Усилитель просто с высокими параметрами

[krulfa]

Собственно, сабж. В модели показывал THD около 0.0002% на 20К, 50Вт и 8 Ом.

Выход без реле, поэтому стоит отсекатель на полевых транзисторах. Левее - схема автоматического регулирования тока покоя с кучей транзисторов. Ну а еще левее - собственно усилитель. Коэффициент усиления - 37 дБ, предназначается, чтобы подключать к источнику просто через регулятор громкости. Так и сделано на шасси усилителя Одиссей-010. Глубина ООС на 20 кГц ~73 дБ расчетная.

Избыточность схемотехники есть, задача ставилась, чтобы просто заработало с первоначальной идеей и в той печатной плате, которая была когда-то заказана.

Еще есть стабилизатор напряжения +-37В с плавным включением, стаблизатор на +-60В и схема управления, но к усилителю это не сильно относится.

При прослушивании были успешно переиграны Cambridge Audio Azur 840 и семиканальный Arcam, по внешнему виду, кажется, P777, может быть, предыдущая модель. Источником был небезызвестный CD-плеер Arcam с Ring DAC, колонки Monitor Audio Gold.

Сейчас интересно послушать и сравнить с чем-нибудь еще.

Хронология создания:
Начало в 2005 году - первое моделирование, выбор элементной базы.
Январь 2006 - первый макет. Простой ВК, простой дифкаскад на ПТ. Расчетный КНИ 0.02% на 20 кГц. Макет звучал хорошо и объемно, что сохранилось и впоследствии. Принято решение добавлять усилитель тока на Т3 Т6.
Лето 2006 - готова модель с усилителем тока.
Зима-весна 2007 - начались эксперименты с моделью ВК в классе Super A. Цепь L1 L2 R44 R38 приобрела свои очертания. THD 0.0033%.
Июнь 2007 - совмещенный каскад SuperA и АВ моделирует THD 0.0006%
Август 2007 - появилась схема автоматического регулирования тока покоя. Схема приобрела рабочие очертания.
Лето 2007 - разводка и изготовление основной ПП.
Зима 2008 - сборка одного канала.
Весна 2008 - началась отладка, проверка моделей. Схема управления током покоя переделана с транзисторов на TL431. При нормальной работоспособности на малом сигнале остался один мощный возбуд на большом сигнале, причина которого неясна.
Апрель 2008 - смоделирована зависимость КНИ от тока покоя и эмиттерных резисторов. Найден минимум, который показал несостоятельность совмещения Super A и АВ. Переделано на AB, THD 0.0002%
Октябрь 2008 - найдена причина возбудов ВК. Добавлен двухступенчатый ограничитель D9 D10 D8 D12 LED3 LED4. ВСЕ! ПАШЕТ!!!
Ноябрь 2008 - усилитель собран в корпус и начал эксплуатироваться.
Декабрь 2008 - первое прослушивание (сравнение с Arcam и СА).
Начало 2009 - первые измерения THD (0.002% - 0.007%). Попытка уточнить модели и найти расходжения.
Лето-осень 2009 - усложненная перспективная модель показала 0.00002% на 20 кГц.
Ноябрь 2009 - устранение синфазных подвозбудов, улучшение тепловой стабильности тока покоя, правка входного каскада.
Декабрь 2009 - переделка входных цепей.
Январь 2010 - второе прослушивание.
Февраль 2010 - замена БП.
Март 2010 - попытка улучшить КНИ путем замены каскада УН на биполярный Шиклай и включения плавающего каскода во входном каскаде.
Май 2010 - третье прослушивание прослушивание показало проблемы с объемом звучания. Вернулся к первоначальной схеме входного каскада без плавающего каскода, заменил УН на составной источник тока. Убраны все "железяки" из путей прохождения сигнала на выходные клеммы. Результат - звук супероткрытый, эмоциональное впечатление перестало зависеть от уровня громкости.
Июнь 2010 года. Измерил КНИ, график и некоторые спектры приложены: правый канал 3 кГц под нагрузкой 50 Вт (0.00071%) и без нагрузки (0.00046%), правый канал IMD 14+15 кГц (0.00022%) и левый канал на 50 гЦ, чтобы посмотреть очаровательную гребенку помех от БП (0.0032% из-за этого).
P.S. Спектры не показывают реальный КНИ; так как использовалась измерительная приставка, их нужно читать: уровни гармоник и шумовую полку уменьшать на 24 дБ, т.к. уровень основной гармоники около -16 дБ
19.06 Вернул обратно следящий каскод входного ДК, но по другой схеме - звучит лучше.
17.07 Усилитель получил имя - Mont Blanc (или Монблан по-русски) по имени высочайшей горы Европы, находящейся в Альпах.
24.10.10 Уменьшил индуктивность выходного дросселя, добавил цепь Цобеля, изменил включение снабберной цепочки в ВК. Прослушивание выявило значительное влияние на звук процессов внутри БП, поэтому дальнейшие работа по доводке данного экземпляра усилителя прекращаются.


Жертвы:
Два стабилитрона на 6.8В, один на 15В и одна TL431 (два КЗ щупом по питанию и неправильный монтаж). Один 2705 и 315 (сгорели при КЗ щупом в схеме управления током покоя). Резистор на 1 Ом (погиб при испытании схемы защиты). Два транзистора в стабе 37В (КЗ крышкой уся на корпус при надевании). Транзистор управления реле сигнала (КЗ на выходе). Два BS250 в разное время в одном месте (причина неясна, возможно КЗ щупом). LED4 (перегрелся после выхода BS250). Резистор на 3 Ом (погиб при просмотре формы тока нового транса). Последнее КЗ соплей припоя унесло T14, а вместе с ним - и весь стаб на -60В, что меня удивило, так как последний был защищен самовосстанавливающимся предохранителем.

Федор Круль.

[shkal]

krulfa, У тебя, судя по моделированным картинкам искажений, сильно не хватает тока покоя выходному каскаду.

[Sagittarius]

Sagittarius,
И на без ОС-ных тоже? А вообще, любой компенсатор всего и вся идеально работает только в несуществующих идеальных условиях.

На безООСных усях компенсатор работает тотчас же после понимания наличия у них определённого Ку и нахождения точки подключения сигнала компенсации. Хотя сам факт изготовления безООСника говорит о желании создателя наслаждаться чётными (как правило) искажениями.

Добавлено через 17 минут

Да-да-да, усь с глубокой ООС...
На параллельно расположенные проводники наводится критическая наводка.
А вот на коакс нет.

Скажи, а что делать людям, у которых нет коакса на акустику?
Тихо плакать Агееву в жилетку?
Уж если конструировать усилитель, то такой, чтобы он штатно работал с любыми кабелями...
Если он не работает без синфазников - он потенциально неустойчив. Какие бы цифры измерения не казали. И о качественном звуке в этом случае можно уже не беспокоиться.

Это издержки глубокоООСников. Ничего не попишешь - пытаясь компенсировать средствами ООС ВЧ-наводки, они гонят интермодуляцию. Но если мы знаем это - можем принять все меры, от увлажнения жилеток до самостоятельной установки ППК. ИМХО, мне легче нарастить Ку хх до приемлемых величин и затем подрезать полосу отрабатываемых с выхода сигналов ООС, чем мучиться с заведомо искажающими безООСниками. Выбор меж глубоко-и мелко-ООСниками - это выбор меж
низкими статическими (на синусе) + высокими динамическими искажениями и
высокими статическими + низкими динамическими искажениями.

ППК - это выбор в пользу низких и статических, и динамических искажений.

Добавлено через 5 минут

Вообще же если усилитель (неважно какой) нуждается в особых кабелях, с ним что-то не то.

Со всеми глубокоООСниками без ППК что-то не то. Для всех это минус, но, поскольку подавляющее большинство усей ООСны, а звучание безООСников толстый коаксиал с низким сопротивлением не портит, то для изготовителей коаксиальных аудиокабелей - плюс и Поле Чудес.

[krulfa]

непобежденные "подвозбуды" - что Вы имеете в виду под этим термином?

А подвозбуды были - вот. Пачки с частотой повторения 100 Гц, привязанные в сетевой частоте, порядка 3V пп, частота 1.8 - 3.2 МГц, мягкое начало, в обеих крайних положениях регулятора громкости. Не зависят от впаивания конддеров внутрь схемы, но зависят от дотрагивания осцилом до шин питания 60V и стабилизатора 38В.

Убрал их подключением конденсаторов по 0.01 на концах "земли" на корпус. "Земля", в сущности, представляет собой длинное "коромысло" от входных клемм до трансформатора, подключенное на корпус в середине в одной точке. Поэтому вместе с емкостью монтаж-корпус образуется П-образный контур, на котором и выделяется подвозбуд, скорее всего, синфазный, а не дифференциальный.

Сейчас проверяю защиту, которая вырубает усь при мощности около 60 Вт (суммарной). Где-то не рассчитал.

[Walter]

Это издержки глубокоООСников. Ничего не попишешь - пытаясь компенсировать средствами ООС ВЧ-наводки,.

ИГВИН,
Джентельмены, все глыбошкоОСники, на частотах, когда сопротивление на некой частоте у выходным транзисторов соизмеримо с сопротивлением ОС будут усиливать этот самый сигнал.

Для этого, в том числе ставят эти самые пресловутые РС цепи на выходе и синфазники.

Всеголишь инженерный расчет и понимание нафиг оно вперлось.

[krulfa]

krulfa, У тебя, судя по моделированным картинкам искажений, сильно не хватает тока покоя выходному каскаду.

При увеличении тока покоя до 600 мА в симуляторе величина искажений от пика до пика уменьшается с 4.8 до 3.9 мкВ, однако THD вырастает с 0.00018% до 0.00026%. Спектр становится мячгче, а амплитуда низших гармоник по абсолютной величине растет.

Возможно, это эффект создается конкретными моделями БТ и особенностями симулятора, но в целом увеличивать ток покоя данной схемы более 360 мА смысла не вижу.

[Prophetmaster]

krulfa,

А подвозбуды были - вот. Пачки с частотой повторения 100 Гц, привязанные в сетевой частоте, порядка 3V пп, частота 1.8 - 3.2 МГц, мягкое начало, в обеих крайних положениях регулятора громкости. Не зависят от впаивания конддеров внутрь схемы, но зависят от дотрагивания осцилом до шин питания 60V и стабилизатора 38В.

Встречался я с такими штуками - это может и не усилитель делать, а осциллограф Особенно, если схема скоростная. Это легко выясняется простым приемом: на щуп осциллографа наматывается ножка маломощного резистора 47 кОм, например, а другую ногу резистора используете как щуп - подвозбудов может не стать

Убрал их подключением конденсаторов по 0.01 на концах "земли" на корпус

Если я правильно понял, кондеры стоят с земли на землю и компенсируют индуктивность п-образного контура земли?

[ИГВИН]

Offтопик:
ИГВИН,
Джентельмены, все глыбошкоОСники, на частотах, когда сопротивление на некой частоте у выходным транзисторов соизмеримо с сопротивлением ОС будут усиливать этот самый сигнал.

Для этого, в том числе ставят эти самые пресловутые РС цепи на выходе и синфазники.

Всеголишь инженерный расчет и понимание нафиг оно вперлось.

Offтопик:
Уолтер, ну ты же не думаешь в самом деле, что я не знаю

При увеличении тока покоя до 600 мА в симуляторе величина искажений от пика до пика уменьшается с 4.8 до 3.9 мкВ, однако THD вырастает с 0.00018% до 0.00026%. Спектр становится мячгче, а амплитуда низших гармоник по абсолютной величине растет.

Это всё хорошо (низкие искажения), если звук есть.
Кстати, предложенный вариант кабеля годится лишь для первого случая.

[Walter]

Offтопик:
Уолтер, ну ты же не думаешь в самом деле, что я не знаю

Offтопик:
Я ничего не думаю, просто хочу или спать или пива. Вчера был день связи...

[ИГВИН]

Offтопик:
хочу или спать или пива. Вчера был день связи...

Offтопик:
Тогда как связист связисту... За связь без брака!

[krulfa]

krulfa
Если я правильно понял, кондеры стоят с земли на землю и компенсируют индуктивность п-образного контура земли?

Я думаю, так: во-первых, кондеры стоят фактически параллельно емкостям конструктива, снижая резонансную частоту контуров, а во-вторых, и это главное, они увеличивают токи ВЧ, потребные для создания сколь-нибудь заметного на них напряжения, поэтому К паразтной ПОС снижается.

[Prophetmaster]

krulfa,

Я думаю, так: во-первых, кондеры стоят фактически параллельно емкостям конструктива, снижая резонансную частоту контуров, а во-вторых, и это главное, они увеличивают токи ВЧ, потребные для создания сколь-нибудь заметного на них напряжения, поэтому К паразтной ПОС снижается.

Не понял Вашей мысли до конца. Где точно стоят эти конденсаторы? Как я понял, они стоят с земли платы УМ на корпус УМ, который заземлен одной точкой на эту же землю, но конструктивно далеко от места установки кондеров?

[Walter]

Offтопик:
Тогда как связист связисту... За связь без брака!

Offтопик:

Сразу видно опытного человека

[krulfa]

krulfaКак я понял, они стоят с земли платы УМ на корпус УМ, который заземлен одной точкой на эту же землю, но конструктивно далеко от места установки кондеров?

Именно так. "Конструктивно далеко" здесь не с точки зрения абсолютного расстояния между точками подключения к корпусу, а с точки зрения общей протяженности "земли". Она идет зигзагом и если все провода растянуть в прямую, то будет сантиметров 70-80. А так между точками сантиметров 20.

[Prophetmaster]

krulfa,

Именно так. "Конструктивно далеко" здесь не с точки зрения абсолютного расстояния между точками подключения к корпусу, а с точки зрения общей протяженности "земли". Она идет зигзагом и если все провода растянуть в прямую, то будет сантиметров 70-80. А так между точками сантиметров 20.

Теперь понятно. И с установкой этих кондеров пропали напрочь эти крокозябры на осциллографе?

[shkal]

но в целом увеличивать ток покоя данной схемы более 360 мА смысла не вижу

360ма - это на каждый выходной тр-р или суммарный?

При увеличении тока покоя до 600 мА в симуляторе величина искажений от пика до пика уменьшается с 4.8 до 3.9 мкВ

А эммитерные резисторы менял в соответствии с током покоя?

[krulfa]

krulfaИ с установкой этих кондеров пропали напрочь эти крокозябры на осциллографе?

Пока не видать.

Добавлено через 10 минут

360ма - это на каждый выходной тр-р или суммарный? А эммитерные резисторы менял в соответствии с током покоя?

Ток суммарный; я долго гонял в симуляторе и сопротивления резисторов, и ток покоя. То, что стоит, близко к оптимуму. Сопротивление получилось 0.1 - 0.12 Ом, ток 0.3 - 0.33 А. Если дальше уменьшать сопротивления, то существенного снижения КНИ не наблюдалось ни при каком токе. Вот если снижать ток меньше 0.26А или увеличивать сопротивления более 0.15 Ом, то рост искажений идет быстро.

Здесь искажения зависят от всего каскада целиком; если поставить резисторы в цепь базы или эмиттера предвыходных транзисторов, то негативный эффект такой же, как и от резисторов в цепи эмиттеров выходных транзисторов.

Нужно заметить, что заявленный ток оптимален для нагрузки 8 Ом. Для 4 Ом ток нужно увеличивать. В данном конструктиве повышать ток опасно, и так греется.

Параметры транзисторов в части сопротивления базы, эмиттера и коллектора я определял экспериментально.

[Prophetmaster]

krulfa,

Пока не видать.

Почему так подробно интересуюсь - в моем новом проекте (видели мою ветку, наверное) земля на плате УМ в виде буквы Ш получилась, причем лучи длиной более 30 см, но усиленные впаянным в дорожки проводом около 1 кв.мм. Суть в том, что такие же крокозябры на осциллографе тоже были и также, в крайних положениях РГ, но я прочитал где-то тут, что если в схеме присутствует скоростной опер, типа AD811, то возбуд частенько провоцируется осциллографом. Это может запросто относиться и к Вашей схеме, если у нее большая скорость нарастания выходного напряжения. Решил проверить - укрепил резистор 47 кОм на щуп прибора, посмотрел - действительно, вообще ничего нет. При мегаОмном сопротивлении входа осциллографа, 47 кОм ослабить ничего не могли, значит этот резистор выступил, как развязывающий. Вот я и думаю, может поставить емкости как у Вас, для повышения устойчивости (на всякий случай), или не заморачиваться на это? Потому что после практически любых процедур с землей потом отслушивать надо - звук может измениться и далеко не всегда в лучшую сторону

[krulfa]

krulfaСуть в том, что такие же крокозябры на осциллографе тоже были и также, в крайних положениях РГ, но я прочитал где-то тут, что если в схеме присутствует скоростной опер, типа AD811, то возбуд частенько провоцируется осциллографом.

У меня двухканальный осциллограф. Возбуд я видел, когда подключал щуп осциллографа к выходу уся, а землю - просто на корпус уся в произвольной точке. Однако возбуда не было, если я подключал щуп осцилографа строго на клеммы выхода уся.
Потом когда я лазил щупом второго канала по схеме, возбуд ослаблялся или пропадал.
Я думаю, здесь влияет исключичельно емкость щупа, не не процессы, происходящие внутри осциллографа, так как эффект не зависил от того, какие еще были подключения между осциллографом, другими приборами м усем. Резистор 47 кОм влияние этой емкости, безусловно, убирает.
Ну а скорость нарастания немаленькая - навскидку ток 20 мА на 20 пФ - 1000 В/мкс.

[Sagittarius]

47 кОм много. Вместе с Свх+Скаб осцилла (более 200 пик) частота среза ФНЧ очень низкая, 16 кГц всего, потому возможный возбуд будет обязательно упущен. 200 - 300 Ом достаточно. Вообще, для отлова чиста возбудов нужно тупо цеплять кондик в 100 пик + резик в 100 Ом на щуп - и смотреть под сигналом. Последовательное соединение 200 пик осцилла и 100 пик щупа грузит схему не так сильно.

[ИГВИН]

krulfa, извините за банальный вопрос - на входах RC-цепочки, ограничивающие входную полосу, стоят?
3,3 кОм я увидел в схеме, а емкость?