Перегрузочная способность диф. каскада

[Антиламповик]

Для предотвращения так называемых TIM искажений в усилителях с ООС повышают перегрузочную способность входных каскадов при помощи различных коррекций (на мой взгляд самая удачная - это индуктивная, но и она не лишена недостатков). Но почему бы просто не поднять ток покоя входного диф. каскада? На экономичности это почти не скажется, при этом входной каскад не будет перегружен даже без ООС. Для примера вот такой каскад УН (сразу оговорюсь, что он не собирался "в железе"). Все транзисторы 2SA1380/2SC3502 (наиболее доступные у нас) плюс их корпуса позволяют легко сделать тепловой контакт для лучшей термостабильности. При этом вход не перегружается даже без ООС до 2 Вэфф. (выход CD). Какие есть подводные камни?

[Антиламповик]

На этой же ветке, чуть выше, обрывок симметричной схемы (если надо, нарисую подробнее). Вы по нему так ничего не ответили, а он в усилителе с КуООС 23 раза даёт Ку без ООС 40.000...60.000 раз до 12 кГц (с резиками в эмиттерах ДК, без нагрузочных резиков УН)

Данная схема очень напоминает УН на 2-х ДК (особенно если R6 заменить генератором тока), просто с несимметричным съёмом сигнала. И усиление такое же Схема получается двухкаскадной и главный недостаток (как писал sia_2) ещё одна высокоомная точка (коллектор VT1, около 330 Ом), определяющая полюс первого каскада. Схема в начале ветки в принципе тоже двухкаскадная (хотя многие называют такую схемотехнику УН однокаскадной, просто управление вторым каскадом по току, а не по напряжению), но там сопротивление в коллекторе 1-2 Ома и первый полюс каскада очень высокочастотный. Решение ДК-ОК-ОБ применено в усилителе Я. Токарева https://www.vegalab.ru/index.php?opt...=158&Itemid=52, но при большом необходимом усилении (в усилителе Я. Токарева для этого необходимо уменьшение R20-R21) схемотехника, предложенная Sagittarius, должна быть линейнее, за счёт компенсации нелинейности Uбэ VT5 такой же нелинейностью VT4 (как в ДК).

пропадает же человек, на глазах в мелкоООСье уходит

Уже ушёл , просто все мои эксперименты с ВВ-шником убедили меня в достаточности 20-40 дБ общей ООС. Возможно конечно что при более серьёзном конструктиве есть смысл и глубже... да и пока у меня не так много опыта - хочу пробовать и то и это. Но если бы хотелось с глубокой ООС - изменил бы схему от Sagittarius: ОК-ОБ заменил бы на каскодный ДК (симметричный съём сигнала даст в 2 раза большее усиление при таких же условиях работы транзисторов + нечувствительность к питанию, схема сложнее на 2 транзистора, включенных с ОБ).

[Johny]

Надеюсь я правильно всё понял

Нет конечно.
Картинка в 80-м посте не отражает механизм воздействия RC-цепи на дифф. входе усилителя на его частотные свойства с замкнутой общей ООС.
Чуть все будет сложнее и неудобнее. Чтобы не утомлять Вас теорией, позвольте все же посоветовать воспользоваться любым известным Вам симулятором, и там, методом "его величества тыка", разобраться с этим блюдом ("ППК").
Best regards, Johny.

[Антиламповик]

Нет конечно. Чтобы не утомлять Вас теорией...

Вы писали что по диаграммам Боде всё достаточно понятно, приведите пожалуйста описанный Вами принцип сопряжения в этих диаграммах. Потому как в других случаях ППК приводит к образованию "диполей" и, соответственно, не получается однополюсная предаточная характеристика.

Offтопик:
И вот ещё на тему трансформаторов и ламп (раз уж тут собрались братья-транзисторщики ): те, кто говорит что ламповые звучат лучше транзисторных - просто сравнивали их звук так сказать "в итоге", т.е. просто быстро переключали усилители и сравнивали характер звука (таким способом можно определить только что приятнее, а не что нейтральнее). Я для определения нейтральности схемы включаю её в разрыв уже работающей системы (желательно, конечно, максимально качественной). Т.е. нагружаю усилитель эквивалентом нагрузки (желательно реактивным), делителем на выходе подстраиваю итоговый К передачи "пациента" к 1 и переключаю "с пациентом" или без него (при этом на акустику работает один и тот же усилитель, обычно разрываю перед его входом, также желательно, чтобы выходное сопротивление делителя равнялось выходному сопротивлению предыдущего каскада тракта). Так вот если разница минимальна - усилитель "нейтральный" или "прозрачный" (тут придумали очень много красивых слов ). Те, что я слушал ламповые усилители (правда, все они были самодельного производства) - всегда "улучшали" звук .

[Johny]

приведите пожалуйста описанный Вами принцип сопряжения в этих диаграммах.

Принцип этот известен примерно с конца 50-х годов (более ранних упоминаний мне не известно). Предложу Вам более свежую, но из ранних, ссылку: Weigand D.M. "Boost op-amp bandwidth and slew rates" - Electronic Design, 15, July 20, 1972, p.64-66.
Здесь, в одной статье, все достаточно подробно описано для этого типа коррекции с рисунками и пояснениями. Думаю Вам будет достаточно для понимания.
Основной идеей этого принципа является то, что требуется существенно меньшее время на перезаряд конденсатора подключенного к суммирующей точке, чем в каскадах с большим уровнем сигнала. Далее чисто математические упражнения по описанию передаточной функции усилителя с общей ООС и оптимизации АЧХ петлевого усиления для разных видов усилителей.

Те, что я слушал ламповые усилители (правда, все они были самодельного производства) - всегда "улучшали" звук .

Offтопик:
Наверно, можно разными способами сравнивать звучание, да и методик описано много, мнений ещё больше. Для себя использую такой способ (не претендую на "истину в последней инстанции", упаси бог): сначала слушаю что-нибудь с женским вокалом на сравниваемых усилителях (это, чтобы привыкнуть к звуку), а после этого - большой симфонический оркестр (78 инструментов) на фрагментах с мощным "forte" всего оркестра. Если замечаю "кашу" в звучании одного из усилителей - его признаю худшим в этой паре. Все.

Best regards, Johny.

[Антиламповик]

Предложу Вам более свежую, но из ранних, ссылку: Weigand D.M. "Boost op-amp bandwidth and slew rates" - Electronic Design, 15, July 20, 1972, p.64-66.

Такого источника не нашёл в интернете , если он Вам доступен - выложите пожалуйста ту часть, где всё разъясняется диаграммами (английский знаю на уровне школы, потому часто приходится догадываться о чём идёт речь). Заранее .

[Johny]

Такого источника не нашёл в интернете

Пож-та, вот ссылка:http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=3006
Best regards, Johny.

[Антиламповик]

Пож-та, вот ссылка:http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=3006
Best regards, Johny.

Там, как я понял, её можно только купить , это во-первых 20$, плюс я не очень знаком с системой интернет оплаты .

[Johny]

Да, там только купить.
Эта статья есть в ГПНТБ (Москва) и копию её можно заказать по межбиблиотечному абонементу. На моем экз. слишком много пометок (не предназначенных для других), а чистить неохота, да и времени на это нет. Извини.

[Sagittarius]

Данная схема очень напоминает УН на 2-х ДК (особенно если R6 заменить генератором тока), просто с несимметричным съёмом сигнала. И усиление такое же. Схема получается двухкаскадной и главный недостаток (как писал sia_2) ещё одна высокоомная точка (коллектор VT1, около 330 Ом), определяющая полюс первого каскада. Схема в начале ветки в принципе тоже двухкаскадная (хотя многие называют такую схемотехнику УН однокаскадной, просто управление вторым каскадом по току, а не по напряжению), но там сопротивление в коллекторе 1-2 Ома и первый полюс каскада очень высокочастотный.

В том и фишка, что ОЧЕНЬ высокочастотный, порядка гигагерц. Зачем? А соединение высокоомных(?) 330 Ом и прилегающих 2Скб+Смонтажа, максимум 10...15 пик даст полюс на частотах порядка десятка (-ов) мегагерц. Это допустимо, если учесть, что даже у агеевского СЛ полоса 10 МГц.

Решение ДК-ОК-ОБ применено в усилителе Я. Токарева, но при большом необходимом усилении (в усилителе Я. Токарева для этого необходимо уменьшение R20-R21) схемотехника, предложенная Sagittarius, должна быть линейнее, за счёт компенсации нелинейности Uбэ VT5 такой же нелинейностью VT4 (как в ДК).

Ну как тут не согласиться. А вот гадский ЛТ-Спайс почему-то показывает идентичность линейности "согнутого" и "разогнутого" дифкаскадов. Вообще, результаты что ЛТ, что МС с "железным" измерением искажений не дружат никак.

Уже ушёл , просто все мои эксперименты с ВВ-шником убедили меня в достаточности 20-40 дБ общей ООС. Возможно конечно что при более серьёзном конструктиве есть смысл и глубже... да и пока у меня не так много опыта - хочу пробовать и то и это.

Это были неправильные экперименты и они носили неправильный мё... ... гм, результаты. Как говорят люди, ППК в УМЗЧ ВВ работает, "песок" убирает.

А насчёт безООСья... Есть простые формулы вычисления уменьшения погрешностей (искажений) схемы в зависмости от исходного Ку. И разница Кг между 50.000 и 700 раз где-то два порядка.

Но если бы хотелось с глубокой ООС - изменил бы схему от Sagittarius: ОК-ОБ заменил бы на каскодный ДК (симметричный съём сигнала даст в 2 раза большее усиление при таких же условиях работы транзисторов + нечувствительность к питанию, схема сложнее на 2 транзистора, включенных с ОБ).

Ну, ты жжошь! А ещё мелкоООСник! Да ты прирождённый схемотехник, юли ты среди чужих делаешь?! Я уже сделал и такой УМЗЧ, но там есть МА-АЛЕНЬКАЯ, про-остенькая, даже примитивненькая особенность: как повысить fср в базах ОЭ каскодов, чтоб Агеев не ругался. Я даже не пойму, как её раньше никто не просёк.

Добавлено через 16 минут

1. Речь об этом ? http://i042.radikal.ru/0712/d2/ae347031892a.gif

Да, об нём.

2. Выходной каскад - 4 ступени повторителя или 4 транзистора в параллель?

4 последовательно, последний - по два параллельно. По сравнению с трёхкаскадным ВК выигрыш 20% по Ку, а увеличения Скорр не требуется. То бишь, каких-то амплитудно-частотных "боков" не обнаружено. Линкс тоже упоминал об установке 4к ВК, только я схем этого не видел.

3. Падение напряжения на эмиттерных резисторах ДК?

Во входном ДК - по 60 мВ (I=1,5 мА, R=39 Ом) на брата.

[sia_2]

4 последовательно, последний - по два параллельно. По сравнению с трёхкаскадным ВК выигрыш 20% по Ку, а увеличения Скорр не требуется. То бишь, каких-то амплитудно-частотных "боков" не обнаружено. Линкс тоже упоминал об установке 4к ВК, только я схем этого не видел.

Во входном ДК - по 60 мВ (I=1,5 мА, R=39 Ом) на брата.

Главный минус - зона линейности по входу мала, так что первую частоту дублета полюс/нуль коррекции по входу придется делать сразу за звуковой полосой. По критерию потенциальных возможностей типа "достижимая площадь ООС x собственная линейность" структура вполне работоспособна, хотя и не рекордная. У меня в мелкой серии были усилители для активных фильтров с собственной линейностью около 0.2% и глубиной общей ООС на 100 кГц около 100 дБ. Можно и лучше - Боде в руки - но не было необходимости.

[Sagittarius]

Я предчувствовал что-то подобное, а особенно - когда Вы за эмиттерные напряжения спросили. Есть пара УМЗЧ получше, да что-то вложения не влаживаются. Общая идея такова, что идея 1. как говорил Антиламповик, 1 каскад - дифференциальный усилитель + каскод, 2 каскад - то же самое; идея 2. между ними вставка - просто дифкаскад. Вот за этот я говорил, что можно до 140.000 усиления догнать, но с понижением fср1, или повысить линейность выбором более высокомных эмиттерных резиков во всех ДК.

[Александр Котов]

Каскод в первом каскаде не нужен - усиление его очень низкое, разве что есть желание поставить низковольтные транзисторы в дифкаскаде.

[Sagittarius]

Так и есть. Реально измеренное предельное напряжение UкэмаксR (10 кОм) 547-557, применённых в ДК, до 60 В. Дальше - пробой. А на практике в базах 47...100 кОм и напряжение питания УН - 65...72 В.

[Александр Котов]

Ставь 2N5401/2N5551. У них достаточное напряжение.

[Sagittarius]

Транзиков с высоким UкэR у меня есть. Не так всё просто. Меня ещё и влияние входных токов смещения интересует. Из беллетристики, коя каждый усь сопровождает, мы знаем, что входные токи подобных симметричных ДК ничтожны. Дескать, базовые токи комплементарных транзисторов при равных h21э вычитаются.

Смотрим глубже. Напряжения Uбэ у комплементарных транзиков разных плеч второго каскада не равны. А резики нагрузки ДК - равны. Для создания разных напряжений на одинаковых резиках нужен разный ток. Тогда под действием ООС по ПТ для симметрии УН по напряжению, кою сервисный интегратор вынужден будет поддерживать, токи ДК и перекашиваются, возникает разность токов баз. Она на входном резике создаст некое напряжение. Практически для 547-557 с h21э=500 при Iэ=2,5 мА разностный ток равен 0,4 мкА. Это создаёт значительную аддитивную погрешность (только её не хватало) смещения напряжения на входе УН за счёт протекания тока по входному резику и не вдохновляет с точки зрения его увеличения сопротивления и трудностей балансировки при отличии сопротивлений входного резика и резика делителя ООС на два порядка.

Если поставить транзисторы с h21э=100, то будет только хуже.


Сергей Игоревич, сориентируйте,

1. Каково должно быть напряжение на эмитерных резисторах? Зависит ли оно от «количества искажений» исходной схемы?
2. Перегрузочная способность каждого последующего каскада должна быть больше, чем у предыдущего в Ку раз этого предыдущего?

[Александр Котов]

Какое значение эта разница имеет, у нас не измерительный прибор. В измерительной технике ставят дополнительный эмитерный повторитель.

[Johny]

Каскод в первом каскаде не нужен

Думаю, это ошибочное мнение!
Каскод нужен и в первом, и во втором каскадах - исключительно с целью отвязаться от "Миллера"!
Количество "лишних" деталей невелико, а положительный эффект значимый.

усиление его очень низкое

усиление каскода такое же, как и у одиночного транзистора.

Смысл ставить в эмиттеры входного диффера резисторы очень сомнительный в случае, если диффер запитан снизу от источника тока.
При небольшом дифференциальном сигнале (речь идет о диффере входного каскада), а он всегда будет небольшим, так как ООС есть, можно всегда оставаться в весьма линейной области входной характеристики (см. выше иллюстрации от "sia_2" характеристик диффера на БП и ПТ).
Best regards, Johny.

[SashaNetrusov]

Пример диф. каскада не имеющего ограничения по выходному току :
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=5988

[Александр Котов]

усиление каскода такое же, как и у одиночного транзистора.

Первого кАскада, а не каскода. Чем Миллер не угодил Просто всё в этом мире относительно.

[Johny]

For "SashaNetrusov":
Наверно, одним из важнейших достоинств диф. каскада является его симметрия для дифференциального сигнала!
Но, в предложенной Вами схеме это достоинство не наблюдается.
А количеством транзисторов улучшить что-то наверно можно, но не всегда!
Best regards, Johny.[/QUOTE]

Добавлено через 4 минуты

Чем Миллер не угодил

В любом учебнике описано.