Сверхлинейный усилитель по схемотипу Видерхольда 1977- 2021 (повтор и дополнение)

[belka]

2 ОУ +5 транзисторов в УН. Выходные каскады разные симулировал, биполяры-полевики, без проблем ноль 4-10 мег двигается, без потери усиления на 20-ти килогерцах.

Благодарности:
Евгению Букварёву и Со. - идея с интегратором прорывная, если ей правильно пользоваться.





Убедительная просьба - пишите ТОЛЬКО по делу. Никаких других комментариев здесь размещать не нужно!

После первой публикации многие резонно отметили, что 2 ОУ и такое огромное усиление явно избыточны. Согласен, поэтому схема была существенно упрощена, с некоторой потерей усиления, но не критической. Итого, к базовой схеме Видерхольда был добавлен 1 (один) транзистор и получено усиление не менее 170дБ!

Обратите внимание, как изящно получилось ввести в схему параллельный ВЧ канал, благодаря которому всё это работает. Вполне осознанно претендую на то, что мне удалось нарисовать самый простой сверхглубокоосник.

В соседней ветке я взял модель какого-то Парафина (смешная поделка) и дорисовал ей недостающие детальки. Модель и схема, базовая, прилагаются:



УМЗЧ ВВ 2021.CIR

Продолжение темы:

Кто желал общий эмиттер в УН?

Вложение 400855 Вложение 400857

Как вы понимаете, Q22 и R40 из схемы можно смело удалить и соединить эмиттер Q21 непосредственно с выходом ОУ. Диоды Вокруг ОУ также нужно убрать и добавить правильные цепи для антиклиппа, которые на схеме не нарисованы.

Итого. 1 ОУ + 4 транзистора в УН = полноценный сверхглубокоосник, до которого на RCL-электро нужно ещё очень долго думать)))

[Игорь Гапонов]

Offтопик:

...
Заработать, это я понимаю. Ну так и зарабатывайте. Жаба душит идеями делиться, по-человечески понятно. Зачем только многозначительно туманно намекать?
Мы и так знаем, что вы крутые.

Скрытый текст

Ну, ты-то больше других "посторонних" в курсе некоторых внутренних деталей. И? Типо, "нечаянно стрелки перевёл", или чё?

[свернуть]

[bukvarev]

Вывод - не все плюшки зарыты в глубокоосности.

Не все, это точно.
При витруальных тестах усилители работали на емкостную нагрузку?

[Teoretic]

Offтопик:

Ну, ты-то больше других "посторонних" в курсе некоторых внутренних деталей. И?

Ну, извини. Погорячился.
Очень уж меня цепляет нынешняя буржуйская "интеллектуальная собственность".

[wert]

При витруальных тестах усилители работали на емкостную нагрузку?

Виртуальные тесты проведены на активную нагрузку и для сравнения в параллель емкость 10 нФ (RL барьер исключен).
Динамические линейные искажения мало изменяются,
динамические нелинейности амплитуды и фазы увеличиваются примерно в два раза.
Воздействие - разнополярный импульс ограничен сверху частотой 40 кГц,
динамическая нелинейность определена при изменении амплитуды воздействия в 10 раз.

[begemot61]

МикроКап уже свободен

Да мне он как-то ни к чему

[Rayden]

идея с интегратором прорывная

Какой уровень интермодуляционных искажений (500 и 501КГц, 1:1, на 1 и 2КГц) ?

[Валет]

bukvarev , спасибо за подробный анализ моих постов. К сожалению, не со всеми Вашими выводами я могу согласиться.

Формально по стандарту измерения в полосе 80 кГц этого не требуется. На практике, имхо, учет нужен, но лучше не в "лоб" (осциллографом), а в виде той части этих (и целого ряда других) искажений, которая продетектировалась в монтаже, "навелась" на узел сравнения, входные цепи и другие чувствительные места платы. Метод "в лоб", имхо, слишком пессимистичный, хотя и полезный для "пристрелки".

На практике измерение «в лоб» выделенных искажений дает наиболее точные результаты.
Согласно ГОСТ 23849-87, п.4.6.1 общие гармонические искажения должны проводиться с учетом всех значимых гармоник, возникающие в усилителе при заданных условиях. При этом частота 80 кГц нигде не фигурирует.
Не учитывается также весовой вклад в заметность искажений порядка нелинейностей, а он растет с увеличением порядка (по некоторым данным пропорционально квадрату порядка)

так как "палки" привязаны к моментам перехода сигнала через "0", то их мощность в среднем небольшая (…) Да, они заментны, но при адекватном конструктиве и правильном токе покоя не являются главными среди искажений, определяющих характер звучания усилителя в режиме АБ.

В УМЗЧ высокого качества «палки» и другие искажения должны быть настолько малы, чтобы вообще не влиять на характер звучания. В этом смысле все высококачественные (сверхлинейные?) усилители звучат одинаково.

По результатам собственного опыта, у меня есть свое мнение, какая топология в этом плане наиболее выигрышна. Но оно может не совпадать с другими, и это нормально. Эту топологию я покажу в новой теме позже.
Но конструкция часто вносит больший вклад, чем схема.

Неграмотная конструкция - да. Сакральные знания для разработки топологии - выдумка так называемых гуру для утверждения своего авторитета. На самом деле никаких секретов нет. Главное требование – на него указывал еще Сухов в статье о своем УМЗЧ ВВ – это разделение силовой и сигнальной земель. Еще важно разнести проводники силового питания и сигнальные цепи. Остальные требования очень просты и описаны, применительно к радиоприемникам, во многих книгах для юных радиолюбителей. Для УНЧ эти требования значительно менее суровы.
Конечно, думать всегда надо, но без фанатизма. Необходимы только начальные знания.

Все ИМХО.

Скрытый текст

Возможный вариант выполнения монтажа с учетом этих требований можно увидеть в моем усе https://disk.yandex.ru/d/K8R95lWTqrxqg > папка 1 > файлы (фото) 05, 06. В нем выходные транзисторы вынесены с основной платы, около них организована силовая земля. На основной плате транзисторы расположены так, чтобы соединения между каскадами усиления были по возможности короче. Остальное получалось само собой.
Кстати, в первом варианте моего уся эти требований тоже выполнены, хотя совершенно в другом конструктиве, но с получением тех же результатов.

[свернуть]

[maxssau]

Offтопик:

При этом частота 80 кГц нигде не фигурирует.

но есть вот такое:

Пример: если верхняя граничная частота эффективного диапазона частот усилителя 30 кГц, а наивысшая значимая гармоника - 5-я, то верхняя граничная частота, на которой следует измерять общие гармонические искажения, равна отношению 30/5 , т.е. 6 кГц.


откуда косвенно следует 80 кГц, а по хорошему и выше, если измерять гармошки на 20 кГц.

[Валет]

но есть вот такое:

Дайте, плз, ссылку на упомянутый иди другой стандарт/документ.

[maxssau]

Offтопик:

http://docs.cntd.ru/document/1200016437

пункт 4.6.1.2

[bukvarev]

Не учитывается также весовой вклад в заметность искажений порядка нелинейностей, а он растет с увеличением порядка (по некоторым данным пропорционально квадрату порядка)

Да, но эти исследования касались сравнения субъективной заметности искажений в звуковой полосе.
С переходными искажениями все несколько иначе. Если полностью их убрать не получается, то лучше их вынести максимально выше по частоте, чтобы они оказали меньшее влияние на остальные каскады устройства. При этом остаток, попадающий в звуковую полосу и слышимый при работе аппарата будет меньше, хотя по осциллографу общий уровень искажений может при этом не измениться. Поэтому я и написал про то, что тест с помощью осциллографа является наиболее "пессимистичным", или тестом проведения оценки для худшего случая из возможных.
В качестве аналогии можно привести зависимость уровня остаточных помех после выходного фильтра от изменения частоты модулятора в сигма-дельта преобразователе.

В УМЗЧ высокого качества «палки» и другие искажения должны быть настолько малы, чтобы вообще не влиять на характер звучания. В этом смысле все высококачественные (сверхлинейные?) усилители звучат одинаково.

Свести в "0" все искажения очень бы хотелось, но физически невозможно, поэтому приходится выбирать меньшее из зол.
Те, кто проектирует аппараты только по "приборам" с использованием стандартных тестов, как правило, такую оптимизацию не используют. Именно поэтому звучание усилителей, обладающих глубокой ОООС и показывающих близкие метрологические результаты, различается, а проектирование сопровождается значительной долей непредсказуемости.

[Валет]

http://docs.cntd.ru/document/1200016437
пункт 4.6.1.2

П. 4.6.1.2 определяет гармонические искажения как функцию частоты, а она практически в промышленных усилителях определяется напряжением только наиболее сильных, т.е. НЧ гармоник.
Качество усилителя определяется общими гармоническими искажениями, измеряемыми, согласно п.4.6.1 с учетом всех значимых гармоник, возникающие в усилителе при заданных условиях.
При этом согласно п. 4.6.1.1 режекторный фильтр или фильтр верхних частот, подключенный к выходу усилителя, должен ослаблять основную гармонику входного сигнала до уровня на 10 дБ ниже амплитуды измеряемых гармоник.

Свести в "0" все искажения очень бы хотелось, но физически невозможно, поэтому приходится выбирать меньшее из зол.

Я не имел в виду сведение искажений в «0», а то, что они

должны быть настолько малы, чтобы вообще не влиять на характер звучания.

[begemot61]

Приношу свои извинения

А продолжение банкета?
А то Валет ещё не успел рассказать как он оторвал локализацию от Ы90 патаму что сделал правильный конструктив

[Валет]

А то Валет ещё не успел рассказать как он оторвал локализацию от Ы90 патаму что сделал правильный конструктив

Хорош лясы точить.

Скрытый текст

Но раз уж затронут вопрос, во избежание кривотолков отзыв незаинтересованного лица:
https://disk.yandex.ru/d/K8R95lWTqrxqg > папка 4 > файл 4

[свернуть]

[bukvarev]

В качестве полезной информации.
Патент на выходной каскад AD8065.
US_6,262,633.pdf
По сравнению с окончательным кристаллом там наверняка есть различия.
Идея - снижение искажений выходного каскада. Сам опер выполнен по структуре 4b.

[belka]

В качестве полезной информации.
Патент на выходной каскад AD8065.
US_6,262,633.pdf
По сравнению с окончательным кристаллом там наверняка есть различия.
Идея - снижение искажений выходного каскада. Сам опер выполнен по структуре 4b.

Ойц! Всё погибло- работать не будет.

[Валет]

Качество усилителя определяется общими гармоническими искажениями, измеряемыми, согласно п.4.6.1 с учетом всех значимых гармоник, возникающие в усилителе при заданных условиях.
При этом согласно п. 4.6.1.1 режекторный фильтр или фильтр верхних частот, подключенный к выходу усилителя, должен ослаблять основную гармонику входного сигнала до уровня на 10 дБ ниже амплитуды измеряемых гармоник.

Цифровизация измерений, когда при измерении Кг стали учитываться только НЧ гармоники искажений завела самодеятельных конструкторов (и удифилов), какгрится, не в ту степь. Уровень разработок понизился, а посредственные усилители стали считаться сверхлинейными.

[bukvarev]

Offтопик:

Ойц! Всё погибло- работать не будет

Да не то слово )))))

Меня очень удивляет, когда используют любую небольшую возможность, чтобы вместо конструктива нагнать побольше негатива.
Это говорит об отсутствии системного мышления и нежелании развиваться, либо черной душе человека

[Viktor S]

Offтопик:

Это говорит об отсутствии системного мышления и нежелании развиваться, либо черной душе человека

Психологи говорят - воспитание. Я бы добавил - и/или тупость. Нежелание развиваться - следствие, кмк.

[abyrvalg]

Offтопик:

Хуже/лучше? Всё в первую очередь определяется моделями.

Естественно на одинаковых, spectre правда использует модели с высшим левелом, но их не проблема даунсемплить для LTspice, если тех процесс не очень тонкий, и транзисторы не мелкие, то все адекватно работает.

С уважением, Полиграф Полиграфович