音频功率放大器的PSRR计算

发表于 2019-9-5 10:17

本帖最后由 xukun977 于 2019-9-5 10:20 编辑

在实战书籍《音频功率放大器设计》中，介绍了如何PSRR对功放失真的影响，以及如何提高PSRR
通篇没有计算公式，直接给出用AP音频分析仪所测量得到的结果，给出了一些设计策略。

通常计算传递函数，都是从IN到OUT这单一的从前到后通道得到的，可以说从1到1
而现在计算PSRR是从VDD\VEE到OUT，直观地看见有非常多的通道可以传递到Vout，可以说是从N到1，搞的无所适从。

虽然PSRR的精确计算是不必要的，但是起码要知道个大概过程，否则只看测试结果，意义不大。

发表于 2019-9-5 10:25

本帖最后由 xukun977 于 2019-9-5 10:42 编辑

第一个问题：站在PSRR角度看，输入级用n管好，还是p管好？

实际上这个问题很笨的，因为书上用n管，那肯定是n管好

，不然作者傻啊。
所以这样问题一猜就猜到了。

那么为什么呢？计算一下就知道了。

老规矩，想要计算，第一步就要建模，粗略模型如下图：

请注意：千万别用混合pi模型代替各个三极管，否则如此复杂的电路，计算电压增益传递函数，是要死人的！！！！
即便计算出来也毫无意义，几里路长的公式，你提取不到有用信息！！！

同时，上图中有个流控电流源，我用蓝线标示出来了。

发表于 2019-9-5 10:46

如果输入级是n管，那么电路结构将变成这样的：

使用上面完全相同的方法，可以计算出上图中的Vo=VDD!!!(即电源纹波全部畅通无阻到OUT端了)
区别于上面的计算结果0！！！
这个留作练习了。

发表于 2019-9-5 11:27

分立件设计和IC设计，很多思想是相同的，例如下面这个图，学模拟IC设计的，一样就能看出其目的：

发表于 2019-9-6 09:14

这样分析是错的，得不到想要的结果。应该重点考虑差分管的厄利电压。NPN和PNP差别在哪里？
当信号幅度很大TR5饱和时，会影响差分级电流，这是个缺陷，简单办法是TR5基极串个电阻。TR12在过激励时电流会很大。R14 15Ω书中有说明，找不到在哪里了，好像是补偿电流变化引起的电压变化。对此存疑，是不是有意义？因为电流是恒流源提供的。

发表于 2019-9-6 09:26

king5555 发表于 2019-9-5 20:31
有个盲点，VCC和VEE都有涟波。我看主要是定电流源加上丅r10和Tr11的作用，尤其是Tr11的基集相接，如果改 ...

看起来正儿八经的计算，教材上有，我大估计你的折腾个把小时列方程解方程，通分化简。

例如正的PSRR:

我好奇的是:电工爬桌子上，拿个笔在草稿纸上计算个把小时，时间久了，会不会被老板开除？？？

发表于 2019-9-6 09:32

工程计算方法必须简明（不需要精准度），和大学教科书上有所不同。

例如让你确定个环路稳定性，如果像教科书上那样计算零极点：

然后画个bode图判断稳定裕度：

像这样手工折腾一次，起码个把小时，老板花几百块钱一天让你干活，你就爬桌子计算数学，不开你开谁啊？
除非是有点资历，在公司很悠闲的元老，才有这个时间慢慢计算啊。

发表于 2019-9-6 09:36

本帖最后由 xukun977 于 2019-9-6 09:38 编辑

yuanzhoulu 发表于 2019-9-6 09:14
这样分析是错的，得不到想要的结果。应该重点考虑差分管的厄利电压。NPN和PNP差别在哪里？
当信号幅度很大T ...

计算无所谓对错，只是个精度问题。

例如我用1分钟估算出电压增益等于100，你用精确方法花了10分钟计算出电压增益等于110，
不能说前面的答案是错的。

PSRR是基于线性小信号分析，谈什么管子饱和之类的，纯属杞人忧天。

发表于 2019-9-6 15:23

xukun977 发表于 2019-9-6 09:26
看起来正儿八经的计算，教材上有，我大估计你的折腾个把小时列方程解方程，通分化简。

例如正的PSRR:

原来我的功放改成前级独立供电有改善是这个原因

发表于 2019-9-6 15:25

xukun977 发表于 2019-9-6 09:36
计算无所谓对错，只是个精度问题。

例如我用1分钟估算出电压增益等于100，你用精确方法花了10分钟计算出 ...

我是说那个电路存在的缺陷

发表于 2019-9-6 20:19

king5555 发表于 2019-9-6 19:16
你那个主要是后级在负半周电流和前级共用一条线，所形成共通阻抗的干扰。喇叭在负半周的电流路径要独立分 ...

明天用示波器看看，我觉得是滤波电容的电压下跌引起的，不是铜箔的电阻引起的。功率管改成场效应管后栅极电阻串并都是100Ω，现在推动管发热（改成C2073 HFE120和A1304 HFE169，手头只有这个

），考虑并的电阻改大点，不知道对声音有啥影响，这个电阻一般用多大？

发表于 2019-9-7 11:07

king5555 发表于 2019-9-6 19:16
你那个主要是后级在负半周电流和前级共用一条线，所形成共通阻抗的干扰。喇叭在负半周的电流路径要独立分 ...

实测滤波电容到功率管十几mV，噪声明显，削波时有很大尖峰。主滤波和独立滤波之间，静态时有0.4V的类似梯形波，有音乐时可达1V，削波时没注意。AC也有约1V的波动。实际一个二极管，220uF电容。

发表于 2019-9-8 20:48

king5555 发表于 2019-9-8 14:37
您在微调静态电流的回路上，并联了电解47uF，我觉得47uF过过大，值得商确。铃木的书上是怎样说明此电容的 ...

《音频功率放大器设计手册》就是这个数值，直抄，应该没啥问题。作者DouglasSelf，不是铃木。偏压管集电极的小电阻倒是有疑问，是不是需要？

发表于 2021-9-3 13:04

Mark

发表于 2021-9-16 21:16

yuanzhoulu 发表于 2019-9-6 15:23
原来我的功放改成前级独立供电有改善是这个原因

相当于加了去耦。

发表于 2021-10-8 15:35

mark，模电还不是太熟悉。稍后再学

音频功率放大器的PSRR计算

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