Regulator tensiune

[blackadder]

Studiez de ceva vreme alternative pentru constructia unui regulator de tensiune pentru alimentarea unui preamplificator (pentru simplificarea problemei, am luat in considerare doar una dintre tensiunile de alimentare). M-am jucat un pic in Spice si am scos schema atasata (departe de a fi perfecta, dar de asta as vrea sa aud comentariile voastre).

Am vazut ca este un grup mare de adepti ai "Jung super-regulator" (http://www.tangentsoft.net/elec/opamp-linreg.html pentru un exemplu). Desi schema are performante foarte bune, e destul de sensibila la layout, susceptibila la oscilatii, plus ca nu imi place ideea de a avea 2 regulatoare cascadate. Un alt dezavantaj este limitarea curentului de iesire (data de generatorul de curent constant de la iesirea opampului si de beta tranzistorului serie).

O alta schema interesanta am gasit la http://www.amb.org/audio/sigma11/ (de altfel si restul site-ului merita rasfoit). Ce nu mi-a placut e numarul mare de componente discrete si folosirea a 3 surse de curent constant pentru un singur regulator. Mi-a placut in schimb alimentarea separata pentru amplificatorul de eroare (prin multiplicatorul de capacitate).

Schema pe care am atasat-o pastreaza ideea alimentarii prin multiplicator de capacitate si a folosirii unui generator de curent constant pentru dioda Zener. Am inlocuit CRD cu un JFET si o rezistenta (mai usor de gasit). Amplificatorul de eroare l-am implementat cu un opamp simplu (TL072, care poate fi inlocuit cu ceva mai bun). Inca nu am facut un "prototip", astept comentariile voastre inainte sa trec la lucru.

Multumesc

[Mitica]

[claudiu]

ceva asemanator au facut lc audio. studiaza si schema lor. au o singura referinta pt tens pozitiva si negativa. singura problema ,ar fi cu mosurile care tb alese bine.

[blackadder]

Poti sa detaliezi putin te rog? Cum trebuie "alese" mosurile?

[blackadder]

Versiunea 2...

- referinta de tensiune e alimentata de la iesirea regulatorului (am eliminat sursa de curent constant)
- multiplicatorul de capacitate modificat putin

Pareri?

[DorinD]

O fi stabila schema dupa modificare? Orice chestie adusa de la iesire spre intrare reprezinta o reactie si e posibil sa devina pozitiva in anumite conditii. Nu zic ca nu merge, doar te intreb daca ai verificat-o "a main" ori simuland-o?

[tvicol]

@blackadder

Ambele scheme sunt viabile.
Personal, prima varianta este mai "dichisita" si , zic eu" mai stabila.
Pentru referinta de tensiune incearca un LM329 - cu modificarile de rigoare.
Operationalul trebuie sa fie de zgomot mic. OPA604 nu cred ca este cea mai fericita alegere. Poate LT1115.

Un condensator de 10-100nF pe iesirea operationalului (eventual si pe intrarea +) va stabiliza ambele variante.

tibi

[roender]

[roender]

Daca utilizezi o dioda zener ca load pentru sursa ce curent, aceasta trebuie sa fie cu Vz mai mare de 10V. Orice zener cu tensiune mai mica de 10V este foarte zgomotoasa (combina atit efectul zener cit si avalansa in regiunea de strapungere)

[claudiu]

Poti sa detaliezi putin te rog? Cum trebuie "alese" mosurile?

.................................................................................

pt irf640 si 9640 sa aiba Vgs cat mai apropiate. altfel va trebui pus un semireglabil pe ce se culege de la iesire. vorbesc de varianta lc audio, unde se folosesc rez fixe.

lm329 =6.9v e un zener special.

[blackadder]

@DorinD: am facut doar simulare deocamdata, nu am construit nimic. Citind pe net am vazut ca schema lui Jung (care are referinta si opamp-ul alimentate de la iesire) poate fi instabila.

@tvicol: Nu am avut model pentru LM329 in Spice, voi cauta unul si voi inlocui dioda zener. Din datasheet vad ca nu mai e nevoie de regulatorul de curent constant, ajunge o rezistenta.
Conteaza asa de mult zgomotul operationalului? LM329 are specificat un zgomot de 7uV, care e imens fata de cei 1.2nV/rtHz ai lui LT1115.

@roender: daca voi folosi LM329 (sau alta referinta de precizie), nu cred ca mai am nevoie de CCS.

@claudiu: Multumesc de explicatii. Tensiunea de la iesire va fi culeasa de pe un semireglabil.

[roender]

[claudiu]

Conteaza asa de mult zgomotul operationalului? LM329
.....................................................................................................
conteaza, pt ca rez de pe intrarile lui sant maricele. si va injecta in grile si zgomotul.

[Traian B]

Schema a doua nu este chiar ok, deoarece nu se asigura pornirea sigura a stabilizatorului (a reactiei) sau este incerta, la pornire ambele intrari ale AO pot fi la GND si Uout zero = problema arhicunoscuta.... In acest caz, pentru asigurarea startului se adauga o rezistenta intre intrarea si iesirea sursei, pe elementul regulator serie (intre D-S MOSFET).

Ce nu a spus Spice-ul inca este faptul ca jonctiunile in avalansa si diodele Zener pot fi excelente generatoare de zgomot de banda larga, si chiar se folosesc uneori in aplicatii de generator de zgomot. De aceea dioda Zener trebuie decuplata capacitiv, preferabil aici atat in LF cat si in HF.

Un condesator "de filtrare" la iesirea AO poate sa nu fie ok. Este cunoscut faptul ca nu se recomanda incarcarea capacitiva directa a iesirii AO in bucla inchisa (in regim dinamic) din motive de stabilitate, iar aici factorul de rejectie la frecvente inalte a alimentarii asigurat de catre stabilizator se poate reduce: 100 nF este o capacitate enorma pe iesirea unui AO in AC, un FTJ/pol care va reduce gradul de reactie si efectul benefic al ei (rejectia) la frecvente ridicate; altfel se poate folosi in cazul stabilizatoarelor parametrice (fara reactie).

Variatia tensiunii cu temperatura datorata instabilitatii termice a sursei de cc cu JFET poate fi mai putin importanta in audio dar depinde si de aplicatia concreta. In mod normal, in cazul preamp cu AO, stabilitatea si precizia alimentarii nu sunt cel mai important factor iar PSSR-ului AO este maxim tocmai la frecvente joase spre DC. Daca este totusi necesar, poate fi optimizata prin alegera FET-ului si a curentului de polarizare (la valoarea corespunzatoare intersectarii caracteristicilor variatiei Id cu temperatura). Oricum, in acest caz mai buna ar fi o dioda mai stabila termic (in zona 5...6V) sau termocompensata (gen arhaica ROZ82), ori -cel putin numai din acest punct de vedere- o referinta de tensiune integrata si bine filtrata.

Cat de mult conteaza zgomotul AO aici ? - depinde de aplicatia concreta. Jung prezinta acolo o sursa "academica", utila pentru amplificatoare de semnale foarte mic sau cu PSSR redus, altfel numai in foarte putine aplicatii practice este nevoie de acea performanta extrema: atata vreme cat zgomotul cauzat de sursa de alimentare in sine la iesirea preamplificatorului este sub nivelul zgomotului propriu acestuia sau al celui propriu semnalului util (adica sursa de alimentare are efect negativ indiscernibil si efectul ei negativ dpdv al zgomotului indus nu poate fi decelat), este ok; mai departe de atat este doar pura "audiofilie", efort inutil, bani aruncati si ulei de sarpe. Pana la urma tu insuti stii mai bine ce ai nevoie... ;-)

[blackadder]

@Traian B
Am renuntat la schema a doua, tocmai din cauza instabilitatii la pornire. Jung foloseste o sursa de curent constant in locul rezistentei despre care spuneai, dar are alte probleme de stabilitate. Ce m-a nelamurit la regulatorul Jung este dioda zener de la iesirea opamp - inteleg de ce e necesara functionarii, dar nu imi dau seama care este impactul ei ca "generator" de zgomot.

@roender
Am gasit un link interesant despre zgomotul generat de led-uri aici. Se pare zgomotul cel mai mic poate fi obtinut cu led-uri IR, interesant de incercat.

[blackadder]

Masuratori de zgomot pentru diverse referinte de tensiune (zener, dioda normala, jonctiune B-E, TL431, LED etc). Threadul complet este aici