Простой усилитель для наушников на ОУ с буфером

[A.R.]

Вот, дошли руки обмерять макет, который у меня на рабочем столе валяется где-то год. Надо бы в корпус запихнуть, да все ленился. Что это такое: ушной усилитель на ОУ, охваченный общей ООС, неинвертирующий. Выходной каскад -- параллельный повторитель, с током покоя около 30мА. Для смещения выходных транзисторов применены диоды, как у Андрея anli Гайденко в "народном усилителе". При некотором увеличении искажений низших порядков, такое смещение дает мягкое переключение выходных транзисторов и обеспечивает "экономичный А" в достаточных, для ушного усилителя, пределах выходных токов. Ниже приведена схема, фото макета и результаты измерений разностным методом. Желтым показан сигнал ошибки, синим -- опорный сигнал для сравнения. К сигналу ошибки применен ЦФ с частотой среза 1МГц. На 10кГц при выходном напряжении 1.8В п-п искажения составили 7/244/1000 * 100% = 0.003%. На 20кГц, соответственно 15/244/1000 * 100% = 0.006%. Нагрузка в обоих случаях -- резистор 33Ом. Для измерения пришлось изменить Ку усилителя до 3.5, поэтому можно ожидать, что реальные показатели чуть лучше. По звуку усилитель достаточно нейтральный, из осциллограмм видно, что на малом сигнале, в основном, искажения состоят из второй гармоники.

Небольшое обновление. Перевел усилитель в инверт, так как искажения в неинверте подозрительно не зависели от выходной мощности, а только от уровня сигнала. Номиналы в цепи ООС составили 10к/47к. В реальном усе имеет смысл сделать Ку 2-3, больше не требуется. Разностный сигнал выделял на подстроечнике с компенсацией фазы. Ниже приведены осциллограммы разностного сигнала, увеличенного в 1000 раз. Первые две на 4В пик-пик на 32Ом, вторые -- 8В пик-пик, 32Ом. В первом случае не удалось подстроить разностный сигнал до конца, по крайней мере он не хуже, чем 15/1210/1000 * 100% = 0.0013% Во втором случае хорошо виден характер искажений, это вторая гармоника. В процентах 144/2430/1000 * 100% выходит порядка 0.006%.

Последняя осциллограмма -- напряжение между базой и эмиттером выходного транзистора верхнего плеча. Синус 20кГц, амплитуда 8В пик-пик, на нагрузку 32 Ом. Уровень выходного тока выбран специально, чтобы граница, где заканчивается запас тока покоя (30мА), проходила примерно посередине полуволны. Видно, что смещение выхода диодами дает плавное изменение Vbe, без выбросов и заходов в отрицательные напряжения, характерных для режима AB. Амплитуда изменения Vbe около 0.1В, что для амплитуды выходного тока 120мА соответствует изменению выходного сопротивления плеча примерно на 0.8Ом за полупериод.

Обновление от 19.06.2009:
Финальная версия усилителя, рекомендуемая к повторению, вот здесь: https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=134
Примерная печатная плата и список деталей для нее -- здесь: https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=135
Схема для выделения искажений разностным методом -- здесь: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=25364

[A.R.]

Спасибо, скачал, насладился сполна. Элегантно-то как! На слезу прошибло.

А то. Стараемся.

[Sagittarius]

Предоставь схему, развалим радость.

[A.R.]

Предоставь схему, развалим радость.

Вперед

[Sagittarius]

Ты не поверишь, но посмотри в базу Ку-восьмому.

[A.R.]

Ты не поверишь, но посмотри в базу Ку-восьмому.

А что там такого особенного? Это т.з. Уилсона.

[Sagittarius]

Величина, обратная двойному Пи х Скб х близкое к бесконечности сопротивление в цепи базы Ку8 даёт полюс слишком близко возле главного. Тем самым преимущества каскодности перечёркиваются благими намерениями получить НЧ-точность зеркала.

[A.R.]

Величина, обратная двойному Пи х Скб х близкое к бесконечности сопротивление в цепи базы Ку8 даёт полюс слишком близко возле главного. Тем самым преимущества каскодности перечёркиваются благими намерениями получить НЧ-точность зеркала.

Че-то сомневаюсь. Это фактически токовый вход, там переменная составляющая напряжения ничтожна. А нет dV -- нет I

[Sagittarius]

Токовый вход за оправдалово не катит. Ведь коррекция входного тока там замыкается через общую ООСь, а мы ей уже испоганили АЧХ Миллером. Если внимательно глянуть, Ку8 - это ОЭ. ОЭ - это значит, что на базе напряжение в Ку раз меньше напряжения на коллекторе, то есть, дельтаВ присутствует, ещё и какая. ОЭ с Скб х Ку х Rвх Ку8 - это меж лопаток слышен взгляд папаши Миллера.

[Olegyurich]

Ну, Миллер любой схеме на пользу в нужное время в нужном месте.
Хотя ТЗ Вилсона конечно устойчивости этой схеме не добавляет.
Кстати, в АД 826 вроде не совсем так, там еще один транзюк есть в этом ТЗ, и соединены они чуть иначе, что дает уже каскодное ТЗ. И что ИМХО, намного лучше.

Добавлено через 3 минуты

что дает уже каскодное ТЗ

И я тоже неправ, там нечто среднее.

Добавлено через 30 секунд
Хотя я макетировал именно с каскодным ТЗ.

[A.R.]

И я тоже неправ, там нечто среднее.

Там модификация Уилсона.

Добавлено через 12 минут

Токовый вход за оправдалово не катит. Ведь коррекция входного тока там замыкается через общую ООСь, а мы ей уже испоганили АЧХ Миллером. Если внимательно глянуть, Ку8 - это ОЭ. ОЭ - это значит, что на базе напряжение в Ку раз меньше напряжения на коллекторе, то есть, дельтаВ присутствует, ещё и какая. ОЭ с Скб х Ку х Rвх Ку8 - это меж лопаток слышен взгляд папаши Миллера.

Я все-таки не понимаю, что собс-но Вы хотите сказать. Q8, безусловно, имеет большое переменное напряжение база-коллектор, равно как и Q5. Вы знаете какой-то преобразователь ток-напряжение, в котором это не так?

[Sagittarius]

Линкса глянь. Простое ТЗ, к тому же - закаскоженное. Малое сопротивление в цепи базы ОЭ + умножение Скб всего в Ку ОЭ = rэОБ / (rэОЭ + Rэ), или 1,0001... раза.

Ну, Андрей, надо же не просто почитать живых классиков, но и почитЫВать.

А вапче, любой хорошо спроектированный, как под АС, но нагруженный на ТФ с полным Rн = 50 Ом Линн или Холтон там выдадут 0 целых фиг тысячных Кг и Кими.

[A.R.]

Линкса глянь. Простое ТЗ, к тому же - закаскоженное.
Малое сопротивление в цепи базы ОЭ + умножение Скб всего в 1,0001... раза.

Ну, Андрей, надо же не просто почитать живых классиков, но и почитЫВать.

У Линкса совершенно другой УН, условия баланса по пост. и переменному току там другие, необходимость повышения точности коэффициента передачи ТЗ там отсутствует. Так и остался неясным вопрос, что, все-таки, не так с базой Q8, и почему низкоимпедансный вход ТЗ Уилсона вдруг стал не таким низкоимпедансным, как у обычного ТЗ. Пока радость обломать не получилось, незачет.

А вапче, любой хорошо спроектированный, как под АС, но нагруженный на ТФ с полным Rн = 50 Ом Линн или Холтон там выдадут 0 целых фиг тысячных Кг и Кими.

Это вообще вялый, неэнергичный заход. Вы еще 50 NE5534 предложите запараллелить

[Olegyurich]

Это вообще вялый, неэнергичный заход.

Offтопик:
ЖЖошь!

Добавлено через 2 минуты
Я бы все же попробовал каскодное зеркало. И ИТ вместо резситоров в ВК.

[Sagittarius]

Гы, не буду плагиатить с 40 ОУ... ))) До чего люди заелись: предлагаешь линейнейший усь, собранный на ОУ, работающем в малосигнальном режиме, ОК, ОБ (или ДК) и тройки ВК - никому не нужен. Тихо куэю.

Низкоимпедансный он в результате замыкания местной петли ООС по току Ку8 через транзик ТЗ, включеный тоже с ОЭ и тоже нагруженный на Миллера, а не из-за тупо и непосредственно вставленного резика, как в Линксах. То бишь, на ВЧ и Ку, и симметрия ТЗ падают. Представь Скб как низкоомный резистор, а петлю ООС - как собранную на П210 с fт 10 кГц.

[A.R.]

Я бы все же попробовал каскодное зеркало. И ИТ вместо резситоров в ВК.

По первому пункту: вполне возможно, но тогда симметрия нарушится, надо будет каскодить и верхние транзюки. Дело ведь не в частотных характеристиках, ведь оба плеча УН практически в одинаковых условиях, и если каскодить, то и верхний и нижний транзисторы УН. Вопрос в точности передачи тока с инверсной половины дифкаскада. Тут только Уилсон рулит, или что-то еще посложнее.
По второму -- да, надо посмотреть, как лучше.

[steel_monkey]

Гы, не буду плагиатить с 40 ОУ... ))) До чего люди заелись: предлагаешь линейнейший усь, собранный на ОУ, работающем в малосигнальном режиме, ОК, ОБ (или ДК) и тройки ВК - никому не нужен

Я вот намереваюсо собирать, только попозже. Сначала надо с ламповыми разобраться

[A.R.]

Гы, не буду плагиатить с 40 ОУ... ))) До чего люди заелись: предлагаешь линейнейший усь, собранный на ОУ, работающем в малосигнальном режиме, ОК, ОБ (или ДК) и тройки ВК - никому не нужен. Тихо куэю.

Не берут, вот заразы. А вы что-нибудь в нагрузку предложите, как в Хэппи-мил

Низкоимпедансный он в результате замыкания местной петли ООС по току Ку8 через транзик ТЗ, включеный тоже с ОЭ и тоже нагруженный на Миллера

Теперь осталось выяснить, на какой частоте ООС в ТЗ перестанет действовать, а, главное, будет ли это влиять на производительность УН. И самое главное, проделать все эти выкладки и пассы руками, игнорируя наличие у меня макета, на котором все работает хорошо

Добавлено через 1 минуту

Я вот намереваюсо собирать, только попозже. Сначала надо с ламповыми разобраться

Вперед-вперед. Я даже не против обсуждения в этой ветке процесса сборки и настройки. Только предупредите, я за попкорном сбегаю.

[steel_monkey]

Только предупредите, я за попкорном сбегаю.

Вот оно как, оказывается, для чего такие схемы придумывают , а я, наивный, уже готовился морально.

[A.R.]

Вот оно как, оказывается, для чего такие схемы придумывают , а я, наивный, уже готовился морально.

Нет-нет, не подумайте плохого. Просто я сам схему Виктора собирать не буду, т.к. там есть определенные моменты, которые для меня неприемлемы. Но посмотреть на ее практическую реализацию было бы интересно. Да еще в процессе настройки, может, из него какие-нибудь секреты мастерства выжмем

[Olegyurich]

Дело ведь не в частотных характеристиках, ведь оба плеча УН практически в одинаковых условиях, и если каскодить, то и верхний и нижний транзисторы УН.

Я бы так не сказал, сверху у нас уже есть каскод, только сломанный.

Вопрос в точности передачи тока с инверсной половины дифкаскада. Тут только Уилсон рулит, или что-то еще посложнее.

ИМХО, каскод все же тоже рулит, и с устойчивостью у него получше.