alapuolelle. Tämä piste on oparilla tehdyissä RIAA-korjaimissa jossain 400 kHz yläpuolella tyypillisesti. Tulos on siis ihan oikea - kompensoinnin vaikutus ei näy audiokaistalla eikä heti sen tuntumassakaan vaan korkeammalla ja lisäksi simulointi pitää tehdä hieman erilaisella herätteellä. Tässä tapauksessa kompensointiketjun napa ja nolla ovat karkeasti taajuuksilla 40 kHz ja 720 kHz.

Toinen ongelma tässä on että tällaisessa kytkennässä transistorimallin ja oparimallin oikeellisuus näkyy voimakkaasti kompensoinnin toiminnassa erityisesti jos ne poikkeavat selvästi alkuperäisistä komponenteista. NJM2068:lle löytyy Spice-malli jota voi käyttää taajuusvasteen ja stabiilisuuden simuloimiseen ja sen saa ladattua valmistajan sivuilta. Kannattaa koittaa sitä sillä LT1128 on melko erilainen. Nuo fetit ovat myös hieman erilaisia hilakapasitanssiltaan mikä myös vaikuttaa kompensointiketjun mitoitukseen.

diyAudio -foorumilta löytyi tällainen FET-malli:

Koodi:
.model J2sk369  NJF(Beta=82.61m Rs=1.556 Rd=1.556 Betatce=-.5 Lambda=414.5u
+               Vto=-.3552 Vtotc=-2.5m Cgd=46.72p M=.3623 Pb=.3905 Fc=.5
+               Cgs=70.51p Isr=86.47p Nr=2 Is=8.647p N=1 Xti=3 Alpha=10u Vk=100
+               Kf=74.85E-18 Af=1)

Jos kompensointiketjun jättää pois ja komponentit ovat alkuperäiset niin voi olla (simuloimatta ei tiedä varmasti) että vahvistin toimii ilmankin eikä eroa kuule mutta jos se ei toimi niin se värähtelee jossain 1 MHz yläpuolella jota ei tietysti suoraan kuule mutta se aiheuttaa kaikenlaista ikävää, kuumenemista ja säröä yms. Homma voi olla niinkin pienestä kiinni kuin lämpötilasta niin että kylmänä toimii mutta muuttuu radiolähettimeksi lämpimänä.

Harjoituksena tämä on mielenkiintoinen, kunpa nyt olisi itselläkin aikaa kokeilla...

EDIT: Ihmettelin outoa bassopään vastetta ja se taitaa johtua siitä että alkuperäisessä skemassa on toisen kanavan kohdalla typo elkojen arvoissa. Alempaa (skemassa) kanavaa kun katsoo niin molemmat takaisinkytkentäketjun GND-haaran elkot ovat 510 uF, ylemmässä toinen on 51 uF.
 
Viimeksi muokattu:
@madis64, viitsitkö kokeilla liittää tähän ketjuun LTspicen .asc -tiedoston tuosta Grundigista? Pitäisi onnistua jos pistät sen samaan tyyliin <code> -lainauksena kuin tein tuossa yllä fettimallille. LTspicen .asc -tiedostothan ovat ihan selväkielisiä tekstitiedostoja joten ne voi avata tekstieditoriin ja ottaa kopion tekstinä. Suoraan tiedostona tämä ei onnistu ilmeisesti foorumin rajoitusten vuoksi.

Voisin koittaa mitä tuo kompensointiketju tekee vaihevaralle.
 
OK, yritetään:

1) fet-in malli:

Koodi:
.model J2sk170gr NJF(Beta=59.86m Rs=4.151 Rd=4.151 Betatce=-.5 Lambda=1.923m
+ Vto=-.5024 Vtotc=-2.5m Cgd=20p M=.3805 Pb=.4746 Fc=.5
+ Cgs=25.48p Isr=84.77p Nr=2 Is=8.477p N=1 Xti=3 Alpha=10u Vk=100
+ Kf=111.3E-18 Af=1)

2) RIAA-n piiri:

Koodi:
Version 4
SHEET 1 1068 680
WIRE -704 -400 -704 -448
WIRE -704 -400 -864 -400
WIRE -544 -400 -704 -400
WIRE -1280 -368 -1648 -368
WIRE -1184 -368 -1200 -368
WIRE -1072 -368 -1184 -368
WIRE -976 -368 -1072 -368
WIRE -128 -368 -128 -416
WIRE -864 -352 -864 -400
WIRE -160 -352 -416 -352
WIRE -544 -336 -544 -400
WIRE 64 -336 -96 -336
WIRE 112 -336 64 -336
WIRE 192 -336 176 -336
WIRE 304 -336 272 -336
WIRE 480 -336 304 -336
WIRE 576 -336 480 -336
WIRE 672 -336 576 -336
WIRE -1184 -320 -1184 -368
WIRE -160 -320 -384 -320
WIRE -1072 -304 -1072 -368
WIRE 480 -288 480 -336
WIRE -1696 -272 -1904 -272
WIRE 304 -272 304 -336
WIRE 576 -272 576 -336
WIRE -864 -240 -864 -272
WIRE -416 -240 -416 -352
WIRE -416 -240 -864 -240
WIRE -128 -240 -128 -304
WIRE -1904 -192 -1904 -272
WIRE -1648 -192 -1648 -368
WIRE -1696 -176 -1696 -272
WIRE -1184 -160 -1184 -240
WIRE -1072 -160 -1072 -240
WIRE -1072 -160 -1184 -160
WIRE -864 -144 -864 -240
WIRE -800 -144 -864 -144
WIRE -688 -144 -736 -144
WIRE -544 -144 -544 -256
WIRE -544 -144 -608 -144
WIRE -384 -144 -384 -320
WIRE -384 -144 -544 -144
WIRE -224 -144 -336 -144
WIRE -128 -144 -160 -144
WIRE -80 -144 -128 -144
WIRE 64 -144 64 -336
WIRE 64 -144 0 -144
WIRE 304 -144 304 -208
WIRE 480 -144 480 -208
WIRE 576 -144 576 -208
WIRE -1072 -128 -1072 -160
WIRE -864 -80 -864 -144
WIRE -544 -80 -544 -144
WIRE -1904 -32 -1904 -112
WIRE -1696 -32 -1696 -128
WIRE -1696 -32 -1904 -32
WIRE -1648 -32 -1648 -112
WIRE -1648 -32 -1696 -32
WIRE -976 -16 -976 -368
WIRE -912 -16 -976 -16
WIRE -400 -16 -496 -16
WIRE -336 -16 -336 -144
WIRE -336 -16 -400 -16
WIRE -240 -16 -336 -16
WIRE -128 -16 -128 -144
WIRE -128 -16 -160 -16
WIRE -80 -16 -128 -16
WIRE 64 -16 64 -144
WIRE 64 -16 -16 -16
WIRE -1904 0 -1904 -32
WIRE -400 64 -400 -16
WIRE -864 96 -864 16
WIRE -704 96 -864 96
WIRE -544 96 -544 16
WIRE -544 96 -704 96
WIRE -128 96 -128 -16
WIRE -80 96 -128 96
WIRE 64 96 64 -16
WIRE 64 96 -16 96
WIRE 480 96 480 64
WIRE 624 96 624 64
WIRE -704 160 -704 96
WIRE -400 160 -400 128
WIRE -400 160 -496 160
WIRE -496 192 -496 160
WIRE 480 192 480 176
WIRE 624 192 624 176
WIRE -400 224 -400 160
WIRE -704 288 -704 240
WIRE -496 304 -496 256
WIRE -496 400 -496 384
WIRE -400 400 -400 304
FLAG 480 192 0
FLAG 624 192 0
FLAG 480 64 +15V
IOPIN 480 64 Out
FLAG 624 64 -15V
IOPIN 624 64 Out
FLAG 672 -336 OUT
IOPIN 672 -336 Out
FLAG 480 -144 0
FLAG 576 -144 0
FLAG -400 400 0
FLAG -1072 -128 0
FLAG 304 -144 0
FLAG -1904 0 0
FLAG -704 -448 +15V
FLAG -704 288 -15V
FLAG -496 400 0
FLAG -128 -416 +15V
FLAG -128 -240 -15V
SYMBOL voltage 480 80 R0
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value 15v
SYMBOL voltage 624 192 R180
WINDOW 0 24 104 Left 2
WINDOW 3 24 16 Left 2
SYMATTR InstName V2
SYMATTR Value 15v
SYMBOL res 464 -304 R0
SYMATTR InstName Rload
SYMATTR Value 50k
SYMBOL cap 560 -272 R0
SYMATTR InstName Cload
SYMATTR Value 200pF
SYMBOL cap -160 -160 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C409
SYMATTR Value 47nF
SYMBOL res -416 208 R0
SYMATTR InstName R429
SYMATTR Value 1k
SYMBOL cap -16 -32 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C411
SYMATTR Value 12nF
SYMBOL cap -1088 -304 R0
SYMATTR InstName C401
SYMATTR Value 330pF
SYMBOL res -1296 -352 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 0 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R401
SYMATTR Value 100
SYMBOL res -1200 -336 R0
SYMATTR InstName R403
SYMATTR Value 47k
SYMBOL cap -416 64 R0
SYMATTR InstName C405
SYMATTR Value 510µF
SYMBOL cap 176 -352 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C415
SYMATTR Value 22µF
SYMBOL res 176 -320 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 -14 63 VBottom 2
SYMATTR InstName R421
SYMATTR Value 220
SYMBOL cap 288 -272 R0
SYMATTR InstName C417
SYMATTR Value 3900pF
SYMBOL res -256 0 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 -14 63 VBottom 2
SYMATTR InstName R417
SYMATTR Value 82k
SYMBOL res -96 -128 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 -14 63 VBottom 2
SYMATTR InstName R419
SYMATTR Value 5.6k
SYMBOL cap -16 80 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C413
SYMATTR Value 1800pF
SYMBOL voltage -1904 -208 R0
WINDOW 123 24 157 Left 2
WINDOW 39 24 132 Left 2
SYMATTR Value2 AC 0.01 0
SYMATTR SpiceLine Rser=0
SYMATTR InstName V3
SYMATTR Value ""
SYMBOL e -1648 -208 R0
WINDOW 3 16 96 Left 2
WINDOW 0 56 71 Left 2
SYMATTR Value Laplace=(1 + 3.18e-3*s)*(1 + 7.5e-5*s)/(1 + 3.18e-4*s)
SYMATTR InstName E1
SYMBOL njf -496 -80 M0
SYMATTR InstName T3
SYMATTR Value J2sk170gr
SYMBOL njf -912 -80 R0
SYMATTR InstName T4
SYMATTR Value J2sk170gr
SYMBOL res -880 -368 R0
SYMATTR InstName R407
SYMATTR Value 4.64k
SYMBOL res -560 -352 R0
SYMATTR InstName R409
SYMATTR Value 4.64k
SYMBOL cap -736 -160 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C403
SYMATTR Value {CTEST}
SYMBOL res -704 -128 R270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 0 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R413
SYMATTR Value {RTEST}
SYMBOL res -720 144 R0
SYMATTR InstName R411
SYMATTR Value 4.64k
SYMBOL res -512 288 R0
SYMATTR InstName R425
SYMATTR Value 22
SYMBOL cap -512 192 R0
SYMATTR InstName C407
SYMATTR Value 510µF
SYMBOL Opamps\\LT1128 -128 -400 R0
SYMATTR InstName U1
TEXT -1960 -568 Left 2 !.ac oct 100 10 300k
TEXT -1960 -792 Left 2 ;RIAA phonostage: Grundig A904 ver 00 2020-09-27
TEXT 520 -88 Left 2 ;Load
TEXT 456 -416 Left 2 ;Load
TEXT -1280 -584 Left 2 ;Phonostage
TEXT -1896 -496 Left 2 ;Signal source (inverse RIAA)
TEXT -1960 -736 Left 2 !.inc J2sk170gr.txt
TEXT -1960 -648 Left 2 !.step param CTEST list  47pF 470pF 4700pF
TEXT -1960 -696 Left 2 !.param CTEST=470pF RTEST=470
TEXT -1960 -616 Left 2 !.step param RTEST list  47 470 4.7k
RECTANGLE Normal 640 -112 448 -368 2
RECTANGLE Normal 416 464 -1296 -544 2
RECTANGLE Normal -1984 48 -1344 -432 2
 
Viimeksi muokattu:
Kiitos!

Sain imaistua tiedoston LTspiceen. Vaati pientä jumppaa mutta ei mitään suurempaa kuitenkaan:
- Kopioi koko teksti koodi-ikkunasta
- Talleta .asc -päätteellä
- Korvaa sopivalla tekstieditorilla cr,lf pelkällä lf -merkillä
- Tarkista ettei tekstin lopussa tai alussa ole ylimääräisiä rivinvaihtoja
- Talleta. Pitäisi toimia. :)

Ts. foorumin kautta on mahdollista siirtää LTspice -tiedostoja.
 
Jep, Notepad++ käytössä täälläkin. Windows taitaa tosiaan olla se "syyllinen" ylimääräisiin carriage return -merkkeihin ja LTspice ei tykkää niistä. Mike Engelhardt kertoi että hän ei ole viitsinyt lisätä LTspiceen mitään formaatin korjausta koska oletus on että ohjelmalla simuloidaan kytkentöjä jotka on luotu ja tallennettu sillä itsellään jolloin mitään ongelmaa ei ole. Mallitiedostoissa se sensijaan hyväksyy molemmat rivinlopetukset eli pelkän LF -merkin tai molemmat.

Simulointi onnistui ja sain saman tuloksen kuin sinäkin. Seuraavaksi koitan muokata kytkennän käyttämään oikeita opari- ja FET-malleja. Näiden vaihto tuskin näkyy paljoakaan äänitaajuusalueella mutta vaihevaran simuloinnissa luultavasti tulee eroa.

New Japan Radio on tehnyt oparistaan mallinnusraportin josta selviää että avoimen silmukan vaste on mallinnettu, samoin offsetit sekä maksimi lähtöjännite ja CMRR. Toisin sanoen kohinaa ei ole mallinnettu eikä luultavasti särökäytöstäkään kovin tarkasti. Tähän tarkoitukseen mallin pitäisi sopia hyvin sillä tavoite on nähdä kompensointikejun vaikutus stabiilisuuteen vaihevaran kautta.
 
Viimeksi muokattu:
Sain äsken oikeat mallit paikoilleen simulointiin ja ajoin taajuusvastetestin.

1601573913466.png
Tässä vielä vastekäppyrä eli isoa eroa aiempaan ei näy kuuloalueella mikä oli odotettavissa.
1601574054279.png

Nyt kun bassovasteeseen vaikuttavat kondensaattorit ovat oikein, sekin on ihan kuosissa mutta siinä on mukana 20 Hz IEC subsonic. Jotakuta tämä saattaa haitata eikä sitä tässä tapauksessa saa ihan helposti ohitettua.

Simulointimallien korvaus meni melko suoraviivaisesti. Fetit pelkästään vaihtamalla nimet ja editoimalla .inc rivi kuntoon vastaavasti. Oparimallilla piti kikkailla sen verran että otti LTspicen kirjastosta ensin yleisen oparikuvan ja sitten editoi siihen NJM2068_s mallin. Tuo _s johtuu siitä että oparimalli sisältää tuplaoparin eikä simulointi mene läpi jos pinnit eivät täsmää. Onneksi tuplaoparimallin alta löytyi suoraan tuo yksikköversio.

Seuraava askel on sitten katkaista takaisinkytkentäsilmukka, maadoittaa input ja simuloida siitä vaihevara...

EDIT: Tuossa alkuperäisessä skemanpalassa on muuten toinenkin outous väärän kondensaattoriarvon lisäksi: Vastus takaisinkytkennän GND-haarassa on toisessa kanavassa 22 Ohm ja toisessa 120 Ohm. Jompikumpi on väärin. Simuloinnissa nyt 22 Ohm mutta jos vaihtaa MC-asentoon niin näppituntumalta vahvistus ei nouse tarpeeksi MM-asentoon verrattuna ellei vastus ole 120 Ohm. No pitää kokeilla.
 
Viimeksi muokattu:
No niin, korjasin kytkentää vielä seuraavasti:
- takaisinkytkennän GND-haaran vastus MM-modessa vaihdettu arvoon 120 Ohm
- AC heräte muutettu arvoon 1 V jolloin desibeliasteikko kertoo suoraan vahvistuksen. AC-simuloinnissa malli ei välitä mitään oparin maksimilähtöjännitteestä.

1601576570443.png

Yllä siis MM-asennon vaste. IEC subsonic ei toteudukaan MM:llä vaan vasteeseen ilmestyy 1 dB pomppu 20 Hz paikkeille. Tätä ei todennäköisesti pahemmin kuule mutta saattaa altistaa bassokartioiden lepatukselle. Muuten vaste on hyvä ja virheet kuuloalueella 0,2 dB luokkkaa. Vahvistus on iso - n. 56 dB kun tavallisempi MM-RIAA:n vavistus on n. 10 dB vähemmän.

EDIT: Vastetta tarkastellessa kannattaa ottaa huomioon y-akselin skaala joka on vain n. 2 dB kuvassa.
 
Viimeksi muokattu:
Ja sitten vielä MC-tapaus.

1601577421909.png

Tässä ilmestyi tuo lähes IEC:n mukainen 20 Hz subsonic takaisin. Vahvistus on odotuksen mukaisesti 20 dB enemmän kuin MM:lle ja aikamoisen iso 76 dB ja risat. Vaste on oikein hyvä ja virhe on 0,2 dB luokkaa kuuloalueella bassopäätä lukuunottamatta.

Tässä näkyy jo oparin rajallinen vahvistus korkeilla taajuuksilla. MM-asennossa vahvistus hieman nousi 100 kHz kohti mutta tässä se jo laskee. Jos noita fettejä ei olisi, vaste luultavasti lähtisi hieman aikaisemmin laskuun 20 kHz yläpuolella.
 
C407/408 näyttää olevaan MC säädöillä pois pelistä - olisivatko ne (MM säädöillä) liiallisia?
 
En usko että C407/408 aikaansaa tuota bassopään 1 dB pomppua MM:llä. Myöskään R429:n poistaminen ei eliminoi sitä. Tässä tapauksessahan 510 uF konkat kytkeytyvät sarjaan ja muodostuu 255 uF konkka. Pitäisi ehtiä kokeilla vähän lisää jotta selviäisi mistä se (pomppu) tulee.
 
Tarkistin omasta simulaatiosta - sellaista MM-pomppua siellä ei näy. Se täytyy ollaa tapahtunut sinun tekeemillä muutoksilla?
Kyllähän se niillä minun muutoksilla vasta tuli esiin. Jos MM-tilassa takaisinkytkennän GND-puolen vastus on 22 ohmia, pomppua ei näy mutta jos se on 120 ohmia niin tuo pieni 1 dB korostuma tulee esiin. Olen varma että sen kuuluu olla tuo 120 ohmia sillä muuten MC-tilan vahvistus ei ole suhteessa oikein (eron kuuluu olla n. 20 dB) sillä se taas määräytyy 12 ohmin vastuksesta. MC-tilassa pomppu jää myös syntymättä.

Laskin kytkennän DC-vahvistuksen ilman DC-erotuskonkkia ja sain 57,26 dB mihin myös simuloitu vahvistus asettuu < 10 Hz jos 510 uF konkat ohittaa. Ts. RIAA ketju vain on tässä sellainen että MM-asetuksella syntyy ylimääräistä vahvistusta bassopäähän. Tämä kompensoituu kokonaan vasta MC-asetuksella kun 12 ohmin vastus ja 510 uF konkka muodostavat ylipäästön. MM:ään on siis jouduttu tekemään pieni melko harmiton kompromissi.

Koitan saada tuon varsinaisen tavoitteen eli RC-kompensointiketjun toiminnan ja tarpeellisuuden näkyviin viimeistään viikonloppuna. Nyt ei enää aivot pelaa tarpeeksi hyvin että jatkaisin simulointeja... :D
 
Katselin kanssa vähän tuota Grundigin kytkentäkaaviota. Siinä siis on siis näytetty MM-kytkentä toisessa kanavassa ja toisessa MC , siellähän lukee "only" . Takaisinkytkentä vastuksella 22 ohmia on MC eli takaisinkytkentä on pienempi. R417:lla voidaan kätevästi säätää basson arvoa , tuossa kohtaa voi olla jopa ulkoinen potikka. Leikataanko matalimmat bassot pois vai annetaanko olla on vähän makuasia . FET suoraan galvaanisesti kytkettynä äänirasiaan on mielenkiitoinen , ehkä toimii tai sitten ei. Lähdössä oleva 3900 pF kondensaattori on kyllä aika turha ja varmaan vaikuttaa ääneen negatiivisesti ehkä halutaan vaimentaa kaikki HF-äänet pois.
 
Minä mietin myös hetken että onko kytkentäkaaviossa haluttu kuvata jotenkin MM ja MC erikseen mutta eihän siinä ole mitään järkeä kun MM/MC -valinta tehdään vasemmalla olevalla liukukytkimellä joka asettaa takaisinkytkentään 12 Ohm vastuksen GND-haaraan ohittamalla sen kanssa sarjassa olevan 1k vastuksen. Pikemminkin luulen että kyseessä on vain piirrosvirhe joka on ehkä syntynyt kun ollaan kopioitu jotain vanhempaa kytkentää tähän.

Lähdössä olevasta 3900 pF kondensaattorista ei toisaalta näytä olevan haittaa sillä vaste diskanttipäässä on aika hyvä. Pikemminin näyttää siltä että erityisesti MM-asennossa ylimääräinen alipäästö on tarpeellinen sillä vaste nousee pari dB:tä ylös lähdön RC-piiristä huolimatta. Tämäkin on MM/MC välillä tehty kompromissi.
 
... siellähän lukee "only" .

Todellisuudessa lukee siellä ""A905 only" - näyttää näin, että MC-osa on läsnä ainoastaan A905-laitteessa ja A904 on ainostaan MM-RIAAlla. Service manual on molempaa mallia (A904 ja A905) varten yhtenäinen.
 
Totta juu nuo harmaalla pohjalla olevat osat löytyvät vain A905 -versiosta. Tämä ei edelleenkään selitä C407 ja R425 toisesta kanavasta poikkeavia arvoja joten luulen että kyseessä on tosiaan piirosvirhe. Huotomanuaalin osaluettelo vahvistanee tämän. :)
 
Simuloin nyt hieman tätä Grundigin kytkentää. Täytyy sanoa että jossain näistä malleista, joko oparin tai fettien, on jotain hämärää joka taas aiheuttaa että vahvistinta ei näytä simuloinnissa saavan stabiiliksi. Napa-nollakompensoinnin vaikutuksen saa kuitenkin selvästi näkyviin.

Aluksi kytkentä jolla simuloin:
Grundig_A905_phase-margin_schematic.PNG
Kuvasta näkee mitä on tehty että saadaan takaisinkytkentäsilmukka katkaistua ja silmukan vaihevara esiin:
  1. Input on kytketty GND:hen
  2. AC-jännitelähde on siirretty vahvistimen negatiiviseen inputtiin joka on nimetty inm
  3. Takaisinkytkentäketjun puoleinen netti on nimetty fb
  4. Ajetaan normaali AC-analyysi tarpeeksi korkealle taajuudelle jotta vahvistuskäyrä leikkaa 0dB viivan. Tästä kohdasta voidaan suoraan lukea vaihevara käppyrästä V(fb)/V(inm). Tämä käppyrä pitää itse lisätä graafiin klikkaamalla hiiren oikeaa nappia tulosikkunassa.
Tämä kikka on otettu suoraan Linear Technologyn ohjeista ja AC-lähteen polariteetti on tässä valittu siten että DC:llä vaihe asettuu 180 asteeseen ja alkaa siitä laskea jolloin vaihevara voidaan lukea suoraan graafista ilman sen enempiä laskutoimituksia. Todellisuudessahan vaihe DC:llä ei-invertoivassa kytkennässä on 0.
Grundig_A905_phase-margin_470R_470p.PNG
No tässä tapauksessa lopputulos oli kuitenkin se että vaihevara on aika tarkkaan 0 astetta ja vahvistus leikkaa 0 dB rajan n. 10 MHz kohdalla. Jos lisää AC-analyysiin outputin jännitteen, se itse asiassa piikittää reippaasti 10 MHz kohdalla mikä vahvistaa sen että laite värähtelisi 10 MHz taajuudella.

Tässä siis oli tuo napa-nollakompensointi mukana ja kompoarvot alkuperäiset 470 Ohm ja 470 pF.

Ilman kompensointiketjua tilanne on seuraavanlainen:
Grundig_A905_phase-margin_no_compensation.PNG

Silmukkavahvistus leikkaa 0 dB rajan n. 17 MHz kohdalla ja vaihe on pyörähtänyt jo yli 180 asteen -73 asteen kohdalle. Tällainen vahvistin värähtelee vuorenvarmasti jollain taajuudella.

Tästä simulointiharjoituksesta voi siis päätellä että RC-kompensointiketjusta on paljon hyötyä eikä se vaikuta audiokastalla. Toinen loppupäätelmä on se että joko oparin tai fettien mallinnuksessa on jotain vikaa jos kerran Grundigin vahvistin oikeasti toimii. Minä olen kyllä sen verran epäluuloinen että tarkistaisin asian oskilloskoopilla mittaamalla suoraan oparin output-pinnistä. :)

Kokeilin vielä vaihtaa JRC:n oparin pariin eri Linearin tyyppiin mutta en saanut niilläkään vaihevaraa merkittävästi paremmaksi eikä stabiilisuusehto täyttynyt. Tästä vedin sen johtopäätöksen että fettimalli on luultavasti enemmän pielessä kuin oparimalli.
 
Back
Ylös