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一位老烧把二十年前的杂志电路翻出来,用仿真软件重练一遍。PSRR 每上一个台阶,他就给它封一个修仙境界名:炼气、筑基、金丹、元婴、洞虚、大乘、圣人。116 楼里,飞升的那部分只占三分之一,剩下三分之二都在吵架——内阻 0.05 欧怎么破?仿真等于实测吗? 二十年前那一刀2026 年 5 月 26 日下午,卖油翁开了个帖,标题很长:《学习〈无线电与电视〉2001M9 赵仁伟超级串联稳压电源,妄图消化吸收创新》。 正文第一句交代了来由:二十多年前,学习和仿造过《无线电与电视》2001 年第 9 期赵仁伟老师创作的超级串联稳压电源,当时觉得效果很好,惊为天人,明显好于洼田稳压电源。该电源的精粹在于取样和基准电路合为一体,误差放大管射极接地进行全反馈以降低内阻,恒流负载提高其增益。今日仿真软件长缨在手,何不学习、消化、吸收一下,看看有无提升机会。 洼田(黑田彻)那套稳压在国内流传极广,说它不好听的人不多。卖油翁这句"明显好于"没给数据,听着像个人偏好;但后面那句"架构迥异"是站得住的——geforce 在 7 楼说这是"简化的洼田吧,差分放大改单管放大,场效应管改三极管",卖油翁在 8 楼直接否了:不是,架构迥异。取样基准合一、误差管射极接地全反馈、恒流源当负载提增益,这三件事凑在一起,跟洼田不是同一条路。 他没有按赵老师的原图画。原因写得很直白:齐纳稳压二极管精度不够、铁脚、声音灰朦。思来想去,选定用 TL431 及其调节电路代替两节稳压二极管。 MT4S301 在 10 楼笑他:笑死我了,梦啥说啥。 卖油翁在 14 楼回了句很坦率的:急需指点才能继续突破。 炼气境:−120 多分贝基本型是这样的:U1 和 R6、R8 组成高精度电压源,被单个误差放大管 Q3 背负着,R10 限流供电给 U1,电流等于 Q3 的 BE 结电压除以 R10。Q3 射极接地,形成 100% 负反馈,以降低内阻。R9 和 C5 作密勒补偿,实际不接 C5 也无问题。Q1 Q2 为两级达林顿调整管。I1 为 Q3 高阻供电,以提高 Q3 开环增益。 稳压值 = U1 两端电压 + 1 个 PN 结。 指标:大约比洼田好 20 个分贝。卖油翁给它的封号是——暂按修仙的境界,将 −120 多分贝称为炼气境。 anmon 在 6 楼给了个评价:这个不错,简单高能,比什么西格玛 22 强多了。 这句听听就好。σ22 那类成品模块卖的是成套一致性、文档和可复现性,这里比的是一个仿真出来的 PSRR 数字,两边没摆在同一张桌子上,谈不上谁强。 金丹境:−142 分贝接下来是三步小进阶,每一步都上仿真、看数字。 第一步,把 Q3 改成复合管。结果:仿真下来发现基本无提升,仍属炼气境。稳压值变成 U1 两端电压 + 2 个 PN 结。 第二步,把调整管改为 3 级。结果:发现竟然提升了 12 分贝左右,到 −136 分贝。封号升级——筑基境。卖油翁补了句:多一级内阻会进一步降低,懒得计算。 第三步,在误差放大与调整管之间插入一个并联甲类放大管 Q6。这一步的电流关系他写得清清楚楚:Q4 的静态电流由 Q5 的 BE 结和 R12 确定;Q4 Q5 共同的静态电流由 Q6 的 BE 结和 R7 确定,相减就是 Q5 的电流;Q4 Q5 Q6 共同的静态电流由 I1 提供,再相减就是 Q6 的电流。 结果:又提升 10 分贝,到 −142 分贝。封号——金丹境。 洞虚境:−192 分贝真正的跃迁在 9 楼。 这一阶段的计划是把复合共射放大改为 3 级共射放大,同时取消并联甲类管。他先记了一句失败:两级共射放大相位不对,未能实施。 然后:仿真得 −192 分贝,连续跨过一串境界—— −150 分贝,元婴境。−160 分贝,化神境。−170 分贝,炼虚境。−180 分贝,合体境。−190 分贝,洞虚境。 99990000 在 16 楼只说了五个字:仿真太吓人了。 大乘境:卡在 −224 分贝从这儿开始,进度慢下来了。 11 楼:按计划再插入并联甲类管子,仿真结果再次飞速进阶,测得 −214 分贝,进入 −200~−230 分贝的大乘境。 12 楼:再插入一级并联管子,仿得 −218 分贝,仍困于大乘境。 13 楼:下一步用"血祭秘术"强制破境——在第一第二级达林顿实施强制导通法,录得 −224 分贝,未能突破 −230 分贝,再次困于大乘境。 三次尝试,三次都停在 −230 分贝这道门槛下面。 zq22 在 29 楼发了四个字:从头拜读,静待飞升。 圣人境:二级稳压 −300 多分贝5 月 27 日早上八点五十五,卖油翁发帖(15 楼): 修炼百年,寸功莫进,最后只得进行二级稳压。第二级用 3 个管子、3 个电阻和 1 个电容组成。压差确保 5V 或以上。此时录得 PSRR 为 −300 分贝多,直接跳过 −230~−260 分贝的渡劫境、−260~−300 分贝的真仙境,直达 −300~−350 分贝的圣人境。 他的形容是:此境功力深厚,言出法随,举重若轻,PSRR 曲线平直如尺。绿线是一级稳压指标,红线是二级稳压后的指标。 niujingzhen 在 18 楼接梗:菩提说这是天道级别,后面还有大道层次啊! 卖油翁(19 楼):同道中人,哈哈。圣人之上是天道境,天道之上是大道境,大道之上又是什么呢。 q1688 在 63 楼把这个梗接完了:大道内为圈内,大道之上为道外,即为"破圈"。我们一辈子都是圈内,只能苦中作乐。 YAAF 在 20 楼泼了另一种冷水:可以尝试十级稳压直接升仙。 rainer 在 21 楼泼的是真冷水:二级稳压声音死,油翁兄还是实作对比下。卖油翁(22 楼):我觉得还是看电路、看选材和工艺。 17 楼他还报了内阻:初修仙者二级稳压通常难以做好,主要问题是内阻升高。而本二级稳压之后最终内阻为 0.06 欧,如果调整管加一级达林顿还会更低。最终内阻主要由第二级决定,第一级因素大幅低于第二级。 飞升之后,有人来查户口23 楼,无语密码开口:看了仿真指标,过于虚假。换一种仿真,会一塌糊涂。所以要做好稳压电源,关键就是看放大器输出参数,而不是看稳压输出,毕竟稳压输出的关键指标没法仿真。 24 楼他又抛了个判据:如果输出电容有用,就说明稳压不起作用了。电容两端没有电压波动,就没法充放电。如果电容都不充电了,还要它做什么呢?能充放电,就说明波纹大,稳压不行。对于超极品稳压,输出接电容仅仅起装饰作用,充放电电流几乎为 0。 卖油翁两条都顶了回去(25、26 楼):没有这种说法,后来的高指标都是从前面一步一步提升而来,你没细看而已,有时为了提升 2 分贝都大费周章。——以及:不敢苟同。 27 楼,kwok_sir 指出了另一个方向的问题:内阻 0.05 欧不是十分小了,1A rms 负载有 50mV 纹波了。 卖油翁(31 楼):这个不是纹波吧,是内阻引起的直流压降? 郭先生在 34 楼把概念掰清楚了:这个是动态负载(功放音频电流)引起的纹波。不同直流负载引起的输出电压差异叫 load regulation 负载调整率。例如直流 1A 与直流 2A 引起输出电压变化 1mV,负载调整率 = 100% × 1mV ÷ 20V(空载输出电压)= 0.005%。 无语密码在 33 楼补了一句最要命的:内阻是 0.05 欧,无论怎么进化,内阻是变不了的。但稳压内阻是 0 欧,已经是绝对极品内阻了。……仿真 10 次,不如做一次。 99990000 在 48 楼从带宽角度开炮:串联稳压电路的带宽是很窄的,所以这类电路对高频纹波抑制很低。您在 15 楼添加了一级串联稳压后高频抑制比就增加了几十近百 dB,个人觉得是错误的,可以说这仿真软件是错误的。如果要抑制 1MHz 的纹波,最起码稳压电路的带宽要超过这个。 49 楼他贴了张最普通的串联稳压电路图做标尺:
配文:咱们可以从最简单的入手来评估一下仿真软件,这是个最普通的串联稳压电路,带宽仅数千赫兹,高频抑制比几乎为 0。 卖油翁在 55 楼盯着这张图挑毛病:Q2 的供电无高品质恒流源进行阻断,D5 的雪崩噪声大得很,加上 C1 的胡乱接法,高频 PSRR 会高才是有鬼。 99990000 在 59 楼把话说到了点子上:量东西先要一把精度可靠的尺。 可以先用简单的串联稳压来仿真一遍,如果指标超出就是仿真软件有误,或者设置条件不适合。 卖油翁(60 楼):嗯嗯,我的观点是寄生参数设置好后,仿真只会更严,不会放水放宽。 LT3042 是渣渣?这句话得掂量掂量39 楼,卖油翁说了句很冲的话:最高水平的 LT3042 的指标在我这里就是渣渣,不信你对比一下指标。 99990000 在 40 楼一句顶回去:3042 是实测指标,你不会认为仿真等于实测了吧? 这句反问是有分量的。LT3042 那 0.8µV RMS 的噪声是 ADI 数据手册上白纸黑字、能在板子上复现的实测值,卖油翁手里比的是仿真值。仿真值和实测值摆在一张表上比,本身就不公平。 这句话该收回。 卖油翁在 45 楼的回应是:有空仿一个 3042 给你,勿急,目前全力攻坚此架构电路。 liujian2024 在 74 楼给了一个很妙的算式:仿真与实际的差距有时候是颠覆性的,源于模型的理想化、误差、不精准和实物的偏差及干扰等因素。莫太沉浸在理想梦幻的自我陶醉之中,实践才是真的试金石。100 − 99.999999 = 0.0000001?错!因为 100 的误差很大! king5555 在 84 楼提了两条:仿真用了理想的电压源和电流源,得到的指标将大打折扣;还有 431 模型只有德仪提供的比较可靠,它牌的不可信赖,应予验证可靠性。 头一条是实打实的。第二条说到牌子,得掂量:模型靠不靠得住,看的是谁公开了完整 SPICE 模型、模型跟实测校核过没有,不是看壳子上印哪家。TI 的模型做得早也做得全,这是事实;但"它牌不可信赖"说过头了,这几年国产件的模型补齐得很快,用之前自己验一遍就是了。 卖油翁在 86 楼答了第一条:电压源我串了交流噪声源,如不插入、用整流滤波的话指标还要高。理想恒流源方面,上次对比过,只比我设计的好 1~2 分贝。 声音这头,也有人泼冷水hds2019 在 82 楼提了另一套关注点:市电经变压器整流滤波后,PSRR 有 100dB 基本可以压到几 µV 了。音响用的线性稳压电源更应该关注输出内阻和瞬态反应,输出内阻不但要低,还要平直;LM317 之类三端稳压不到 1kHz 就原地起飞。简单好做的就是用高速运放 + 基准源 + 调整管,基准源不要用 431,噪音大得一比。 83 楼他又补一句:分立元件用得多,没有深厚的布线功底,分布电容、分布电感就让效果打骨折。 卖油翁在 87 楼纠了个数量级:整流滤波后的交流纹波,用 4700µF 的话,远不止几 µV 啊,是几十至 100mV。 88 楼他对 TL431 的噪声指控作了回应:用 TL431 噪声高大概率未运用好。高速运放 + 高精带隙基准 + 调整管的稳压,我仿过,大约 −100 分贝,下周发给你。 海浪之旅在 98 楼拿耳朵说话:我用 TL431 加三极管做简易并联稳压电源效果就非常好啊,开机和关机一样,耳朵都碰到喇叭了也听不到任何噪音,说 TL431 噪音大是怎么听出来的? hds2019 在 89 楼把标准讲明白了:我意思是整流后不到 1V 的纹波经 100dB 的 PSRR 抑制就行了,没必要搞到很高。 卖油翁在 90 楼回了个比喻:几 µV 相当于你目前拥有 1000 万,几 nV 相当于 1 个亿,如果努力一把 1 个亿垂手可得,你要不要哈。 zxhdoop(91 楼):楼主实物测量过就知道了,几 µV 级别的纹波就要上屏蔽罩了,仿真不等于实物最终参数。 卖油翁(92 楼)认了:测量过的,房间的日光灯、LED 灯都干扰甚大,量不准,关灯就 OK 了。普通手段能测个 −100 分贝吧,往上就需要专业工作室和仪器了。 zxhdoop 在 96 楼还报了个更日常的坑:我开空调后 19.4kHz 会出现一个相对于底噪高 20dB 的噪音。随着研究深入觉得 EMC 才是音响最大的敌人。 自残双臂:破圈版电子滤波器5 月 29 日,卖油翁真的破了一次圈(64 楼)。 他拆了 TL431,再拆去误差放大与调整管之间的直流连接、改为电容耦合;利用 R10、R11 和 Q4 做 Vbe 倍增,做个弱稳压;利用优异的调整管组合做电子滤波。 于是得到一个超级电子滤波器(含精度不高的直流稳压)。大幅加大 R10 就是纯电子滤波。 指标:PSRR 仍达 −140 分贝 @1kHz,−107 分贝 @1MHz。 他的自评是:自残双臂,还属金丹境。做胆机或供电给功放电流级的好帮手哦。 abba 在 66 楼的评价是:都是些罂粟花鹤顶红级别的毒线路。 卖油翁(67 楼):过去这些 20 年前的作品,现在看起来就是渣渣哈。 MT4S301 在 70 楼说了句黑色幽默:请继续"探究",如此污染 AI 的知识来源,尽可能延缓将来 AI 颠覆人类的速度。 元婴境:−155dB@1k,−123dB@2M5 月 28 日晚上,卖油翁在 57 楼先回了 YAAF 那句"十级稳压直接升仙":勿笑,既然耻于二级稳压,那就在 11 楼的电路里改进,用恒流源代替电阻,提高各级电压放大的开环增益。从 −215 分贝进阶至 −236 分贝,顺利进入渡劫境。 5 月 28 日到 29 日,kwok_sir 在 50 楼给了几条方向:误差放大增益要提高,推动级用电压放大好于电流放大;误差检出电路加电容负反馈可改善动态电阻减低;另外调整管改为 P 管、LDO 结构、集极输出,又可再有电压增益。 卖油翁(56 楼):明白,要大幅提高误差放大器的开环增益,谢谢。 5 月 28 日深夜,他放出终版(61 楼):赵仁伟老师架构下,一级误差放大、四级电流放大,瞬态响应迅速、内阻低、线性好,同级相比 PSRR 高到无朋友—— −155 分贝 @1kHz,−123 分贝 @2MHz。 他的原话:每一分贝都是呕心沥血、废寝忘食一步一脚印抠出来的。不要听信 multisim 的管子无失真、系统放水等流言蜚语。在此框架下将误差放大改为 3 级会有超级大惊喜。 封号:元婴境。 6 月 1 日他补了一条要紧的注意事项(109 楼):这个电路不要用对管来做负电源,两路同样的串接一起组成正负电源性能高;用对管来做负电源性能差 20 分贝。 一把统一的尺,和 0.003 毫欧6 月初,争论落到了内阻上,而且是拿数据落地的。 卖油翁在 99 楼实测了 LM317:动态交流负载为 100Hz 频率 0.5A、直流状态 0.53A,内阻曲线不平坦,6k 有峰。 - 27mV ÷ 0.5A = 54mΩ @1kHz
- 52mV ÷ 0.5A = 104mΩ @6kHz
- 21mV ÷ 0.5A = 42mΩ @20kHz
- 18mV ÷ 0.5A = 36mΩ @1MHz
复算全对:27/0.5 = 54,52/0.5 = 104,21/0.5 = 42,18/0.5 = 36。 他的结论:数据表不可尽信哈。 100 楼,他自己的基础款(非 61 楼图),同条件: - 24mV ÷ 0.5A = 48mΩ @1kHz
- 21mV ÷ 0.5A = 42mΩ @6kHz
- 14mV ÷ 0.5A = 28mΩ @20kHz
- 18mV ÷ 0.5A = 36mΩ @1MHz
曲线较平坦。他的自评:达不到你的要求,但好于市面绝大部分。 101 楼,K 兄的大功率稳压电源,同条件: - 22mV ÷ 0.5A = 44mΩ @1kHz
- 11mV ÷ 0.5A = 22mΩ @6kHz
- 7mV ÷ 0.5A = 14mΩ @20kHz
- 10mV ÷ 0.5A = 20mΩ @1MHz
6 月 2 日他承认了自己的模型问题(103 楼):我仿真的模型太严格了,假设稳压电源输出处至负载处为 50 毫欧,所以几乎所有仿真的电源内阻都高于 50 毫欧;考虑降低标准至 5 毫欧。 6 月 3 日,他统一了测法(108 楼):退耦电容贴近调整管,线阻模拟器改为 100nH 和 10mΩ,探针放在线阻模拟器与调整管之间——即"你接多长的连线我不管"。 结果:本例测得内阻 0.003mΩ。 他还顺手回了一句 106 楼留给无语密码的难题:很多高手做胆机,电源串大值电阻,内阻很高?你去批评一下吧。 前面那些争执——0.05 欧、0.06 欧、两组并联降到 0.03 欧(37 楼)——到这儿有了一个共同的量法。 收功6 月 5 日,卖油翁结帖(114 楼):本贴已经在赵老师基础上实现了消化、吸收和创新,也统一了动态负载测量内阻方式,任务已基本完成。 6 月 6 日,他说画块板试效果,由于是 10×10,所以只画了 K2。 7 月 14 日,ls0001 在 116 楼问:做好了没,喜欢这个画图风格。 帖子停在 116 楼,没再往下。 从头到尾,这场修仙最有意思的不是那串境界名,也不是 −300 分贝那个数字。是楼下那一圈人:有人说"仿真 10 次不如做一次",有人说"量东西先要一把精度可靠的尺",有人说"3042 是实测指标",有人说开空调会多出一个 19.4kHz 的尖峰,有人说日光灯关掉才量得准。 飞升那部分只占三分之一。剩下三分之二,是被人拽着往下落,落地之后重新量了一遍。 这大概才是 DIY 的真实境界:炼气境和圣人境隔着 180 分贝,隔着同一块板子的两次测量。. |