[分立前级] 前级放大器FM255MKII 如何调整CMRR

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发表于 2023-10-7 17:01 | 显示全部楼层
据说FM255MKII 的CRMM 达到100,它是如何调整到的?

补充内容 (2023-12-19 07:57):
调试完成见
http://bbs.hifidiy.net/forum.php ... 30487804&page=6

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发表于 2023-10-7 20:46 来自手机端 | 显示全部楼层
共模抑制比100并不高很多运放都可以。主要是用精密电阻匹配或用电位器调。

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 楼主| 发表于 2023-10-8 07:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 shiyuxin0318 于 2023-10-8 07:39 编辑
zxhdoop 发表于 2023-10-7 20:46
共模抑制比100并不高很多运放都可以。主要是用精密电阻匹配或用电位器调。


好像还有可变电容,问题是如何知道他调整到了呢?原理图似乎就是下面这个
测试共模抑制比的图.png

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发表于 2023-10-8 15:35 | 显示全部楼层
shiyuxin0318 发表于 2023-10-8 07:28
好像还有可变电容,问题是如何知道他调整到了呢?原理图似乎就是下面这个

我的理解供参考,比如一个差动放大10倍电路,输入1输出应该是10,如果输出是9就是匹配电阻失衡。可调电容因该是补偿电容。

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 楼主| 发表于 2023-10-8 17:00 | 显示全部楼层
zxhdoop 发表于 2023-10-8 15:35
我的理解供参考,比如一个差动放大10倍电路,输入1输出应该是10,如果输出是9就是匹配电阻失衡。可调电容 ...

问题在于有什么办法来测量,这个电阻和电容调到多少时算调好了?

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shiyuxin0318 发表于 2023-10-8 17:00
问题在于有什么办法来测量,这个电阻和电容调到多少时算调好了?

用示波器测啊,输入正玄波,测试输出幅值,调到输入乘以放大倍数就可以了。要不就把4个10K和R16R17换成高精度低温漂的电阻。比如精度:±0.02% 温度系数:±10ppm/℃ 的薄膜电阻。

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shiyuxin0318 发表于 2023-10-8 17:00
问题在于有什么办法来测量,这个电阻和电容调到多少时算调好了?



                看输出的方波。 调整前的方波。

https://www.toutiao.com/article/7081266221785760293/




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shiyuxin0318 发表于 2023-10-8 17:00
问题在于有什么办法来测量,这个电阻和电容调到多少时算调好了?



                  调整后的输出方波。

https://www.toutiao.com/article/7081266221785760293/

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 楼主| 发表于 2023-10-9 08:58 | 显示全部楼层
cgpad 发表于 2023-10-8 19:17
110欧电阻是错误的,正确的是330欧。

http://bbs.hifidiy.net/data/attachment/forum/202208 ...

谢谢您的解答,正在寻找相关资料

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 楼主| 发表于 2023-10-9 09:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 shiyuxin0318 于 2023-10-9 09:04 编辑


就是看了您的帖子,想装个FM255玩玩,可惜技术不精,到处找资料。还有几个问题:
1、调试方波频率是多少合适?
2、这个示波器显示的是输出端,还是什么地方?模块的什么地方?

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发表于 2023-10-9 10:31 | 显示全部楼层
shiyuxin0318 发表于 2023-10-9 09:00
就是看了您的帖子,想装个FM255玩玩,可惜技术不精,到处找资料。还有几个问题:
1、调试方波频率是多 ...





            输入 1KHz  方波,测量小模块的输出脚,标有OUT  。这个是业余DIY的调整方法。  FM Acoustics 厂家是有专业的仪器测量CMRR的。所有输入和增益电阻的误差不应超过 1%,如果可能,使用误差为 0.1%的电阻,使用误差更小的电阻,输入和输出的 CMRR 会更好。


FM-255-PCB.jpg

https://gw.alicdn.com/bao/upload ... .heic_q50.jpg_.webp



https://gw.alicdn.com/bao/upload ... .heic_q50.jpg_.webp



http://bbs.hifidiy.net/data/atta ... tix5uz5368iv23t.jpg



http://bbs.hifidiy.net/data/atta ... enkqbhekh1zkt6l.jpg

https://sound-au.com/balance.htm

https://sound-au.com/p176-f1.gif




所有输入和增益电阻的误差不应超过 1%,如果可能,使用 0.1%。您可以使用欧姆表从 1% 类型中选择值以获得紧密的公差,这比“真实的东西”便宜。例如,如果您使用 5.6k 电阻器,1% 的误差意味着它们可以高于或低于声称值 56 欧姆。 0.1% 的误差将其限制为 ±5.6 欧姆,可以使用最合适的万用表进行测量。输入和输出的最坏情况共模抑制比 (CMRR) 在 1% 电阻器下为 40dB,在 0.1% 电阻器下为 60dB。使用误差更小的电阻,输入和输出的 CMRR 会更好。匹配电阻的精确值并不重要,重要的是匹配的精度。如果它们都是(例如)5.3k(0.1% 为 ±5.3 欧姆),那么这就是您所需要的。电阻器必须是金属膜、高稳定性类型,这样它们就不会受到热漂移的影响。


All input and gain resistors should never have more than 1% tolerance, with 0.1% used if possible.  You can select the values from 1% types with an ohm meter to get close tolerance, which is cheaper than the 'real thing'.  For example, if you use 5.6k resistors, 1% tolerance means that they can be 56 ohms above or below the claimed value.  0.1% tolerance limits that to ±5.6 ohms, which can be measured with most decent multimeters.  The worst case common mode rejection ratio (CMRR) for both input and output is 40dB with 1% resistors, or 60dB with 0.1% types.  Closer resistor tolerance means better CMRR for input and output.  The exact value of matched resistors isn't important, only the accuracy of matching.  If they are all (for example) 5.3k (±5.3 ohms for 0.1%) that's all you need.  The resistors must be metal film, high stability types so they are not affected by thermal drift.


https://sound-au.com/project176.htm


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 楼主| 发表于 2023-10-9 10:47 | 显示全部楼层
cgpad 发表于 2023-10-8 19:20
看输出的方波。 调整前的方波。

https://www.toutiao.com/article/7081266221785 ...

调方波以前调整反馈超前补偿电容也能调好。所以我怀疑这样的调整是否正确?

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 楼主| 发表于 2023-10-9 10:49 | 显示全部楼层
本帖最后由 shiyuxin0318 于 2023-10-9 10:50 编辑
cgpad 发表于 2023-10-9 10:31
输入 1KHz  方波,测量小模块的输出脚,标有OUT  。这个是业余DIY的调整方法。  FM  ...


谢谢,提供这么多有用的参考资料。是的和模块输入差分管的电阻我准备用0.1%精度的电阻,或者在1%精度电阻中筛选

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本帖最后由 cgpad 于 2023-10-9 21:23 编辑
shiyuxin0318 发表于 2023-10-9 10:47
调方波以前调整反馈超前补偿电容也能调好。所以我怀疑这样的调整是否正确?




        小模块的超前补偿电容使用的是10pF固定电容。Studer A80 的电路也是调整这两个地方。


http://bbs.hifidiy.net/data/atta ... cd0kk6852iz06pc.png


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 楼主| 发表于 2023-10-9 11:10 | 显示全部楼层
cgpad 发表于 2023-10-9 10:58
超前补偿电容已经固定在模块里了。Studer A80 的电路也是调整这两个地方。


好的,先去买模块的板,回来折腾

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shiyuxin0318 发表于 2023-10-9 10:47
调方波以前调整反馈超前补偿电容也能调好。所以我怀疑这样的调整是否正确?



2) 平衡输入。标准单运放差分输入级如图9所示。与仪器仪表工作不同,超高CMRR通常是不必要的。普通的1%电阻和不调整的情况下,共模抑制比(CMRR)不会超过45 dB;但对于高质量音频工作来说,这通常已经足够了。
任何一个输入悬空都是绝对不能接受的,因为这会导致噪声、嗡嗡声等严重恶化。将冷输入本地接地以产生不平衡输入是很好的选择,但自然会失去所有平衡噪声抑制性能。热输入可以在本地接地,冷输入可以驱动,以产生反相输入,从而在其他位置校正相位误差,但这不是一个好做法,正确的做法是理清原始相位误差。

http://www.douglas-self.com/ampins/balanced/balanced.htm



2) Balanced inputs. A standard one-op-amp differential input stage is shown in Fig 9. Unlike instrumentation work, a super-high CMRR is usually unnecessary. Ordinary 1% resistors and no trimming will not give CMRR better than 45 dB; however this is usually adequate for even high-quality audio work.
It is never acceptable to leave either input floating, as this will cause serious deterioration of noise, hum etc. Grounding the cold input locally to create an unbalanced input is quite alright, though naturally all the balanced noise rejection is lost. The hot input can be locally grounded instead, and the cold input driven, to create a phase- inverting input that will correct a phase error elsewhere, but this is not good practice- the right thing to do is to sort out the original phase error.

http://www.douglas-self.com/ampins/balanced/balanced.htm

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本帖最后由 cgpad 于 2023-10-9 13:38 编辑
shiyuxin0318 发表于 2023-10-9 10:47
调方波以前调整反馈超前补偿电容也能调好。所以我怀疑这样的调整是否正确?



最后,许多人认为需要完美的信号平衡来抑制平衡接口中的噪声。虽然信号平衡有助于保持余量,但它不会影响源/接收器系统的共模抑制(阻抗平衡和 CMR 是抑制嗡嗡声和噪声的重要因素)。

Finally,many people believe that perfect signal balance is required to reject noise in balanced interfaces. While signal balance helps maintain headroom, it does not affect the common-mode rejection of the source/receiver system (impedance balance and CMR is what counts to reject hum and noise).

https://www.eetimes.com/cross-co ... d-audio-interfaces/

特别是在离散平衡输出级中,一些设计人员通过使用连接在两个输出之间且抽头接地的电位器来调整信号平衡。 (参见图 2。)但是,源/接收器系统的最佳 CMR 发生在与实现最佳信号平衡的设置截然不同的设置下。当然,通过采用流行的集成解决方案可以在很大程度上消除这种担忧,该解决方案通过仔细调整内部电阻来保证高共模抑制。

Especially in discrete balanced output stages, some designers trim signal balance by using a pot connected between the two outputs with its wiper grounded. (See Figure 2 .) But,the best CMR of the source/receiver system occurs at a very different setting from that which achieves best signal balance. Of course, this concern can be largely eliminated by turning to the popular integrated solutions, which guarantee high common-mode rejection through careful trimming of the internal resistors.

https://www.eetimes.com/cross-co ... d-audio-interfaces/

Cross-coupled output stages for balanced audio interfaces.png




http://bbs.hifidiy.net/data/atta ... yy44hdwt4cytch5.png



http://bbs.hifidiy.net/data/atta ... j6lc9l97sasbgjs.png

http://www.gyraf.dk/schematics/Neotek_Elite_Bal_Outputs.GIF

https://gw.alicdn.com/bao/upload ... t.jpg_q50.jpg_.webp

https://gd1.alicdn.com/imgextra/ ... sF5x_!!56364726.jpg

https://gw.alicdn.com/bao/upload ... t.jpg_q50.jpg_.webp



                       平衡输出共模抑制测试电路

                 
        输出共模抑制 (OCMR) 定义为由于输出共模电压的变化而导致的差分输出电压的变化。测量 OCMR 时,VIN 接地,并向输出施加共模电压 VCM,如图 4 所示。理想情况下不应出现差模信号 (VOD)。然而,小的模式转换效应会导致误差信号,其大小由 OCMR 量化。

         Output common-mode rejection (OCMR) is defined as the change in differential output voltage due to a change in output common-mode voltage. When measuring OCMR,VIN is grounded and a common-mode voltage,VCM, is applied to the output as shown in Figure 4. Ideally no differential mode signal (VOD) should appear. However, a small mode-conversion effect causes an error signal whose magnitude is quantified by OCMR.

https://tech.ic37.com/tech/2020-7_92769/



最佳输出共模抑制为68dB.jpg







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 楼主| 发表于 2023-10-9 13:50 | 显示全部楼层
cgpad 发表于 2023-10-9 13:37
最后,许多人认为需要完美的信号平衡来抑制平衡接口中的噪声。虽然信号平衡有助于保持余量,但它不会 ...


信息量太多,需要慢慢消化,谢谢

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shiyuxin0318 发表于 2023-10-9 13:50
信息量太多,需要慢慢消化,谢谢



                    似乎需要调整CMRR的原因主要有两点: 1. 元件的精度不够高。2.需要更高的CMRR 。


sshot-1.png

https://baijiahao.baidu.com/s?id ... amp;searchword=CMRR
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