Projížděl jsem ještě diskuze o zdrojích a nízká výstupní impedance a psrr není vše. U shuntu hodně řešili i fázový posuv a linearitu. Např. shunty s operákem mají sice ultra nízkou impedanci na nízkých frekvencích, ale pak rychle stoupá. A to samé fázový posuv. Poslechově "prý" vyšly hůře než shunty s vyšší výstupní impedancí, ale konstantní v celém audio pásmu. Ale pouze v případě dobrého psrr (line rejection). To je nutné mít dobré v každém případě.
Zdroj bych tedy rád porovnal třeba s LM317 a změřil alespoň přibližně:
psrr
výstupní impedanci
fázový posuv
šum
odezvu na impuls
Následující měření jsou první pokusy o něco takového na shuntu 12V z prvního příspěvku. Něco vyšlo očekávaně, něco nevyšlo vůbec
Možná něco měřím úplně špatně, ale někde se začít musí.
psrr
[spoiler]
Na vstup zdroje bez filtrace se dá stejnosměrné napětí a do něj se injektuje střídavý proud se zvlněním 1Vpp. Normálně na to používají nějaké drahé injektory, ale to samé jsem zkusil udělat s mosfetem. Na výstup se dá DC zátěž třeba 100mA. Měří se rozdíl vstupní vs výstupní rozkmit.
vzorce pro výpočet v LTSpice:
.meas TRAN inripple PP V(in)
.meas TRAN outripple PP V(out)
.meas TRAN PSRR PARAM 20*log10(inripple/outripple)
reálné měření
Ukázalo se, že dostat do vstupu regulátoru přibližnou sinusovku je docela problém. Generátor šumí jako prase při nízké úrovni signálu.
Pak jsem ještě limitován osciloskopem, který má šum na -40 až -50dB, takže pod to se nedostanu.
Tak jak to řešit. Za generátor bych dal nějaký dělič napětí, aby mohl jet na vyšší úrovni. Desku a součástky na relátkový attenuator mám, takže to by šlo použít. Jedná se v podstatě o měření šumu. TI na to má návod. Musím se zbavit DC složky, takže kondík do série. Za to nějaký zesilovač s nízkým šumem. Desky zesilovače (operák s diamond bufferem) a součástky mám taky navíc, tak akorát nastavím zesílení 100x nebo 1000x, abych měl na výstupu nějaké stovky mV, které už změřím osciloskopem.
![[Image: noise_measurement_setup.png]](https://csko.cz/neco/zesilovac/fota/supershunt/noise_measurement_setup.png)
To celé ještě doporučují dát do nějaké plechové krabice. Tak třeba do kýblu nebo mikrovlnky

[/spoiler]
výstupní impedance
[spoiler]
V LTSpice se měří výstupní impedance a fázový posuv takto:
(zde se místo napětí měří proud do zátěže, který je vůči napětí posunut o 180°, pokud jde o čistě proudovou zátěž, takže ideálně 0°)
impedance je plná čára, fázový posuv přerušovaná (když se na výstup nedá nějaký minimální odpor, tak to ukazuje nesmysl, ale nějaký přechodový odpor svorky nebo odpor vodiče tam bude vždy, takže dávám alespoň 10mOhm)
Teď, jak to reálně změřit. Vzal jsem generátor a signál vedl do gate mosfetu. Jednu sondu jsem dal na svorky zdroje a druhou na zátěž. Později jsem našel ještě jinou metodu přes vazební kondenzátor. Ta bude možná přesnější.
Výstupní impedance se počítá jako rozdíl amplitud napětí na svorkách zdroje / rozdíl proudů. Pokud je bez zátěže napětí 12.03V a proud 0A, tak mi stačí z osciloskopu přečíst zvlnění při známé zátěži. Musím ještě znát odpor zátěže nebo efektivní proud.
Vzhledem k tomu, že je zatěžovací sinusovka posunutá do plusu, tak měřák mi počítá nesmyslně efektivní hodnotu. Ale střed sinusovky v DC mi počítá dobře 32mA, tak když si načrtnu sinus, tak je při 6V špičkový proud 50,5mA. To je 36mA efektivní proud.
změřeno takto
Tady to ovlivňuje i přechodový odpor na svorce zdroje a nepájivé pole. Udělám lepší přípravek a změřím lépe.
zdroj s LM317 stejnou metodou
![[Image: LM317_12V_zout.png]](https://csko.cz/neco/zesilovac/fota/supershunt/LM317_12V_zout.png)
[/spoiler]
fázový posuv výstupní impedance
[spoiler]
Jde o posuv napětí na zdroji vůči napětí na zátěži. Ideální hodnota fázového posuvu je 180°. Logicky aby zdroj fungoval, tak při poklesu napětí na zátěži se musí zvedat napětí na vstupu a ideálně bez zpoždění. Zároveň je třeba, aby rezonanční frekvence byla na co nejvyšší frekvenci nebo mimo pracovní frekvenci zátěže. Na grafu v simulaci je vidět, že rezonance fáze je jinde než rezonance impedance. Závisí to dost i na ESR výstupního kondenzátoru. Nedá se říct, že menší ESR = lepší fázový posuv. Spíše naopak. Asi nebude dobré mít rezonanci kolem 1,5MHz pro napájení DAC, když by vzorkovací frekvence byla právě kolem 1,5MHz.
Měří se stejně jako výstupní impedance. Jen se porovná posuv sinusovek. Zde se dá využít X-Y mód na osciloskopu.
na supershuntu změřena fáze takto (na výstupu je elektrolyt panasonic FC 330uF s ESR 0,085, což jak jsem zjistil není vhodné a budu muset zkusit jiný, ideálně 33uF-100uF s impedancí 0,12 při 100kHz, který doporučuje Salas ve svém shuntu, ale dával tam taky Panasonic FC)
Ono i jen přidáváním odporu do série na výstup regulátoru se fáze na vyšších frekvencích zlepšovala (na úkor impedance).
Pro zdroj s LM317 vychází fáze mírně lépe.
![[Image: LM317_12V_zout_faze.png]](https://csko.cz/neco/zesilovac/fota/supershunt/LM317_12V_zout_faze.png)
[/spoiler]
Odezva na impuls
[spoiler]
Zapojení je stejné jako při měření impedance. Stálý odběr 30mA. Na generátoru jsem nastavil pulz takový, aby se na výstupu objevil pulz 2Vpp.
pulz 100ns shunt na zátěži:
pulz 100ns shunt na svorce regulátoru (rozkmit 315mV):
pulz 100ns lm317 na zátěži:
pulz 100ns lm317 na svorce regulátoru (rozkmit 350mV):
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Pro 10ns puls se mi 2V na výstupu nepodařilo vytvořit, tak alespoň kolem 400mV
pulz 10ns shunt na zátěži:
pulz 10ns shunt na svorce regulátoru (rozkmit 167mV):
pulz 10ns lm317 na zátěži:
pulz 10ns lm317 na svorce regulátoru (rozkmit 252mV):
Shunt z toho vychází lépe, i když na LM317 je větší výstupní kondenzátor.
Tak co si z toho vzít? Je vidět, že puls má velký impakt na stabilitu výstupu zdroje a taková špička na jedné zátěži jistě ovlivní i druhou zátěž. Proto je pro DAC dobré mít více zdrojů a používá se kaskádové zapojení více zdrojů. Ještě zjistím impakt na jednotlivé části zdroje.
[/spoiler]