Усилитель на N-канальных полевиках

[Alex Nikitin]

Схема усилителя здесь:

http://www.ant-audio.co.uk/circuits/MOSFET1.gif

Извините за не очень изящный рисунок от руки, но это всё, что я мог сделать в спешке. Потом как-нибудь сделаю в редакторе - или если у кого есть время, то помогите и перерисуйте. Надеюсь, что тем не менее всё понятно и читаемо.

Это переработанный вариант на основе схемы разработанного мной и уже давно снятого с производства усилителя Creek 4330 (выпуска примерно 1997 года) . Почти в точности такая схема у усилителя, который я и сейчас использую дома.

Как видите, схема довольно простая с небольшим количеством деталей.

Выходная мощность при питании +/- 35 Вольт примерно 40 Вт на 8 Омах, 65-70 Вт на 4 Ом.

Не показаны на схеме цепи питания, в том числе питания ОУ ( +/-15В) . Основной блок питания может быть от +/-25 до +/-35 Вольт с ёмкостью сглаживающих конденсаторов от 6800 до 10000 мкФ на два канала, защищённый плавкими предохранителями на 3-4 А ("медленными", с буквой Т) на ВХОДЕ выпрямительного моста, то есть последовательно с каждой половиной вторичной обмотки трансформатора. Выходные транзисторы помещены на теплоотвод с тепловым сопротивлением не больше 1-1,5 градусов на Ватт, закреплены прижимом сверху алюминиевым блоком 10х10х45мм, изоляция ОБЯЗАТЕЛЬНО слюдяная с теплопроводящей смазкой с обеих сторон. Q9 должен иметь хороший тепловой контакт (со смазкой) с теплоотводом выходных транзисторов и лучше всего прямо между ними. Величина R15 определяет крутизну температурной компенсации и может быть слегка изменена для другого типа выходных транзисторов. Теплоотвод желательно заземлить.

В целом рекомендую на выход поставить ещё последовательно цепь из резистора 3Вт 1 Ом параллельно с намотанными на него 10 витками эмалированного провода диаметром 1 мм. Это в целом обеспечит хорошую стабильность на реактивной нагрузке даже при не слишком удачной разводке.

Вот пока и всё.

Алексей

[ditter]

Alex Nikitin,
Алекс - имхо 4,7мом немного шумновато, может поставить Т-аттеньюатор, там хоть на порядок поменьше будут номиналы ??? и после А1.2 все таки фильтр простейший бы, тут я с Димой Андронниковым согласен .
ну и заранее прошу вас называйте допустимые замены( сразу все) возможные, ваша комплектация достаточно экзотична.

[Alex Nikitin]

Алекс - имхо 4,7мом немного шумновато

Этот шум не заметен по причине очень маленькой полосы пропускания интегратора. Шум самого ОУ будет намного заметнее, но даже он не увеличит существенно шума усилителя, поскольку выход серво усиливается почти в 20 раз меньше, чем сигнал.

после А1.2 все таки фильтр простейший бы, тут я с Димой Андронниковым согласен

Фильтр на выходе поставить, разумеется, можно, но он мало что изменит по указанным выше причинам .

и заранее прошу вас называйте допустимые замены( сразу все) возможные, ваша комплектация достаточно экзотична.

К сожалению, выходные ни на что заменять не рекомендую. Можно поставить HUF76633P3, но при этом лучше ограничить мощность 30 Ваттами на канал. ZVP3310 опять же нежелательно заменять, я так и не нашёл вполне полноценной замены.

Это в целом. На полном безрыбье можно поставить IRF9610 вместо ZVP3310 и другие MOSFET-ы на выход - требования простые - низкое напряжение открывания ("logic level"), мощность рассеяния не меньше 120 Вт, максимальный ток не меньше 20-25А . Но любые замены выходных транзисторов могут повлиять на ряд параметров, в том числе на стабильность и на сопротивляемость короткому замыканию - показанный на схеме вариант при правильной сборке и разводке может выдержать КЗ на выходе вплоть до перегорания предохранителей в цепях вторичной обмотки трансформатора. Повторять это часто тем не менее не рекомендуется

BC640 можно заменить на BD140 (только Филипс) . Опять же другие замены возможны, но так как я их не проверял, то рекомендовать не могу.

Алексей

[Alex Nikitin]

Пока я разберусь со своим сайтом, обсуждаемую схему можно посмотреть здесь:

http://altor.sytes.net/ni/mosfet1.gif

Алексей

[Black_Panther]

Alex Nikitin, чем обусловлено применение во входном дифференциальном каскаде транзисторов BC550?
не пробовали подыскать кандидатуру получше или в данной схеме лучше всего играют именно они?

[Alex Nikitin]

чем обусловлено применение во входном дифференциальном каскаде транзисторов BC550?

Мне они нравятся . А серьёзно, ВС546-550 и комплементарные к ним 556-560 из моего опыта очень хорошо работают в звуке. Ну а если чем-то доволен, то нет большого смысла искать замену. ВС550 на входе выбраны, так как они отобраны по шумам и усилению - можно и 546-е поставить, сильно хуже не будет.

Алексей

[AS79]

Alex Nikitin

Весьма оригинальное включение транзистора Q3 , который и обеспечивает основное усиление.

А три диода в цепи сигнала не много ?

[Alex Nikitin]

Весьма оригинальное включение транзистора Q3 , который и обеспечивает основное усиление

Это включение как раз совершенно не оригинально - оно было применено лет двадцать назад в гибридном ОУ LH0024 от National, откуда я его по сути и взял.

А три диода в цепи сигнала не много ?

Нет, в самый раз

Алексей

[Lynx]

Ну а если чем-то доволен, то нет большого смысла искать замену.

Алексей,

[AS79]

Чего-то у меня опять цитаты не вставляются.

Про Q3 , для меня это новое , надо попробовать.

А диоды , не знаю , хоть и ток задан ИТ , а все-таки нелинейность добавочная , да еще в виде экспоненты. Был у меня случай ,умощнял ОУ повторителем на транзисторах и диоды смещением , так пока не зашунтировал их кондером не мог получить приемлимый THD.

[Alex Nikitin]

А диоды , не знаю , хоть и ток задан ИТ , а все-таки нелинейность добавочная , да еще в виде экспоненты

Диоды необходимы для защиты выходных транзисторов. Их нелинейность влияет крайне незначительно, особенно потому, что они включены по току дифференциально, то есть когда сопротивление у одного уменьшается, у второго оно растёт, а для сигнала они включены последовательно, поскольку выходное сопротивление генератора тока велико. И в рабочем диапазоне токов их нелинейности в большой степени компенсируются. Это, так сказать, теория, а из практики добавлю, что и с ними звучит неплохо .

Алексей

[AS79]

Их нелинейность влияет крайне незначительно

Вот за что я не люблю глубокую ООС , все спишет ( нелинейности, разные выходные сопротивления плеч , низкий полюс , комерческий режим АВ ). Алексей, с Вашим опытом и знаниями и вдруг уровень STK ?

[DIP20]

Ну здесь-то не надо про STK Уже от этих 3х букв тошнить начинает

Alex Nikitin:
Печатная плата есть? Или здесь нет в ней смысла, все делать навесным?

[Alex Nikitin]

Вот за что я не люблю глубокую ООС , все спишет ( нелинейности, разные выходные сопротивления плеч , низкий полюс , комерческий режим АВ ).

Этот выходной каскад (начиная с Q8) прекрасно работает и без ОООС, имеет низкое выходное сопротивлением (около 0,1 Ом) и искажения порядка 0,2% на 8 Ом нагрузки при токе покоя в 100 мА. При увеличении тока покоя искажения резко уменьшаются. Никакой асимметрии выходного сопротивления плеч здесь нет в силу местной петли ООС. Это хороший повторитель и без ОООС, поэтому он неплохо работает и при замкнутой петле, поскольку он не "опирается" на неё для достижения высокой линейности и низкого выходного сопротивления. Полюс тоже не очень низкий - если мне не изменяет память, искажения в этой схеме начинают расти где-то с 2-3 кГц. Естественно, более высокий полюс был бы лучше, но привёл бы к усложнению схемы. Также и насчёт класса АВ - за эти деньги получить 40 Вт в классе А было бы трудновато . Кстати, этот каскад при наличии хорошего теплоотвода и пониженного питания можно вполне сместить ближе к классу А.

Интересное свойство этого выходного каскада - это симметричное ограничение по току, но для весьма больших значений - 30-35А в пике для показанных на схеме транзисторов.

Алексей

[ADDED=Alex Nikitin]1105183607[/ADDED]

Печатная плата есть? Или здесь нет в ней смысла, все делать навесным?

Смысл есть и в оригинале все компоненты были установлены на одной печатной плате, но разводка платы, естетственно, принадлежит не мне, а Creek Audio, так что я её дать не могу.

Я должен, видимо, пояснить мой подход к этим вещам - что я могу рассказать и что - нет.

Например эта схема, хотя и близка к выпускавшемуся какое-то время продукту, содержит основную идею выходного каскада, принадлежащую мне и в целом больше ничего особо оригинального. По сути, эта схема только слегка отличается от опубликованной мной в РадиоХобби схемы Creek 4240 и выходной каскад практически тот же, с которым я пришёл на Creek Audio в 1993 году. Я не публикую то, что может составлять "секрет фирмы". К примеру, этот выходной каскад был мной существенно доработан и усовершенствован с применением двух-трёх весьма элегантных идей, но, поскольку эти идеи я разработал, работая на компанию, то я их публиковать не стану. Соответственно, любые разводки плат я публиковать не буду, если только не разведу что-то заново без использования оригинальной платы.

Алексей

[ditter]

Alex Nikitin, ИМХО можно и народу самому платку развести. конструкция выходного дня. вон под 3886 аж соревнования устроили чья лучше
Алекс - может есть смысл положить на сайт даташиты на транзисторы ? или страницы из них с цоколевкой или просто ссылки ? глядишь кто нить и взялся бы

[Kompros]

Алекс - может есть смысл положить на сайт даташиты на транзисторы ? или страницы из них с цоколевкой или просто сслыки ?

Поддерживаю.

[AS79]

Alex Nikitin

Ну вот хоть расшевелил Вас и уже интереснее общаться.

Я тут промоделировал выходной каскад на моделях HUF75639P и ZVP3306A первое впечатление класс.
При токе покоя 100ma искажения 0.8% а при 2А 0.015%.Rвых=0.18 Ом
При "вдувании" тока в выход 1 А, симметрия полная( выходные сопротивления равны), но THD около 6% ( только нечетные ) - гуляет вых. сопротивление от уровня сигнала.

Так что беру в "зад" свои слова про STK.

С Уважением Александр.

[ditter]

http://www.fairchildsemi.com/ds/HU%2FHUF76639P3.pdf
http://www.fairchildsemi.com/ds/BC%2FBC550.pdf и ВС546
http://www.fairchildsemi.com/ds/BC%2FBC556.pdf
http://www.fairchildsemi.com/ds/BC%2FBC640.pdf
http://www.fairchildsemi.com/ds/1N%2F1N4148.pdf
и его корпус
http://www.fairchildsemi.com/product...f/do35_dim.pdf
http://www.zetex.com/3.0/pdf/ZVP3310A.pdf
http://www-s.ti.com/sc/ds/tl072a.pdf
=== может что и повторяется ======

[Alex Nikitin]

При токе покоя 100ma искажения 0.8% а при 2А 0.015%.Rвых=0.18 Ом

Это на какой нагрузке?

При "вдувании" тока в выход 1 А, симметрия полная( выходные сопротивления равны), но THD около 6% ( только нечетные ) - гуляет вых. сопротивление от уровня сигнала.

Так это искажения где - если на выходе, то это нелинейность выходного сопротивления, и 6% это очень немного.

Так что беру в "зад" свои слова про STK.

Алексей

[AS79]

Это на какой нагрузке?

4 Ом

Так это искажения где - если на выходе, то это нелинейность выходного сопротивления, и 6% это очень немного.

Дык и я про это , а при 2А и подавно 0.015%

Надо пересмотреть свое отношение к такому типу каскадов.А то все J201 и K1530 и никакой симметрии.