Простой AB без коммутационных искажений

[anli]

Путеводитель
- WEB-корень проекта: http://gaydenko.com/audio/simple-ab/
- финальная схема, печатка: http://gaydenko.com/audio/simple-ab/pcb/
- результат, спектр (всё получилось!): http://gaydenko.com/audio/simple-ab/measure/
- результат, впечатления: https://forum.vegalab.ru/showthread....&postcount=141
- результат, фото: http://gaydenko.com/audio/simple-ab/pcb/pic/

________________________

Предупреждаю - никаких изобретений тут нет. Цель была - сочинить простую схему не в классе A. Так что ни Hi-ем, ни Fi-ем, ни, тем более End-ом не озадачивался. Тем не менее, кое-какие требования были:

- ALPS-ready: достаточной линейный и высокоомный вход, чтобы к нему можно было подключить регулятор громкости,
- отсутствие коммутационных искажений,
- электронная стабилизация режимов,
- отсутствие конденсаторов в сигнальных цепях,
- отсутствие тепловых искажений,
- простота, господа!

Самым простым вариантом борьбы с AB-переключениями оказалось использование идеи Алёшина. Вот что в результате получилось:

Схема: http://gaydenko.com/audio/simple-ab/v13/schematics.png

FFT для разных мощностей:

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...T-1W-20KHz.png
http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...-10W-20KHz.png
http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...-30W-20KHz.png

30W - это как раз перед ограничением сигнала. То есть, при данном питании +/-25V (это питание - у останков "Кумира", в котором эта схема может оказаться) пиковая мощность на нагрузке 6 ом (типичное значение для "восьмиомной" акустики) - около 60W.

А вот самые интересные графики, показывающие, почему спектр имеет такой быстрый и устойчиваый спад. Вот это - график тока стока мосфета при рассеиваемой мощности 30W:

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...-30W-20KHz.png

А это - при тех же условиях напряжение на затворе мосфета (точнее, Vgs):

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...-30W-20KHz.png

Трудно придумать для режима AB картинки, которые бы так радовали глаз В связи с чем есть надежда, что эта штука может оказаться хорошей и для ушей. Глядя на эти плавные изгибы, представляешь себе... вы что подумали?! Представляешь себе, как это классно звучит

Другие моменты. При Ку около десяти запас по фазе получился какой-то такой большой, что я забыл (более 60 градусов). Вероятно, так хорошо получилось потому, что местная ООС в повторителе - "токовая" в эмитер, и общая - тоже токовая, в истоки. Что касается тепловых искажений, то ОООС не охватывает только входные полевики. Девиация мощности на них при (вменяемой) мощности 10W - около +/-5mW. Ток покоя выставляется R13, R14. Для иллюстрации линейности входа последовательно с источником сигнала нарисовано сопротивление 22K - все измерения проводились с ним.

И ещё момент. Усилитель напряжения и усилитель мощности связаны в одной точке. Если кто-то захочет использовать в качестве УН скоростной высоковольтный ОУ с полевиками на входе - проблем нет. Но это имеет смысл, если у ОУ также быстроспадающий спектр.

P.S. Этот усилитель - не последний. Теперь слушаю вот этот более простой

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=11933

который запобедил и усилитель, обсуждаемый в данной ветке, и даже балансного монстра в классе A.

[SashaNetrusov]

OPA552

Ещё лучше.
Ток покоя оконечника надо делать около 1...2 А.

[anli]

Цитата отсюда:

https://forum.vegalab.ru/showthread....614#post144614

В этой схеме ток покоя будет стабилен при равенстве Ube Q3 и Q5 (Q4, Q6). Ube будет одинаковым при одинаковой температуре кристаллов. Если их греть по разному, то ток уплывёт.
Так что, это термостабилизация.

Наверное, если строго подходить к терминам, правильнее назвать термостабилизацией. С другой стороны, тут нет термопривязки к выходным транзисторам, которая мне не по нутру

[PSV]

Вовсе и не глубокими, к тому же в истоки, к тому же входной каскад ваще почти не усиливет. Но ты меня лучше там, где надо, ругай , а то тут офтоп.

А я тебя и не ругаю,даже наоборот .Для такого ВК 40дб ,на мой взгляд, многовато.

Наверное, если строго подходить к терминам, правильнее назвать термостабилизацией. С другой стороны, тут нет термопривязки к выходным транзисторам, которая мне не по нутру

Если строго подходить к терминам,то это как раз регулирование,потому как

тут нет термопривязки к выходным транзисторам

[anli]

Offтопик:

А я тебя и не ругаю,даже наоборот

Ну и напрасно. "Даже наоборот" - оно приятно. А когда ругают - оно, пусть и неприятно, но зато полезно. А от этого - тоже приятно

Если строго подходить к терминам

Мне, честно говоря, большой разницы нет, как называть. Главное, чтобы получалось понимание в беседе. А то иногда бывают анекдоты: видел на diyaudio.com многостраничную дискуссию, есть ли ОООС в эмитерном повторителе

Думаю, в этой схеме, как вариант, "нормальной" можно считать такую глубину ОООС, при которой спектр усилителя целиком не становится более жёстким, нежели у самого повторителя.

[anli]

Скоро надеюсь получить железки из Эльфы. В связи с чем хочется более-менее окончательно определиться со схемой. Последний вариант был такой:

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...hematics34.png

Тот совсем скромный опыт, который у меня есть, подсказывает мне, что ГТ J5/J6 имеют слишком большой (отрицательный) температурный коэффициент, и при разогреве слаботочной части будет заметно падать ток покоя мосфетов.

В связи с этим нарисовал вот такой вариант:

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...hematics37.png

Тут, как видно, деталей заметно меньше. Стабильность тока покоя будет определяться отрицательным коэффициентом входных полевых транзисторов и положительными Q3/Q5, Q4/Q7. "Разогрев" в симуляторе показал, что эти коэффициенты в сумме гораздо ближе к нулю, нежели в предыдущем варианте.

Ещё важное изменение. Изменены номиналы R3/R4 и R13/R14. Цель простая: переместить клиппинг из выходного повторителя в УН, что благополучно и получилось. Каких-либо импульсных бяк не заметил плохих, ограничение "круглое", по Vce.

Следует признать, вариант этот сложнее в наладке, ещё дальше от FOLK

Мужики, критика?

[anli]

Мужики, критика?

Да-а-а, что-то все молчат Тогда, чтобы вас расшевелить, ещё один простой наворот:

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...hematics38.png

Добавил плавающий каскод для УН. Почему-то не видел, чтобы потенциал для ОБ снимался таким вот образом. А это так естественно, и деталей мало надо

[Maniac]

Что-то мне кажется номиналы R11-12 маловаты. На 20 вольтовой амлитуде до 800мВт выделяется на R11. Надо мощный резюк тады. А вобще для АВ-ка напряжение питания хорошо-бы увеличить, хотя-бы до 35-40 В ;)

[anli]

На 20 вольтовой амлитуде

Ограничение будет раньше. Максимальная мощность на R11 (при ограничении) - окло 360mW.

[Vetal]

Offтопик:

Понятно,делаем народный усилитель .....

Очень хочется собрать усилок на транзисторах за одно воскресенье на макетке. Нарисуйте схемку, только простую, ватт эдак на 25.

[anli]

Offтопик:

Очень хочется собрать усилок на транзисторах за одно воскресенье на макетке. Нарисуйте схемку, только простую, ватт эдак на 25.

Это - не сюда

Следует признать, вариант этот сложнее в наладке, ещё дальше от FOLK

[anli]

После некоторых опытов в симуляторе с термостабильностью пришёл к выводу, что вертикаль R15, R16, D3, D4 по схеме

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...hematics38.png

большого смысла не имеет, и заменил её на стандартную схему формирования смещения выходного каскада:

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...hematics41.png

Перед разводкой был бы рад, если бы вы вправили мне мозги по таким моментам:

1. Частотная коррекция. Сейчас (для разводки) условно показаны C2, C7, C8. Запас по фазе, как показала практика, в симуляторе точно не посмотреть. Думаю, корректировать в железе примерно так: начать с C2 порядка 22pF. Если всё будет тип-топ (то есть, C2 не будет слишком большим), то и OK. Если не хватит C2, то пробовать уже и с C7, C8.

2. Фильтрация питания. C5, C6 выбраны не слишком большими, чтобы при просаживании питания клиппинг оставался в УН.

3. Q9, D5, D6 предполагается на общую пластинку алюминиевую посадить.

4. C13. Смысл - плавный запуск выходного каскада. Кто-то так делал?

Это всё - то как я думаю. А как же оно на самом деле?

[anli]

Сколько лет, сколько зим... Здравствуйте, друзья!

Несмотря на то, что мои прошлые попытки вытянуть из вас критику по поводу моих печаток успехом не увенчались абсолютно (а ведь другие проекты критикуются, сам видел :twisted: ), всё-таки предлагаю на растерзание сей печаточный прикид (там схема и печатка, имена деталюх в которых, как надеюсь, совпадают):

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/pcb/

Бумага всё стерпит, так что схему перерисовал так, чтобы удобно было, глядя на неё, печатку придумывать. Некоторые пояcнения:

- размер в миллиметрах - примерно 94 X 72,
- C1, C2, C7 и C8 столь большие, так как хоршей керамики у нас нет, а вот русской слюды пара номиналов у меня есть,
- R15 - СП3-39А
- в фильтрах в цепях питания - электролиты Sanyo MV-WX и WIMA MKS 2 (35V/uS) (C13 - та же WIMA),
- двухватник R11 пойдёт в подвале: я не знаю хорошего способа снять сигнал ОООС (петлять вообще не люблю, перемычка среди входных цепей также не нравится), так что решил, что правильней всего припаять будет со стороны фольги буковкой "П" так далеко от платы, как хватит ног у МЛТ.

Пилить?

Забыл ещё про один момент сказать. Вариантов перемычек - великое множество. Выбран именно этот (коллектор УН - перемычка - цепь формирования смещения выхода), так как выходное сопротивление УН высокое, и происходит "токовая отдача сигнала куда-то вперёд через кабель-перемычки"

[ИГВИН]

Андрей, Q9 по теплу с диодами завязан, так?

Придраться к тебе трудно. Хорошая работа.

[anli]

Игорь, ты угадал. Виноват, не написал сам. Будет алюминиевая пластина. Чисто техгологически на месте Q9 удобнее оказался p-n-p.

[PSV]

Здравствуйте, друзья!

Здрасьте !
Андрей,не плохо было бы добавить в схему и на плату регулировку баланса(нуля на выходе).Поставишь в корпус,тепловые режимы поменяются,ноль поплывёт.
Q9 лучше посадить прямо напротив одного из диодов.Меньше будет выброс по току покоя после включения.Тепло от диодов через пластину не сразу дойдёт до транзистора.В эмиттер Q9 можно добавить резистор,им сможешь регулировать(уменьшать) температурный коэффициент компенсации тока покоя.Без него возможно будет перерегулирование.

[anli]

Сергей,

Согласен, такая проблема есть. Но очень не хочется в истоковые цепи входного каскада засовывать подстроечники, так как они окажутся не внутри петли ОООС. Ку усилителя совсем небольшой предполагается сделать (около десяти), так что надеюсь, постоянка на выходе не сильно ускачет. То есть, для начала хочу попробовать так. В ушном усилителе тоже та же проблема была (правда, там Ку=1). После прогрева постоянка уплывала примерно на 13-15mV. Я выставил при включении "смещение в другую сторону" на эти 13-15mV, теперь после прогрева она "уплывает к нулю"

[PSV]

Как хочешь,наше дело предложить,ваше... .Будем надеяться,что постоянка не сильно ускачет.Первые транзисторы может тогда лучше склеить плоскими частями корпуса.Это немного должно помочь.

[ИГВИН]

Offтопик:

После прогрева постоянка уплывала примерно на 13-15mV.

Это усилителю как слону дробина

[anli]

Offтопик:

Это усилителю как слону дробина

Игорь, там Ку - единица. А тут десять дробин будет уже И сам, однако ОС по постоянке используешь В общем, посмотрим. Не долго, надеюсь, ждать: всё железо есть. Но и лень тоже есть, чтоб её...

[PSV]

Это усилителю как слону дробина

Offтопик:
Если на 10 умножить , ИМХО многовато получается.