Простенький "Суперрегулятор" :-) на базe LM317/337

[begemot]

Мне тут вчера стало немного скучно на работе, пятница, делать ничего не охота.
В общем решил в очередной раз закрыть для себя вопрос с двухполярным питанием.
Захотелось улучшить на порядок подавление входной помехи и шумы 317.
Одним из примеров того как это можно сделать достаточно изящно в своё время поделился Назар.
Но, при всех своих достоинствах, параллельник имеет ряд "неудобств", связанных с повышенной
мощностью рассеивания на регулирующем транзисторе при использовании его с достаточно
большими выходными (15В) напряжениями. Кроме того он увеличивает и без того большое
падение напряжения на 1.2В.

Ну в общем получается как-то так.

   

В железе ещё не собирал и не мерил, но модельки 317 и 431 достаточно адекватные, на "транзисторном" уровне,
Т.е. вполне достаточны для оценки выигрыша который даёт эта схема. По крайней мере с точностью до порядка.
Естественно что оригинальная 317 моделировалась с большим кондюком с регулирующего вывода
на землю. Без него и подавление и шумы у 317 существенно ухудшаются. Почему-достаточно очевидно.

Подавление входной помехи

   

Видно что выигрыш порядка 30дБ. Это данные моделировались при падении напряжения на 317 примерно 5В и токе 75мА.
При увеличении падения подавление в обоих случаях пропорционально возрастает.

Шумы.

Сравнительный график для 317 и Супер регулятора

   

Интегрально, для Супер регулятора в полосе 10-100К = 1.2мкВ

   

Интегрально, для 317 в полосе 10-100К = 43мкВ

   

Чтоб примерно оценить адекватность модели по шумам, в даташите нет графика спектральной
плотности шума, но есть интегральная цифра 0.003% от выходного напряжения в полосе 10-10К.
Вообще, это дадено для случая когда нижний резистор делителя не шунтирован большим конденсатором.
Я полагаю что в случае когда этот конденсатор присутствует, надо просто умножать на 1.25В не зависимо от того,
какое выходное напряжение.
0.000003*1.25=38мкВ, причём это наверняка с запасом, чтоб учесть разброс.
По моделированию в полосе 10-10К получается 14мкВ. Что меньше примерно на 8дБ.
Т.е. возможно мы немного занижаем исходные шумы 317.
Но учитывая возможный разброс, не думаю что более чем на 6дб.
Кроме того не совсем очевидно в каких условиях и как именно они это мерили.
В любом случае, разница между 317 и предложенной схемой достаточно очевидна.

Модельки выложу чуть позже.

[wired]

так што... замутить его в генератор?

[nazar]

без того большое
падение напряжения на 1.2В.

на 0,6-0,65В

[begemot]

на 0,6-0,65В

Точно, бес попутал.

так што... замутить его в генератор?

А стоит усложнять?

[s3t]

с моими извращениями о 317/337 была замечена маленькая тонкость, грубая притом))
если нужно подавить помеху по входу, то фигачим резик покрупней + кондер здоровенный на входе 317. это отлично все давит по входу, правда напряжение становится сильно зависимым от тока потребления... эти флуктуации прекрасно убираются самой ЛМкой, и в итоге получаем подавление входной помехи тупым способом))
это не решает собственных шумов ЛМки как и ее импеданса в звуковой области, работы на емкостную нагрузку и "последовательность" регуляции со всеми вытекающими глюками.

[begemot]

фигачим резик покрупней + кондер здоровенный на входе

Есесьно. Даже небольшой, несколько ом и не очень большой кондюк (особенно в мелкой посуде, чтоб паразитки были поменьше) на входе очень пользительная весчь. Если конечно напряжение и ток позволяют

[begemot]

Продолжение банкета, устойчивость и выходное сопротивление.

Как это не странно, получилась достаточно устойчивая штука. Судя по всему её можно будет нагружать практически на любую ёмкость, хотите - на керамику, хотите-на ОСКОН, хотите-на обычный электролит.
В принципе 317 сам по себе относительно устойчивая штука, но при некоторых нагрузках его запас по фазе не более 25-30 градусов.

Реакция на "быстрый" скачок тока нагрузки величиной 200мА.
Красный-суперрегулятор, зелёный 317

   

То-же, увеличено.

   

Ну и выходное сопротивление

   

Файлы и библиотеки которые использовались при моделировании:


  317_LowNoise.zip (Размер: 11.42 KB / Загрузок: 76)

[s3t]

Пардон что топик засераю :)
Подумалось сдедующее - ЛМку нужно готовить так, чтоб она не видела резко-дергающуюся нагрузку. т.е. ток из нее должен течь плавно))
Такое может быть только в виде ЛМ-R1-C1-R2-[байпас+потребитель].

Если C1 прицепить к ЛМке на прямую, то она будет пытаться высоким током выровнять напряжение на нем. Высокий ток = помехи, глюки ОС.
Если С1 прицепить напрямую к потребителю, то ЛМка увидит резкие перепады на С1 - бо нагрузка будет дергать его сильно, бо импеданс меж нагрузкой и С1 - маленький.
как-то так.
Почему-то мне кажется, что ЛМке будет одинаково тяжко переварить скачек тока 100мА и 1мА, если скорость нарастания у них будет 1нс. Это никогда не произойдет в случае ЛМ-R1-C1-R2-[байпас+потребитель].

вот иллюстрация))
http://i.imgur.com/sVTTuSB.png
** во всех кондерах прописал ESR=0.1, индуктивности монтажа не учитывались)



**** меня терзает смутное предчуствие, что я идиот. попробую завтра это доказать))

[pryanic]

Соответственно для 337 то же самое, только транзисторы другой полярности и ТЛ-ку наоборот включить?

[wired]

Соответственно для 337 то же самое, только транзисторы другой полярности и ТЛ-ку наоборот включить?

та-же TL не подойдет, надо другой полярности, напрмер tl432

[Nick]

Здесь она как стабилитрон включена (два вывода закорочены), поэтому вполне подойдёт. Но проблема в том, что у LM337 частотный ств-ва могут быть другими, и поэтому с устойчивостью будет непонятно как, возможно придётся коррекцию поменять.

[EDWARD]

Можно использовать 2 одинаковых стабилизатора для "+" и "-" на LM317 с двумя раздельными обмотками трансформатора.

А, может, у Евгения есть идея схемы cуперрегулятора на LM337 и соответствующие её графики?

[begemot]

ТЛ-ку наоборот включить

Да, как уже сказал Коля, он здесь используется как стабилитрон, с какой стороны токозадающий резистор здесь не важно поскольку это двухполюсник.
Катод и средний вывод при этом закорочены так же как и в варианте с 317, только подключаются к земле. А аналог R3 включён между минусом и анодом

надо другой полярности, напрмер tl432

ТЛ431 и 432-это практически одно и то-же. Полярность у них не отличается, только разная цоколёвка

соответствующие её графики

LM337 схемотехнически не является комплементарной версией 317. Она только функционально комплементарна.
У меня к сожалению нет её модели, но в принципе параметры должны быть сравнимы. Порядок выигрыша должен быть примерно тот-же.
Хотя как уже сказал Коля, возможно надо будет уточнить коррекцию

[wired]

ТЛ431 и 432-это практически одно и то-же. Полярность у них не отличается, только разная цоколёвка

Та шо-ж вьі серьезньіе такие :)

[begemot]

Кстати, можно сделать достаточно точную штуку. Если поставить вместо 431/432 что-то типа ADR5040A-ADR5041A или ADR1581.
Пинаут у низ в принципе подходит для замены 432 в SOT-23 в данном варианте использования.
И транзисторную сборку, типа PMP4501Y/PMP5501Y или какую другую.

[wired]

кста, про транзисторную сборку я в первую очередь подумал, она прям просится туда...

[EDWARD]

Для другого плеча питания сделать бы суперрегулятор.

[begemot]

Так а в чём проблема? То-же самое зеркально и 337. Как нибудь нарисую, когда соберусь маленькую печатку сделать.
Я пока суть да дело его ещё немного засуперил. Вход теперь будет давится ещё на 20дБ суперее.
Путём выкидывания одного резистора и добавления пары транзисторов. Получается около 120дБ подавления до 20К, на 100К-115дБ.
Думаю что на этом можно остановится. Надо будет мелкие печатки для + и - прикинуть, чтоб было можно вместо 3х выводных вставлять.
Ну может ещё шумочек на несколько дБ улучшу. Правда нафига-не знаю.

[shkal]

Диоды бы между базами поставить встречно-параллельно от греха.

[begemot]

В принципе можно. Единственный момент когда это может пригодится-КЗ на выходе. Большая ёмкость в базе заряженная до 12.5В будет "разряжаться" через обратносмещённый переход, а он обычно не любит больше чем 5В обратного