Normal Topic Новое в КМОП ИС искажалках (Прочитано 695 раз)
DDD
Гуру
*****
Вне Форума


Имею личный
текст

Сообщений: 9921
Местоположение: Alma-Ata
Зарегистрирован: 22.04.2005
Новое в КМОП ИС искажалках
01.01.2018 :: 23:21:51
Post Tools
Может быть, я уже публиковал заметки на эту тему… точно не помню. В НЕТе подобного решения я не находил при самом пристрастном поиске; схемотехника реально оригинальная.
Итак:
Возясь с искажалками на логических КМОП ИС, я всегда с неудовольствием относился к тому факту, что они сильно расходуют батарейку, причем, ток потребления задается резистором, через который подается напряжение питания на саму микросхему.
1) Тогда я обратил внимание на микросхему CD4007UBE (см. Рис.1), у которой истоки всех транзисторов выводятся наружу через ОТДЕЛЬНЫЕ выводы, а, значит, каждый из инверторов может быть запитан отдельно, причем в цепи истоков могут быть включены резисторы, задающие ток покоя каждого из инверторов. Опытным путем я подобрал номинал этих резисторов и остановился на значении 8,2кОм; это значение задает ток покоя инвертора 200мкА для микросхемы CD4007UBE производства Philips.
2) Перед этим я выяснил, что надо правильно сместить подложки МОП-триодов, иначе ничего работать не будет. Для этого выводы 7 и 14 микросхемы соединены соответственно с землей и питанием через резисторы, номинал которых заведомо меньше величины параллельного соединения в истоках соответствующих триодов (по схеме 3,6кОм и 8,2кОм). Кроме того, выводы 7 и 14 шунтированы на землю конденсаторами достаточно большой емкости, чтобы переменные напряжения сигнала не влияли на смещение подложек триодов.
3) В результате получилось три независимых каскада усиления: два каскада с небольшим собственным коэффициентом усиления, ограниченным резисторами 8,2кОм в истоках, и один каскад с повышенным усилением за счет блокировочных конденсаторов в цепях выводов 7 и 14 микросхемы. Каскады с меньшим коэффициентом прекрасно подходят для ограничения сигнала, а каскад с бОльшим усилением может быть использован как усилитель сигнала после темброблока и выходной каскад с достаточно низким выходным сопротивлением.
4) Далее я наткнулся на самый интересный факт: если на описанные выше каскады (те, которые с меньшим усилением) подавать сигналы, полный размах которых не превышает 2/3 напряжения питания, то на выходе никогда не будет горизонтальной полки ограниченного сигнала, а будет сохраняться его скругленная верхушка, то есть, ограничение будет «мягким» в лучших традициях ограничителей на МОП-транзисторах.
5) На входе примочки следует включить малошумящий предусилитель с коэффициентом 20…30 дБ, т.к. описанные каскады слишком сильно шумят, что свойственно МОП-триодам. Эти каскады, повторю, прекрасно работают в качестве ограничителей, и им там самое место (как и на выходе примочек тоже).

По схеме:
1) Для симуляции использовались модели триодов BS170 и BS250.
2) На реальном макете использовались микросхемы CD4007UBE.
3) В реальном макете на выходах каскадов половина питания поддерживается гораздо точнее, чем в симуляторе; поэтому, на реальном железе ограничение практически симметричное, а в симуляторе показывается достаточно несимметричное.
4) Коэффициент усиления каждого ограничительного каскада порядка 20дБ, и может варьироваться соотношением резисторов в ООС и на входе. Значение реальных (на макете) коэффициентов усиления практически совпало с таковыми в симуляторе.
5) Суммарный ток потребления всех трех каскадов: в симуляторе 1.24мА, на макете – 0.8мА.
6) В готовых примочках на входе установлен предусилитель по схеме SRPP на двух ПТ типа BF512.
7) Звук характерен для примочки на инверторах КМОП ИС, но с бОльшим запасом по динамике.
8) Как видно на Рис.5, тембр входного сигнала частично сохраняется даже при тяжелых перегрузах ограничительного тракта. Натурные испытания показывают ту же самую картинку.

Рис.1  Внутренняя схема CD4007UBE


Рис.2  Схема двух ограничивающих каскадов
и усилительного (выходного) каскада на ИС CD4007UBE


Рис.3  АЧХ обоих ограничительных каскадов (от входа до темброблока)
Максимум 41дБ на частоте 275Гц


Рис.4  Форма сигнала на выходе ограничительных каскадов при входном напряжении 8 Вольт (полный размах),
усилении +41дБ и питании 9 Вольт.
***Выбросы на верхушках сигнала обусловлены конденсаторами частотной коррекции C2 и C5



Рис.5  Сигнал на выходе ограничительных каскадов при входном сигнале
200Гц 4 Вольта + 2345Гц 0,4 Вольта (амплитудные значения), гейн +41 дБ
Видно, что малый сигнал 2345 Гц сохраняется на фоне большого сигнала 200 Гц.

« Последняя редакция: 02.01.2018 :: 05:36:17 от DDD »  

Готов подписаться под каждым своим словом
Наверх
 
IP записан
 
Peratron
Гуру
*****
Вне Форума


GTLab - forever!

Сообщений: 12882
Зарегистрирован: 16.08.2009
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #1 - 02.01.2018 :: 02:04:07
Post Tools
Цитата:
Для симуляции использовались модели триодов BS170 и BS250
У Петракова была темка про модели 176 серии - там были параметры чиповых транзисторов.

170/250 никоим образом не соответствуют тому, что в КМОП-чипах. Очень далеко - и потому моделирование на 170/250 неадекватно во многих аспектах.

И да - это 164/176ЛП1...

ХИНТ: во времена оны я много чего на этом наваял - включая синтезаторные узлы и гитарные плюшки...
  

Схемотехническая мантра: титцешенкохоровицехилл. Повторять до просветления...
Наверх
 
IP записан
 
DDD
Гуру
*****
Вне Форума


Имею личный
текст

Сообщений: 9921
Местоположение: Alma-Ata
Зарегистрирован: 22.04.2005
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #2 - 02.01.2018 :: 04:18:50
Post Tools
"...моделирование на 170/250 неадекватно..." - напротив: прекрасно и в достаточной степени совпадает с результатами натурных испытаний на железе.
Этой симуляции полностью хватило для успешной разработки хорошо звучащей примочки, а большего в рамках данной темы мне не надо.
  

Готов подписаться под каждым своим словом
Наверх
 
IP записан
 
DDD
Гуру
*****
Вне Форума


Имею личный
текст

Сообщений: 9921
Местоположение: Alma-Ata
Зарегистрирован: 22.04.2005
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #3 - 02.01.2018 :: 05:44:59
Post Tools
Если в схеме используется классический или иной темброблок с регулятором уровня на его выходе, то схему компенсационного/выходного каскада следует собрать, как показано ниже.
Такая схема дает достаточно плавную регулировку громкости от нуля до максимума, и хорошо согласуется с классическими маршалловским/фендеровским регуляторами тембра.

  

Готов подписаться под каждым своим словом
Наверх
 
IP записан
 
Добрый Кот
Полноправный участник
***
Вне Форума


GtLab.Net forever!

Сообщений: 529
Зарегистрирован: 25.08.2016
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #4 - 02.01.2018 :: 09:18:29
Post Tools
Всех С Новым Годом!

Интересовался данной МС.
Вот неплохое исследование и спайс модель https://people.rit.edu/lffeee/CD4007_SPICE_MODEL.pdf

Catalinbread сделали на ней неплохой девайс, но почему-то сняли с производства.


  
Наверх
 
IP записан
 
Peratron
Гуру
*****
Вне Форума


GTLab - forever!

Сообщений: 12882
Зарегистрирован: 16.08.2009
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #5 - 02.01.2018 :: 10:26:15
Post Tools
@ Добрый Кот

Модельку скинь в технологии - там есть тема по библиотекам...

тнкс.
  

Схемотехническая мантра: титцешенкохоровицехилл. Повторять до просветления...
Наверх
 
IP записан
 
DDD
Гуру
*****
Вне Форума


Имею личный
текст

Сообщений: 9921
Местоположение: Alma-Ata
Зарегистрирован: 22.04.2005
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #6 - 02.01.2018 :: 11:50:05
Post Tools
"Catalinbread сделали на ней неплохой девайс, но почему-то сняли с производства." - может быть, потому, что ток инверторов, работающих в "линейном" режиме, ничем не ограничен со всеми вытекающими... Или из-за шумов, коих там должно быть немало, и, поэтому, пришлось насмерть удавить АЧХ сигнала жестокой коррекцией.
Указанную приблуду от Catalinbread вряд ли можно назвать удачной, и тем более, хоть сколько-нибудь оригинальной.
  

Готов подписаться под каждым своим словом
Наверх
 
IP записан
 
Peratron
Гуру
*****
Вне Форума


GTLab - forever!

Сообщений: 12882
Зарегистрирован: 16.08.2009
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #7 - 02.01.2018 :: 15:47:26
Post Tools
Цитата:
может быть, потому, что ток инверторов, работающих в "линейном" режиме, ничем не ограничен со всеми вытекающими...
Именно для этого элемента он отличается существенно - транзисторы другие, чем в остальной логике серии.
Ну, и главное - питание в аналоговом режиме должно производиться не от генератора напряжения, а от генератора тока!
В простейшем случае - резистор, в продвинутом - стабилизатор тока на специальной схемке токостабилизатора с малым остаточным напряжением.

ХИНТ: это принципиальная особенность для работы в недокументированном режиме.

  

Схемотехническая мантра: титцешенкохоровицехилл. Повторять до просветления...
Наверх
 
IP записан
 
DDD
Гуру
*****
Вне Форума


Имею личный
текст

Сообщений: 9921
Местоположение: Alma-Ata
Зарегистрирован: 22.04.2005
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #8 - 02.01.2018 :: 17:11:02
Post Tools
Городить стабилизаторы тока для питания инверторов, чтобы в результате получить банальный усилительный каскад, штампующий на выходе прямоугольники??? Какой-то абсурд в натуре (((
Я же РАЗБОРЧИВО написал, что сабжевая ИС 4007 тем и хороша, что позволяет включить индивидуальные резисторы в цепи истоков МОП-транзисторов, и получить замечательные ограничители с малым начальным гейном и достаточно повторяемым током покоя. Простое и красивое решение.
  

Готов подписаться под каждым своим словом
Наверх
 
IP записан
 
Наблюдатель
Гуру
*****
Вне Форума


Верить в наше
время нельзя
никому. Мне
... тоже.

Сообщений: 6933
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 16.11.2008
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #9 - 02.01.2018 :: 19:46:05
Post Tools
Сэмплы бы совсем не помешали. Круглые глаза
  
Наверх
 
IP записан
 
OlegFX
Гуру
*****
Вне Форума



Сообщений: 4597
Местоположение: Киев
Зарегистрирован: 12.08.2008
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #10 - 02.01.2018 :: 23:05:54
Post Tools
Peratron писал(а) 02.01.2018 :: 02:04:07:
У Петракова была темка про модели 176 серии - там были параметры чиповых транзисторов.
Кто такой, где можно почитать?

DDD писал(а) 02.01.2018 :: 11:50:05:
"Catalinbread сделали на ней неплохой девайс, но почему-то сняли с производства." - может быть, потому, что...... Или из-за шумов, коих там должно быть немало...
Да, немало. Шум всей схемы определяется именно первым каскадом на BS170, а не КМОП-логикой. Отсюда совет тем, кто хочет улучшить эту искажалку - поменяйте в этом каскаде этот BS170 на JFET (с подстройкой режимов).

« Последняя редакция: 03.01.2018 :: 02:40:06 от OlegFX »  
Наверх
 
IP записан
 
Добрый Кот
Полноправный участник
***
Вне Форума


GtLab.Net forever!

Сообщений: 529
Зарегистрирован: 25.08.2016
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #11 - 02.01.2018 :: 23:28:43
Post Tools
Для более предметного обсуждения схемы предлагаю написать в ютубе catalinbread scod и послушать несколько семплов.

Peratron писал(а) 02.01.2018 :: 10:26:15:
@ Добрый Кот

Модельку скинь в технологии - там есть тема по библиотекам...

тнкс.


Во первых эта статья легко гуглиться при поиске модели 4007. Во вторых там нюансы...кума надо, ознакомтесь со статьёй. Тем более что ты начальник этой библиотеки  Класс

https://people.rit.edu/lffeee/CD4007_SPICE_MODEL.pdf

« Последняя редакция: 02.01.2018 :: 23:30:28 от Добрый Кот »  
Наверх
 
IP записан
 
DDD
Гуру
*****
Вне Форума


Имею личный
текст

Сообщений: 9921
Местоположение: Alma-Ata
Зарегистрирован: 22.04.2005
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #12 - 03.01.2018 :: 06:02:32
Post Tools
В первом каскаде я ставил SRPP на двух BF512 c регулятором усиления (именно с регулятором усиления, а не с регулятором уровня на выходе), и работало совсем не худо.
  

Готов подписаться под каждым своим словом
Наверх
 
IP записан
 
DDD
Гуру
*****
Вне Форума


Имею личный
текст

Сообщений: 9921
Местоположение: Alma-Ata
Зарегистрирован: 22.04.2005
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #13 - 03.01.2018 :: 06:06:55
Post Tools
Добрый Кот писал(а) 02.01.2018 :: 23:28:43:
Для более предметного обсуждения схемы предлагаю написать в ютубе catalinbread scod и послушать несколько семплов.

Для более предметного обсуждения заводских устройств производства Catalinbread и прочих, а также других DiY устройств, предлагаю завести отдельный топик, естественно.
  

Готов подписаться под каждым своим словом
Наверх
 
IP записан
 
Добрый Кот
Полноправный участник
***
Вне Форума


GtLab.Net forever!

Сообщений: 529
Зарегистрирован: 25.08.2016
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #14 - 03.01.2018 :: 14:41:12
Post Tools
DDD писал(а) 03.01.2018 :: 06:06:55:
Добрый Кот писал(а) 02.01.2018 :: 23:28:43:
Для более предметного обсуждения схемы предлагаю написать в ютубе catalinbread scod и послушать несколько семплов.

Для более предметного обсуждения заводских устройств производства Catalinbread и прочих, а также других DiY устройств, предлагаю завести отдельный топик, естественно.


Да дело не в обсуждении SCOD, а в том, что на этой ИС можно получить приличный звук. Это скорее для тех кто сомневается. Сорри за ОФФ
  
Наверх
 
IP записан
 
DDD
Гуру
*****
Вне Форума


Имею личный
текст

Сообщений: 9921
Местоположение: Alma-Ata
Зарегистрирован: 22.04.2005
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #15 - 03.01.2018 :: 15:02:58
Post Tools
Да тут все слушали... да еще и знаменитые Emma Reeza... и Emma Pis... сделаны тоже на КМОП инверторах, и звучат шикарно, и т.д.
  

Готов подписаться под каждым своим словом
Наверх
 
IP записан
 
DDD
Гуру
*****
Вне Форума


Имею личный
текст

Сообщений: 9921
Местоположение: Alma-Ata
Зарегистрирован: 22.04.2005
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #16 - 06.01.2018 :: 16:46:56
Post Tools
В ссылке фирменная брошюркa от Texas Instruments, в которой довольно подробно расписаны параметры элементов серии CD4000XX.
В частности, сообщается, что коэффициент усиления по напряжению у НЕбуферизованных элементов равен 23дБ.
http://www.ti.com/litv/pdf/scha004
« Последняя редакция: 06.01.2018 :: 16:49:04 от DDD »  

Готов подписаться под каждым своим словом
Наверх
 
IP записан
 
P.
Новичок канифольный
*
Вне Форума


GtLab.Net forever!

Сообщений: 10
Зарегистрирован: 20.12.2017
Re: Новое в КМОП ИС искажалках
Ответ #17 - 11.01.2018 :: 19:25:32
Post Tools
Полезная инфа. Жаль, тут всё еще нельза поставить лайк
  
Наверх
 
IP записан
 
 
  « Главная ‹ Раздел Наверх этой страницы