Dunque,
dato che lo avevo promesso, (seppur da solo come sempre accade quando i discorsi si fanno tecnici
), prosegue e forse chiudo il semplice specchietto teorico-descrittivo di questo particolare soluzione.
Per praticità ho simulato il funzionamento del LM3886 con i valori contemplati dal mio semplice disegnino postato nei forum, quindi gain = 1000A/A. Ho pure usato le resistenze di polarizzazione da 100K, un valore che non definisce una banda passante complessiva del ponte molto alta, diciamo intorno a quella audio e non di più. Per un uso pratico forse meglio usare i 22K o 47K:
In questo circuito esiste appunto il buffer, il generatore V1 è un generatore di tensione simulato, ma il circuito buffer è in open loop (OL), per cui lo specchio di corrente tra Rsense e Load non è in comune come previsto.
Per simulare una distorsione da parte del buffer, ho messo i classici diodi di potenza in controfase, a rappresentare una classica distorsione di incrocio.
Rsense si concatena su un carico prossimo a quello dinamico visto nel caso di Load=8ohm , ed il flusso di corrente che transita in essa sviluppa una corrente proporzionale in uscita al buffer stasis, corrente distorta appunto dalla presenza dei diodi. Risultante grafica:
Si nota in alto V1 in rosso che ovviamente non è distorta, V(load) Blu che presenta i segni di distorsione di incrocio nell'area di transito per lo 0V.
In basso la corrente nel carico I(load) fucsia e la corrente indistorta in rosso erogata da V1 (moltiplicata per 1000 per avere un raffronto diretto con la corrente I(load).
Questo grafico presenta il FFT della situazione:
Essa raggiunge valori di circa 1,2% di picco ma con uno spettro estremamente elevato di armoniche (ma questo è un altro problema, legato alle distorsioni di incrocio simulata e non al nostro circuito base).
Concatenando Rsense con Load, come previsto dal principio di funzionamento avviene questo:
Tensione di V1 e quella su Load indistorte e quasi sovrapposte (visto il guadagno elevato del buffer), ma la cosa interessante è il comportamento delle correnti.
La distorsione di corrente posta su Load dal ponte +diodi genera una "perturbazione di corrente" su Load, prontamente riflessa su Rsense.
La risultante è che V1 "vede", a fronte di una distorsione da parte del ponte, un cambio di impedenza dinamica. Se V1 è un generatore di tensione (impedenza interna tendente a 0), compenserà la variazione di impedenza erogando una corrente in opposizione per mantenere costante la tensione posta in uscita su i suoi capi.
Il risultato è che si è ottenuto una forma di NFB estremamente efficiente, non dissimile da quella ottenuta con i current feedback.
Nel nostro caso, il circuito cosi dimensionato risponde attenuando la distorsione OL del ponte di un fattore di circa 60**, portando gli FFT a:
Ovviamente perchè le condizioni si concretizzino serve che la massima THD prodotta dal buffer sia entro valori che non possano provocare la saturazione di V1, saturazione prevalentemente in termini di massima corrente erogabile e massima larghezza di banda del segnale in corrente erogato.
Vien da se che dato che il ponte attuale mette del suo circa un 0,01% massimo di THD in condizioni di carico nominale, il sistema V1 potrà godere di una influenza da parte del buffer di potenza di un fattore di circa 0.01% /60 ossia di 0,0002% di THD e non linearità di vario tipo attribuibili a quest' ultimo.
Ne consegue che le caratteristiche dinamiche di V1 si possono considerare a tutti gli effetti pratici unica parte in causa nel processo di controllo del segnale da lui erogato.....
L' applicazione reale di Pass fu a mio avviso un poco inficiata dalla soluzione che lui scelse, ma questo è un lungo discorso....; )
** Il fattore di reiezione alle non linearità del ponte stesso, in questo genere di circuito, equivale a: N= Vload / VRsense.
Quanto più è piccola la delta di tensione su Rsense rispetto alla tensione di uscita sviluppata sul carico, ovvero tanto più Vdriver = Vout, tanto più è alta la reiezione del sistema alle distorsioni sviluppate sul ponte di potenza.
Per ottenere il massimo di queste prestazioni quindi serve diminuire VRsense, quindi aumentare la transconduttanza del buffer.
Con una transconduttanza di circa 10, come nel nostro caso, si arriva facilmente a valori di 70-80, valori che però nel esempio specifico sono inficiati oltre i 10Khz per via della perdita progressiva di Gm del ponte, a a causa della limitata banda passante tipica della polarizzazione scelta per semplicità (alti valori di R1-2-3-4).
ciao
Mauro
