Wo ist bei den Pass XA Nachbauten die Super Symmetry Schaltung?

[18TBX46]

Im Prinzip ist es eine Error Correction.
Das Fehlersignal einer Verstärkerseite (dieses steht am Source des Differenzversärkers einer Seite zur Verfügung; der Diff Verstärker ist in diesem Fall der EINZELNE Mosfet) wird bei der anderen Seite dem Eingangssignal und somit dem
Ausgangssignal hinzuaddiert. Dadurch tritt es im Differenzausgangsignal nicht mehr auf. Mit dem Spannungsteiler (den 3 Widerständen) wird der Grad der Korrektur festgelegt. Bei 100% Korrektur (also R40=0 die anderen beiden unendlich)
ist man wieder bei der bekannten Differenzverstärkerschaltung angelangt.
Diese leistet tatsächlich genau das gleiche. Im differentiellen Ausgangssignal tritt
der Fehler aufgrund des endlichen OpenLoopGains der beiden Vorwärtsstrecken nicht mehr auf. (siehe oben: Zwangssymmetrierung)

Im ursprünglichen Patent ist der CM Level der einzelnen Seiten dadurch festgelegt, dass R42 und R43 einen Bezug nach Masse herstellen.
Im Nachbau gibt es diesen Pfad nicht, es ist vielmehr mit den beiden 4k7 der CM Level des Ausgangs (Also das Summensignal) an die Sources gelegt. Dieser Mechanismus wirkt derart, dass der CM Level des Ausgangs nach dem CM Level des Eingangs geregelt wird. Allerdings erfolgt diese Regelung mit dem beschränkten Gain des Mosfet Diffverstärkers.

Es gilt hier immer zwischen dem grundlegendem Mechanismus und der schaltungstechnischen Realisierung zu unterscheiden. Das hat erstmal nichts miteinander zu tun. Bei der Realisierung ergeben sich evtl. Möglichkeiten, die man geschickt nutzen kann.

Zu dem Bild im Anhang schreibe ich morgen etwas.
Es stellt im Wesentlichen die Schaltung der Patentschrift dar.

[ChPuls]

Bitte auch das zugehörige Patent durchlesen
" Amplifier with Gain Stages coupled for differential error correction " !!!!

Da steht z.B. dass nicht nur die Verzerrungen sondern auch das Rauschen auf die andere Seite kopiert wird !!!!!!

Da steht bloß nicht warum man dazu mehrere Stromquellen braucht ??????

Ich nehme fast an, dass der Widerstand in der Mitte da die Stromquellen für die andere Seite abblockt, so dass jede Seite ihre Stromquelle hat.

Mit dem alten Prinzip mit nur einer Stromquelle werden ja Verzerrungen und auch Rauschen, was auch Signale sind, die Strom "verbrauchen", differentiell verstärkt, da der Gegenseite das Gegenstück an Strom dann "fehlt" bzw. ein differentielles Signal erzeugt wird. Ein Differenzverstärker funktioniert ja auch so, wenn eine Seite aufsteuert und mehr Strom "verbraucht" die andere Seite dann entsprechend weniger Strom hat und zu macht. Das wird besonders bei unsymmetrischer Ansteuerung eines Differenzverstärkers deutlich.

Aber es kann natürlich anders sein. Ich stelle ja Fragen um aufgeklärt zu werden.

Bitte auch mal genau das Patent in PSpice nachbauen und schauen ob es einen Unterschied macht und darstellen wie es genau funktioniert.

[raphael]

Bitte auch mal genau das Patent in PSpice nachbauen und schauen ob es einen Unterschied macht und darstellen wie es genau funktioniert.

Und warum machst Du das nicht einfach mal?

Dein Problem ein vs. zwei Konstantstromquellen ist eigentlich kein Problem. In den klassischen Herleitungen des Differenzverstärkers wird zunächst auch von je einer Quelle in einem Zweig ausgegangen und argumentiert. Später wird dann die vereinfach zu einer Quelle gemacht, da Knoten mit gleichem Potential zusammengefaßt werden können und eine Konstantstromquelle in der Theorie einen lastunabhängigen, konstanten Strom liefert (hier ist Deine Argumentation mit "Strom wegnehmen" vielleicht eher ungünstig für das Verständnis der Schaltung).
Amerikanische Patente werden immer sehr allgemein formuliert, um möglichst viele Patentansprüche abzudecken (und oft auch noch Dinge, die garnicht patentierbar sind...). Zudem werden dort Patent auch nicht mehr auf Richtigkeit geprüft. Das überläßt man den Gerichten.
Daher lohnt es sich eher, selbst mit der Schaltung in Spice zu spielen.
SuSy ist übrigens nicht auf rein Transistordifferenzverstärker beschränkt. TI hat kürzlich eine Lizenz gekauft, um SuSy in einen OpAmp zu integrieren und es gibt auch Schaltungen, wo ganz (Leistungs-)OpAmps nochmals SuSy-Verschaltet werden. Der Trick ist eigentlich, wie die Rückkopplung ausgeführt wird, weniger der Differenzverstärker ansich.

Raphael

P.S. Das diyaudio ist voll mit Wissen um SuSy. Mehrere Stunden lesen dort lohnt sich.

[18TBX46]

@Christian

Wenn wirklich Interesse da ist tiefer in die Materie einzusteigen,
warum nicht einfach selber mal vor den Simulator setzen und einige Sachen
ausprobieren.
Hast du dir das von mir angefügte Bild zumindest mal angesehen ?
Du versteifst dich hier auf diese oder jene Stromquelle, was allerdings mit
der Idee einer vollsymmetrischen Schaltung erstmal nichts zu tun hat.

Dies Stromquellen sind schlichtweg dazu da, die verwendeten Fets in den richtigen Arbeitspunkt zu bringen. In den "Patent Bild" sind zwei folded cascode Stufen zu erkennen. Mehr als ein Prinzip Bild ist das einfach nicht, für einen brauchbaren Verstärker wäre zumindest eine Bufferstufe an den Ausgängen notwendig.

Noch was: Fällt dir etwas auf, wenn du den ersten Satz vom meinem Post #16 und dem 2ten Satz von deinem Post #17 betrachtest ?

Grüße, Manuel

[ChPuls]

Mit PSpice kenne ich mich nicht aus.

Aber bei Differenzverstärkern ist doch bewusst nur eine Stromquelle da damit z.B. für den Fall nur ein Eingang auf Masse ist sprich nur ein unsymmetrisches Signal am Eingang anliegt auch am Ausgang wieder ein vollsymmetrisches Signal anliegt. Beim Patent hat jede Seite eine Konstantstromquelle.
Bei Patent wird am Kollektor auch noch der Arbeitspunkt durch eine Konstantstromquelle erzeugt???

Ich habe mir dein Bild angeschaut.
Warum sind da nicht vernünftige Transistoren-Symbole?
Da steigt man fast nicht durch.

Zur "Error Correction": hatte ich schon in Post #8 kurz an der Patentzeichnung erklärt.
Ich wusste schon durch die Patentschrift, dass die Verzerrungen minimiert werden.
Ich wollte nur sagen, dass im Patent steht, dass nicht nur Verzerrungen sondern auch Rauschen zwischen den Seiten ausgetauscht werden und gleichphasig am Ausgang gegeneinanderknallen und so nicht wirken.

[agossi]

Christian, in PSpice ist es ökonomischer, die FETs mit spannungsgesteuerten Spannungsquellen anzunähern, da die Gratis- (Studenten) Version nur eine beschränkte Anzahl Knotenpunkte zulässt

Nochmals zum Verständnis, natürlich wird auch das Rauschen auf die "andere Seite" kopiert, nur bringt das nichts, weil Rauschen (ein völlig zufälliges, stochastisches und daher unkorreliertes phasenunabhängiges Signal) nicht ausgelöscht werden kann. Das Rauschen ist keine Verzerrung, sondern ein in JEDEM Bauteil durch "Reibung von Elektronen" entstandenes Signal. Je höher der Widerstand eines Leiters, desto grösser wird das Rauschen

Man kann also Rauschen nicht durch eine spezielle Schaltungstechnik eliminieren. Nur durch Reduktion der Bauteile, Absenken der Widerstände oder der Temperatur. Deshalb werden spezielle hochempfindliche Messgeräte mit flüssigem Stickstoff gekühlt.

[ChPuls]

Ich versuche gerade erstmal einen einfachen Differenzverstärker in PSpice nachzubauen. Das ist aber nicht so einfach.

Ok zum Rauschen:

Schauen wir uns nochmal die Patentzeichnung ganz oben an. Wir stellen uns einfach die zweite Stufe weg, da sie zum Verständnis nicht so wichtig ist. Die Eingangstransistoren sind die letzten Bauteile, die das Signal sieht.

Das Rauschen ist also am Ausgang und an den Source-Punkten und wird jeweils ,auch wenn es total unkorreliert ist, auf die andere Seite kopiert und ist damit dennoch phasengleich an beiden Ausgängen.

Oder ist das nicht so???

UND NOCHWAS !!!!!!:
Warum sollte einer "normaler" Differenzverstärker genauso gut wie Nelson Pass Differenzverstärker sein.
Nelson Pass hat durch Messungen bewiesen hat, dass die Verzerrunge um den Faktor 100 !!!! abnehmen.

[agossi]

Das Rauschen ist also am Ausgang und an den Source-Punkten und wird jeweils ,auch wenn es total unkorreliert ist, auf die andere Seite kopiert und ist damit dennoch phasengleich an beiden Ausgängen.

Oder ist das nicht so???

Nein, dem ist nicht so. Jeder Zweig erzeugt ein Rauschen für sich, dann wird das Rauschen von links nach rechts und von rechts nach links kopiert. Diese Teilrauschen haben keinerlei Phasenbeziehungen untereinander und können sich also auch nicht gegenseitig auslöschen

[ChPuls]

Sie brauchen auch keine Phasenbeziehung zueinander haben, da sie durch das "rüberkopieren" ja dann "phasengleich" an den Ausgängen sind, auch wenn das Signal in sich keine Phasenbeziehung hat. Natürlich wird durch erstmal nach dem "Rüberkopieren" durch die Basisschaltung wieder Rauschen hinzugefügt, was dann aber wieder auf der andere ursrpüngliche Seite rüberkopiert wird. Und so weiter.

Es ist auch nicht so entscheidend.

Jedenfalls steht auch im Patent, dass Verzerrung und Rauschen reduziert werden.

Ich komme mit PSpice nicht klar. Das Programm meint, dass irgendwo ein Fehler in der Schaltung sei.

Ich würde gerne einen normalen Differenzverstärker, das Patent und einen Nachbau (zum Vergleich nur die Eingangsstufe) im Vergleich bezüglich Verzerrungen und Rauschen sehen.

Ich kram mal das Paper von Nelson Pass raus worin er zeigt, dass seine Erfindung weniger Verzerrungen produziert.
PS: Hier ist es:
http://www.passdiy.com/pdf/articles/susy.pdf

[18TBX46]

In meinem Bild sind natürlich mit voller Absicht keinerlei Transistoren!
Weil es in diesem Bild darum geht eine vollsymmetrische Architektur
zu simulieren. Die Numerierungen sind nicht zufällig mit den Knotennummern des
Patent bildes abgestimmt.

Im Patent Bild sind die Vorwärtszweige durch 2 "gefaltete Kaskoden" ausgebildet.
Die sind in meinem Bild durch 2 ideale aber endliche Open Loop Versärkungen nachgebildet. (wobei der Faktor -100 willkürlich und tendenziell sehr klein gewählt ist, um das Verhalten der Error Correction besser zu sehen).
Auf der rechten Seite ist eine Nichtlinearität hinzugefügt um zu sehen, dass auch diese vollständig durch die Error Correction eliminiert wird.

Im Patent Bild sind die beiden Seiten als invertierender Verstärker beschaltet.
Am Knotenpunkt der Gegenkopplung liegt also das Fehlersignal an (Gate). Der Fet
wirkt als Buffer, und so liegt dieses Fehlersignal am Souerce niedeohmig auch an.
Ich habe das mit der 1:1 Spannungsquelle modelliert.
Von dort gelangt es mit dem Widerstandsnetztwerk (R40 usw.)
zur anderen Seite, wo es vom Differenzeingangssignal (dieser Seite) hinzugefügt
wird, sodass es am Ausgang nicht mehr erscheint. usw......

Lade dir LT Spice und vegiss diese unsäglichen PSpice Versionen mit 10Bauteile Beschränkung. Außerdem gilt das Argument "ich kenne mich nicht aus mit der Simulation" nicht.

Und wie schon öfter gesagt: Wie eine prinzipielle Idee schaltungstechnisch umgesetzt wird, ist noch mal was anderes. Um dieses SuSy Prinzip zu modellieren
braucht man keinen einzigen Transistor.

Wie funktioniert Negativ Feedback
Wie funktioniert Error Correction
Was ist Common Mode und differential Mode
Wie funtioniert eine vollsymmetrischer Architektur
Warum Common Mode Feedback
usw....

zur Schaltungstechnik des Patentbildes:
folded cascode

Grüße, Manuel

[18TBX46]

Hier noch ein Link.
Nelson Pass schlägt eine Variante mit LM38xx vor.
Auch hier ist NUR ein gewöhnlicher Differenzverstärker zu sehen.
Die beiden Vorwärtszweige werden durch die integrierten Leistungsverstärker
(die sich in einer lokalen Feedback Loop befinden) gebildet.

http://www.diyaudio.com/forums/pass-...rsymmetry.html

[raphael]

Oder mal bei Mahnke (gibt es den noch?) den Tietze-Schenk bestellen und ab Seite 330 lesen...

[ChPuls]

Über Differenzverstärker habe ich vor 1 Jahr im Tietz und Schenk gelesen.

Negative Rückkopplung verstehe ich denke ich auch.

Und den Vorschlag von Pass im DIYAUDIO mit den OPVs habe ich auch gesehen und habe mich auch gewundert.

Mal eine andere Frage.

Verzerrt jetzt der Pass Differenzverstärker ich meine das Patent weniger als eine normale Gegenkopplung oder nicht?

Ich möchte nochmal einen Vorverstärker zeigen, der näher am Patent ist und keine negative Gegenkopplung hat aber diesen Widerstand in der Mitte und getrennte Konstantstromquellen.

Auf folgender Seite findet man einen Nachbau des Pass Aleph P: http://www.rstaudio.de/
Der Schaltplan ist von Pass freigegeben.

[raphael]

Ich verstehe nicht, warum Du Dich so an den getrennten und Stromquellen und dem Querwiderstand hochziehst. Das ist für das Prinzip der Schaltung eigentlich unerheblich.

Raphael

[ChPuls]

Ich weiss, ich habe mich ja auch schon beim ersten Thread darüber gewundert, warum dass sein muss.
Und deswegen frage ich ja auch hier nochmal !!!!

Man muss sich fragen, warum das im Patent und im Vorverstärker oben so gelöst ist???!!!!
Kann es dennoch etwas bringen????

Ich will euch bestimmt nicht auf den Keks gehen.