[begemot]

Поскольку было предложено перенести сюда тему по моему источнику питания, выкладываю материалы:

Ну, если коротко, мне тут понадобился источник чистого питания с большим PSRR. В результате родилось это творение. По PSRR оно превосходит регуляторы, разработанные Юнгом и описанные в "Regulators for High-Performance Audio" и последующих публикациях. При этом используются значительно более дешевые и доступные операционники.
1. На первой картинке-схема.

   

2. Далее- результаты измерений PSRR на макетной плате. Монтаж-более или менее похож на мартышкину ж...пу. Тем не менее, работает по моему не плохо.
Измерения проводились примерно так-же, как у Юнга.
Вторая картинка-порог измерения анализатора. Голубая кривая-600 омный вход анализатора без входных кабелей. Для оценки предела измерения, ограниченного собственными шумами анализатора и внутренним пролезанием его генератора. Зеленая-вход анализатора подключён к выходу регулятора, для оценки предела измерения, ограниченного анализатором + шумами самого измерителя. Видна наводка 60 Гц и 180 Гц. На уровне -130дБ. Можно конечно слегка подшаманить и убрать её ещё на 5-10 дБ, но особо замотачиваться не стал по причине макетного монтажа. К тому-же, анализатор меряет в режиме измерения "crosstalk" (так же как у Юнга) и использует следящий полосовой фильтр. Т. е. это практически не влияет на результату измерений на других частотах.

   

3. Третья картинка-калибровочные кривые со второй плюс красная кривая-собственно подавление положительного питания. До 70Кгц-практически совпадает с разрешающей способностью измерений, что даёт основание предположить несколько лучшие реальные параметры, чем сам красный график измерений.

   

4. Четвертая картинка-два последовательных прогона измерений на выходе +15В. Красный график-тоже что и на предыдущей картинке, розовый-второй прогон. Есть небольшие различая, думаю что причина-шумы, может быть наводки. В общем-то измеряются довольно малые значения. Плюс монтаж на прото борде с довольно длинными проводами.

   

5. Пятая картинка-желтая кривая-убрал входной LRC (U2, R22, C6, C3) пассивный фильтр. Красная кривая-то-же что и в предыдущих, т.е. с фильтром. Результат несколько удивил. Думаю что улучшение (вместо ухудшения) как-то связан с изменением выходного сопротивления. Может быть-с особенностями монтажа.
Но вообще-умных мыслей на эту тему пока нет. А у вас?

   

6. Шестая - предыдущие кривые вместе с порогом измерений.

   

Выглядит это безобразие примерно так.
Слева, TI демо борда с LM4780 которая использовалась для инжектирования сигнала

           

Итак, как это намеряно?

1. Инжектирование сигнала. Сначала попробовал использовать трансформатор последовательно с входными 20В. В принципе, при наличии хорошего выходного транса так делать можно. Но под рукой не было ничего подходящего, а выбрасывать $100 с не совсем понятным результатом не хотелось. Поэтому использовал демо борду с LM4780 которую в своё время подарили TI'ные ребята. В принципе подойдет любой достаточно мощный и устойчивый УНЧ, выход которого можно сместить по постоянному току.
2. Измерение. Использовался AP2722 звуковой анализатор в режиме измерения "crosstalk". Этот режим использовался потому, что входной сигнал фильтруется узкополосным следящим полосовым фильтром, увеличивая разрешающую способность измерений и повышая помехоустойчивость. Недостаток-частотный диапазон ограничен 200Кгц. Канал B использовался как опорный и , кроме того, автоматически подстраивал амплитуду выходного сигнала генератора, поддерживая практически постоянную амплитуду опорного сигнала на входе измеряемого регулятора напряжения.

   

В принципе, получились неплохие результаты. Хотя пришлось шаманить несколько дней чтобы более-менее убрать наводку генератора и понять, что именно мешает получить результаты сравнимые с результатами симулятора. Даже на низких частотах, при дифференциальном входе анализатора, хорошем кабеле и скрученных 2х см соединительных проводах. Шаг влево, шаг вправо - потерялось 5-10дБ.

Шумы.

Для измерения шумов собрал простенький усилитель на SSM2019. Полоса более 20-200К при неравномерности не хуже +/- 0.15дБ. Усиление 100.5 при сопротивлении генератора 40 Ом и 100к нагрузки. Схема на картинке.

   

Питание-2 Кроны. Можно было конечно сделать что-то с более низким уровнем шумов, но для данных измерений вполне сойдет. Зато просто. Честно говоря, понравилось как эта штука работает. Ничего на вход не насасывает, не потребовалось никакой экранировки.
Шумы этого усилителя с закороченным входом (приведённые ко входу) в полосе 20-20К = 0.28 мкВ RMS

Шумы самого источника в полосе 20-20К = 1.2 мкВ RMS

Собственно, вполне ожидавшийся результат.
Измеренный шум отфильтрованного источника опорного напряжения на конденсаторе С1 - 0.56 мкВ RMS ( в полосе 20-20К)
Считая заявленный TI шум 5532 равным 5нВ/корень(Гц) получим около 0.71 мкВ RMS ( в полосе 20-20К)
Параллельное сопротивление входного делителя 383||750=253 шумит с напряжением 0.28 мкВ
Таким образом должно было получиться: Корень( 0.71*071 + 0.56*0.56 + 0.28*0.28 + 0.28*0.28) = 0.99мкВ
Т. е. довольно близко. Ну 2 дБ где-то потерялось.

На первом графике- шумы усилителя на SSM2019, приведённые к его входу.
На втором - шумы источника питания.
Примерно соответствуют намеренному интегральному шуму.
Максимальная частота к сожалению всего 130Кгц, т.к. максимальная частота дискретизации АЦП - 260Кгц.

       

Итак, самое интересное.
Устойчивость.
Берем нетворк аналайзер. Типа "Model 300 Analog Frequency Response Analyzer".
Инжектирование сигнала: Разрываем ООС в точке между +15В и входом делителя ОУ. В разрыв включаем плавающий инжектор сигнала (последовательно, т.е точно так же как я это делаю в симуляторе). Меряем до и после инжектора. Отношение этих сигналов-петлевое усиление.
Чем инжектировать? В принципе, в комплекте прибора идет специальный трансик (то ещё дерьмецо, хотя и запатентованное). Мне он не нравится. Поэтому, берётся старый добрый пассивный Hewlett Packard-овский токовый пробник переменного тока. Подключается к выходу генератора. Он пассивный и AC, т.е. обратимый преобразователь и, по сути, просто катушка индуктивности. Его импеданс достаточно высок, чтобы не перегружать генератор. Вторичная обмотка инжектора-просто 3-5 витков тонкого провода, такое колечко из этих витков диаметром 1.5-2 см. Пробник защелкивается вокруг этих нескольких витков и получается широкополосный трансформатор с низким выходным сопротивлением и довольно низким коэффициентом передачи. Но нам и не нужен большой коэффициент, т.к. инжектируемый сигнал должен быть очень мал во избежание перегрузки тестируемого устройства.
Это кстати накладывает ограничение на измерение низких частот (шумы, т.к. сигнал очень мал).
Некоторые особенности измерения данной схемы.
ОУ питается от выходного напряжения. Поэтому при таком разрыве ООС, остаётся некий паразитный путь ОС через питание ОУ. С одной стороны он не очень велик и связан подавлением питания ОУ. С другой-усиление петли довольно высоко и не очень просто учесть разные пути прохождения этого пролезания и их усиления петлёй внутри ОУ.
Поэтому второй график - попытка это учесть. Для этого ножка положительного питания ОУ отсоединена от шины +15В и подсоединена к входу делителя ОС (т.е. после инжектора).
В общем, результаты измерения (мягко говоря) не очень точно соответствуют результатам моделирования на низких частотах. Что мне непонятно.
Частота 1'го усиления и запас по фазе-примерно соответствуют. Но вот резонанс на 1.2 Мгц на модели не заметен. Ну, модель, она и есть модель, не учёл какие-то паразитки. Выходные кондюки моделировал с паразитками, а вот кондюки обвески-без. А может ещё что.
По причине сомнений, расчехлил старый добрый HP 4194A Network Analyzer и перепроверил. Результаты примерно такие-же.