Imens vi venter på Johnnys regulatorer kan vi jo nerde litt?
Tok en måling av spenningen ut fra regulatorene på Vera P400/1000 forsterkeren i dag. Der sitter de samme regulatorene du får i posten snart Johnny.
LT3045 (+15V) og LT3094 (-15V). I Vera forsterkerne forsyner disse to regulatorene begge utgangstrinnene og alle operasjonsforsterkere i buffertrinnet med +/- 15V.
Slik ser det ut. Til venstre er utgangen fra forsterkeren med en 4 ohms last tilkoblet. Støyen der ligger på 15,4uV (Ikke A-veid). Ikke mye grums der.
Til høyre måles utgangen fra LT3045 regulatoren som er satt til +15V. Vi ser støyen er 1,14uV. Det er ganske nære de oppgitte 0,8uV, men instrumentet mitt klarer ikke å måle lavere enn 1uV så vi er helt i grenseland
Dette er kun måleinstrumentet med kortsluttet inngang
Men regulatorer har ikke bare en parameter for støy. De skal jo ikke bare stå det å støye minst mulig, men utføre en jobb også. Hva skjer når man begynner å bruke strøm? Forsterkere lager jo som kjent et AC signal så det er jo ikke er helt jevnt strømtrekk heller, men varierer mye. Alle komponenter i forsterkeren vil ha strøm til både det ene og andre. Hva skjer hvis vi dytter på et 1kHz signal på 10mV som skal forsterkes 21dB så vi får 111mV på HT terminalene?
Opps!
Støygulvet holder seg lavt, men vi får masse modulering av 1kHz signalet helt opp til 20kHz med en gang. Men det er heldigvis lavt, og vi ser at RMS støyen holder seg på lave 1,4uV. Men vi ser nå at regulatorene lager et "signal" på +15V railene på -125dBV ved 1kHz. Det tilsvarer 0,5uV.
Vi ser også i bildet til venstre at ingenting av denne støyen på +15V signaler kommer ut på utgangen av forsterkeren.
Gasser vi på videre til 3V på inngangen så gir det 33,5V på utgangen (280W). Da ser det slik ut. PS! Skalaen til regulatoren går nå til -80dB.
Vi ser at regulatoren nå jobber hardt og har laget et "signal" oppå +15V på -98dBV ved 1kHz. Det tilsvarer 12,5uV. Forsterkeren har også begynt å vrenge litt. (Men det er ikke på grunn av regulatoren. Mer om det senere)
Dette er jo ikke så bra eller?
Rolig. Dette er normalt. Ingenting er perfekt, og ser vi på databladet så er slike ting også oppgitt.
Her har de sett på hva som skjer når man endrer strømtrekket 500mA. Vi ser at responsen på utgangen da er over 20mV i løpet av 20us (rundt 50kHz). Da er kanskje ikke mine 0,0125mV så galt allikevel selv om frekvensen min er en god del er lavere.
Hva skjer hvis vi senker frekvensen da?
Dette er også med 3V på inngangen, men nå ved 120Hz.
Vi ser at "signalet" ut fra regualatoren nå er kun -114dBV (2uV) ved 120Hz.. (Husk at ved 1kHz ble det -98dBV). Alt annet lengre opp i frekvens er også mye lavere.
Vi ser helt klart at regulatoren klarer jobben mye bedre når signalet har lavere frekvens.
Husk også at dette er målt på regulatoren. Derifra går det jo baner og ledninger alle veier og induktansen i disse og de større kondensatorene som sitter senere i kretsløpet lager et virrvarr av strømmer.
De større kondensatorer man monterer rett foran alle ting som trekker strøm utover i kretsen roer ned igjen spenningsvariasjoner lokalt, så hadde jeg målt der i stedet så hadde det sett annerledes ut. Det fine med dette er at disse kondensatorene er effektive ved høye frekvenser der regulatoren sliter. Ved lave frekvenser er de mindre effektive, men der er regulatoren bedre. En sjelden vinn-vinn der altså. Bare husk å bruke store nok kondensatorer hvis regulatoren er dårlig. Dette kan men tilpasse litt med målinger så man ikke sløser med større kondensatorer enn man trenger. I Vera forsterkeren sitter det 220uF foran hver lokal bruker som glatter ut igjen disse støypulsene. Til og med det er litt overkill, og alt større enn det har ingen effekt for sluttresultatet.
Så litt om PSRR
En annen ting er at opamper og andre forsterkerkretsløp alltid har en form for PSRR. Denne er typisk på 80dB eller høyere for opamper. Det vil si at hvis spenningen på strømforsyningen til opampen varierer med 0,012mV som i mitt eksempel så vil opampen redusere det 80dB på sin utgang (10000 ganger lavere spenning.) Da er vi i mitt tilfelle nede på 1,2nV og da er ikke dette et reelt problem lengre siden det er langt under ethvert støygulv.
Det samme gjelder forsterkermodulene også. Det skal en god del støy til før det vises på utgangen.
Her tror jeg du driver med litt "overkill" Johnny. Det å senke støygulvet ned i kjelleren og "litt til" er nok strengt tatt ikke så nødvendig for å oppnå lav støy på utgangen. Men det skader jo ikke å være på den sikre siden