УМ в классе A - надо паять!

[anli]

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Путеводитель по ветке

- есть ли полу-ООС? - https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=177

- ещё один вариант: https://forum.vegalab.ru/showthread....3601#post53601
Пока хуже по исажениям, но гораздо более управляемый в смысле устойчивости

- успешно боремся с тепловыми искажениями (заодно и спектр ухнул вниз):
https://forum.vegalab.ru/showthread....0666#post70666

- первый вариант печатки:
https://forum.vegalab.ru/showthread....7264#post77264

- Слушаем!:
https://forum.vegalab.ru/showthread....&postcount=639

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

История. Много лет назад, когда мы почти все ходили пешком под стол (или не ходили совсем), Жан Хирага (Jean Hiraga) придумал схему, которая представлена, в частности, здесь:

http://member.newsguy.com/~stigerik/...asse_a_20w.htm

Эта схема инспирировала Павла Мацуру (Pavel Macura) на вот такой повторитель:

http://www.pha.inecnet.cz/macura/next.htm

Схема Мацуры инспирировала Сергея (PSV) на такой вариант повторителя:

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=720

А я рисовал много вариаций на тему повторителя Сергея и нарисовал то, что хочу спаять

Итак. Схема балансная. Раскачиваться будет этим УН:

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1637

При включении каких-либо щелчков-всплесков на входе УМ не будет - это проверено в железе (в частности, благодаря симетричному включению БП для УН: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=934).

Согласно ТЗ для УН, на выходе плеча УМ максимальное требуемое напряжение +/-7.5V (размах).

Схема: http://gaydenko.com/um/schematics.png
Спектр на выходе плеча в симуляторе (LTspice): http://gaydenko.com/um/FFT.png

Чтобы долго не вглядываться в спектрограмму, вот числа для гармоник:

2 -111db (0.00028%)
4 -143db
6 -166db

3 -117db (0.00014%)
5 -140db
7 -160db

Предполагается параллельно входу УМ вот такой ограничитель напряжения:

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1072

Но ограничитель ещё не макетировал.

О недостатках.
Думаю, лимитера маловато будет для надёжности: выходные мосфеты могут открываться быстрее, чем закрываться. Но топологию менять очень не хочется.

Жду Ваших отзывов, особенно - критики с предложениями, как недостатки устранить.

[anli]

Пример другого мосфета .MODEL MN2110a NMOS VTO=2 RS=.1 RD=1.8 IS=1E-15 KP=0.3
+CBD=60E-12 PB=1 LAMBDA=2.6E-3 (не маленькое занчение)

Я попробовал 2.0e-3. Для вариантов с общим истоком и стоком спектр практически не изменился. Я пробовал и только в одно плечо для несимметричности. Видимо, основная нелинейность - затворные дела - значительно сильнее других.

[Л. Зуев]

Андрей, посмотрите ток в цепи затворов. Может быть решатся наши разногласия по поводу гармоник. У меня в OrCAD при амплитуде выходного напряжения 7,5В на 4Ом на частоте 20кГц в схеме ОС получилась амплитуда тока 0,4мА через каждый затвор, что соответствует входной емкости 400пФ. Коэффициент гармоник тока составил около 1%.

[anli]

Андрей, посмотрите ток в цепи затворов

Посмотрел для "голого" варианта: без входных повторителей, без повтортелей перед затворами, без эмитерных резисторов, сигнал - в эмитеры. Ток предвыходного каскада - идеальные ИТ 20vA. В затворах - только резисторы 100 ом. Частота и амплитуда - те же. Токи в затворах составили (размах) +/-0.27mA для irfp140n и +/-0.45mA для irfp9140n. 2-я гармоника (остальные слабо спадают) истоковых токов, соответственно, около 15% и 20%. Думаю, разногласия в моделях. Если Ваш симулятор может экспортировать модель как обычный .SUBCKT-файл, то я могу попробовать Ваши.

...частоте 20кГц в схеме ОС...

Не понял смысла слов "в схеме ОС"

[anli]

Андрей, попробуйте коррекцию, которую я предлагал ранее или станзартные корректирующие емкости между КБ Q5, Q6.

Попробовал: на 0db запас тот же, лишь перед ним скорость падения фазы уменьшилась. Попробовал и другие из поста 17. Думаю, фиг с ним, устал я с коррекцией воевать. Лучше при макетировании прямоугольник на вход где-нибудь найду и посмотрю фронты, если заводиться не будет. Да и частота там на 0db - прям хоть УКВ-передатчик строй

[Л. Зуев]

Лучше при макетировании прямоугольник на вход где-нибудь найду и посмотрю фронты, если заводиться не будет.

С прямоугольником все предельно просто - берется К561ЛА7, например, 2 резистора и 1 конденсатор и все дела.

Не понял смысла слов "в схеме ОС"

Я хотел сказать, что это можно посмотреть в любой схеме с общим стоком.

Токи в затворах составили (размах) +/-0.27mA для irfp140n и +/-0.45mA для irfp9140n. 2-я гармоника (остальные слабо спадают) истоковых токов, соответственно, около 15% и 20%.

Получается все дело в различной нелинейности затворных токов. Судя по графикам зависимости емкости сток-затвор от напряжения Ваши модели ближе к истине.

[PSV]

anli, Андрей,я тебе уже предлагал в этой ветке,повторюсь.Попробуй добавить к выходным транзисторам с ОИ ещё два транзистора с ОЗ,т.е. сделай классический каскод.Это сильно уменьшит входную ёмкость ОИ, правда потребует увеличения напряжения питания.

[ZUMM]

Этак скоро схема на листе не уместится.

[anli]

С прямоугольником все предельно просто - берется К561ЛА7, например, 2 резистора и 1 конденсатор и все дела.

А от звуковой карты в режиме 96KHz мало скорости нарастания будет? Мне бы так было проще

Получается все дело в различной нелинейности затворных токов

Так что, оркад не может импортировать или экспортировать модели? Не нашлось такое дело на поверхности?

[ADDED=anli]1112255486[/ADDED]

Попробуй добавить к выходным транзисторам с ОИ ещё два транзистора с ОЗ,

Не могу увеличить напряжение. Торы - вот они лежат.

Offтопик:
Что-то не видно тебя, Сергей, было. Письмо получил?

[ADDED=anli]1112255558[/ADDED]

Offтопик:

Этак скоро схема на листе не уместится

Пока схема меньше всех других обсуждаемых на форуме, которые на рассыпухе.

[PSV]

Что-то не видно тебя, Сергей, было. Письмо получил?

Offтопик:
Болел и дома нет инета .Письмо получил.

[Л. Зуев]

Так что, оркад не может импортировать или экспортировать модели? Не нашлось такое дело на поверхности?

Я не так давно с ним работаю. С этими делами еще не разобрался.

А от звуковой карты в режиме 96KHz мало скорости нарастания будет? Мне бы так было проще

Мало.

[anli]

Пока доделывается УН, ещё есть время порезвиться со схемой УМ. Пытаясь ещё больше минимизировать количество деталей (так и до безосового варианта можно дойти - просто с двумя мосфетами ), нарисовал ещё вот такой вариант:

http://gaydenko.com/um/mini1.png

Про спектр пока не скажу. А общие ощущения какие, господа, у Вас?
(в качестве jfet-ов использовал те модели, которые подогнал под реальные полевики, которые "ушли" в УН)

[Костя Мусатов]

Все бы ничего, если бы не большая зависимость смещения у jfet-а от температуры. Ток будет плавать в широких пределах. С jfet-ами надо делать либо дифкаскад для вычитания дрейфа, либо схему, нечувствительную к дрейфу.

[anli]

А какие пределы (относительного) плавания тока можно считать приемлемыми? Просто не знаю, к чему привязаться.

[Костя Мусатов]

Не знаю, есть ли у тебя термо-модель, но думаю и базовый симулятор должен это показать. Погрей полевички (атрибут температура) и посмотри как будут изменяться режимы усилителя.

[anli]

Погрей полевички

Я отдельно полевики не научился греть. А всю схему - без проблем. При изменении от 25 градусов до 100 ток покоя изменился от 1.675A до 1.808A, что меня, в этом смысле неопытного, пока не очень пугает

[Костя Мусатов]

Транзисторы в схеме никогда не греются синхронно. Потому будет еще эффект изменения смещения нуля. А вообще-то мне не очень верится в столь небольшое изменение начального тока. Хотя хорошего мало и в таком. При прогреве ток мог бы и уменьшиться, тогда усилитель быстрее на режим выйдет. Если при прогреве ничего не изменяется, то есть надежда на малые тепловые искажения. А так возможен саморазогрев (здесь его правда быть не должно).

[anli]

Супер-пупер: вот он!

Пытаясь объять необъятное, нарисовал вариацию на тему основного варианта. "Основной" вариант - этот:

http://gaydenko.com/um/schematics.png

А вот вариация:

http://gaydenko.com/um/semiNFB.png

Фишка - в R13, R14, R15. Если R13 и R14 закоротить, а R15 убрать, то получится обычный вариант с ОООС. Если же убрать R13 и R14, то выходной каскад будет выведен из петли ООС. Ну а на приведённой схеме нарисован некий промежуточный вариант, то есть, выходной каскад немного в петле ООС. Таким образом, можно будет поэкспериментировать в направлении, в котором многие движутся. В частности, тут может быть и голый выходной каскад, это напоминает немного и SPLIF Альтмана, ну и ОООС-вариант тоже, понятно, под рукой.

Вопросов два:

1. Как идея? Правда супер? Или мне только хочется так думать?

2. Как определить максимальные значения R13, R14, при которых схема останется термостабильной?

[Костя Мусатов]

Андрей. я попробовал симульнуть твою первую схему. Правда чуть поменял транзисторы, на свои. Все хорошо, но я сделал еще вот что.
1. Поднял питание раскачке.
2. Снизил токи первого и второго кскадов
3. Снизил емкость коррекции.
В рассчете я использовал 2240/970, 2705/1145, 139/140, 540/9540. Получился очень узкий спектр искажений и уровень порядка 0.0002% на 10кГц и 10В.
Думаю, что на таком варианте можно останавливаться.

[anli]

Поднял питание раскачке

У мня тоже одно время был рабочим вариант, где у раскачки +/-60V (то напряжение, которое уже спаяно для УН). Но меня смутило несколько моментов:

- самый главный - слишком много проводов получится ,
- для входного каскада предполагается использовать ИТ на 2SJ103, которые есть, и они с довольно большой крутизной,
- предвыходной каскад с таким питанием тут же потребует защиты затворов мосфетов. Тут я даже и не знаю, что предпочесть - с защитой затворов, но с меньшим Эрли для предвыходников, или как есть.

По сумме всяких подобных измышлений и было выбрано единое питание (я не к тому, что это навсегда, а почему сейчас)

Снизил токи первого и второго кскадов

Мы как-то обсуждали, что не очень здорово, что мосфеты открываться могут (потенциально) быстрее, нежели закрываться. Только из этих соображений и выбирался ток побольше.

Снизил емкость коррекции

Я, обычно, смотрю минимальную ёмкость, при которой не заводится, а потом увеличиваю в пару раз, и смотрю, что не ухудшилось.

0.0002%

Очень близко к тому, что и у меня получилось.

Думаю, что на таком варианте можно останавливаться.

А как идея про полу-ОООС? Если лажа, скажи откровенно, я буду рад

[Костя Мусатов]

Полу ООС там не получается. Все сигналы синфазны. Вставляя сопротивления ты только меняешь мелочи.
+-60 это ты хорошо взял. Я кручу при +-30 и мощном питании +-15.
При питании от того же источника ты заметно недоиспользуешь напряжение питания. Сделав надставку в вольт 10-15 защищать затворы еще не надо. А вот с другой проблемой я столкнулсяю Думаю как ее лучше решить. После оганичения наступает насыщение драйверного транзистора. После он долго рассасывается. В этот момент возникает генерация, которая дает большие броски тока на выходниках.
Да, а токи я снижал у первого и второго каскадов, а у драйвера не трогал.