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

[yan]

Смоделировал 4330 (с сайта Торреса, выход на BUK555).
Без входного фильтра с ООС на АЧХ получается нехилый выброс на высоких.

С разорваной ООС Ку=75000. Первый полюс 2кГц. Второй - примерно 10МГц.
Частота единичного услиения 3МГц, с фазой 135 градусов.
Это достаточный запас, или симуляторы глючные?
Моделировал в Microsim Design Lab и EWB (Multisim).

[Костя Мусатов]

45 градусов вполне приличный запас. К тому же петля ООС замыкается не по уровню 0дб, а около 30дБ

[yan]

45 градусов вполне приличный запас.

Почему в книжках рекомендуют запас не менее 90 градусов?

К тому же петля ООС замыкается не по уровню 0дб, а около 30дБ

На выходе усилителя при единичном усилении фаза больше 180.
3МГц единичного с фазой 135 это уже после делителя ООС.

[Alex Nikitin]

С разорваной ООС Ку=75000. Первый полюс 2кГц. Второй - примерно 10МГц.
Частота единичного услиения 3МГц, с фазой 135 градусов.
Это достаточный запас, или симуляторы глючные?

Я думаю, что Ку немного оптимистичный . Если мне не изменяет память, я реально намерял где-то 10-15 тысяч.

Алексей

[Костя Мусатов]

Почему в книжках рекомендуют запас не менее 90 градусов?

Что-то Вы перепутали. 90 градусов - это первый порядок спада, и до второго полюса еще как до луны. Некоторые делают с форсированием, т.е. сначала делается 2-й порядок со 180 градусов, а потом временно возвращают назад, но не на 90, а на 30-60. Пример из последних Радио, автор Л.Зуев (здесь на форуме есть). Так что 90 работать будет, но цепь ООС недоиспользована по полосе оказывается очень сильно. Подъем на ВЧ может быть от того, что запас фазы в 45, как у Вас очень быстро спадает и ПОС (при 180 градусах) образуется еще с заметным петлевым усилением.

[Maniac]

Погоняв модель, пришел к выводу, что вместо Q8 лучше поставить биполяр. Спектр гармоник гораздо приятнее, да и суммарное количество их поменьше ;)
Что скажете, господа?

[Alex Nikitin]

Погоняв модель, пришел к выводу, что вместо Q8 лучше поставить биполяр. Спектр гармоник гораздо приятнее, да и суммарное количество их поменьше ;)

Модели - это модели. Я пробовал с биполяром в своё время, и звучание мне меньше понравилось . Там есть свои подводные камни, в первую очередь то, что выходное сопротивление без ООС растёт. Идея полевика как раз в том, чтобы практически полностью развязать УН от выхода - на мой взгляд, в УМ это важно.

Алексей

[Maniac]

Идея ясна. Вот только найти МДП с малыми (и как можно более линейными) емкостями трудновато. Минус, как мне кажется в нагрузке УН нелинейной входной емкостью МДП.
Но в большинстве случаев звучание полевиков приятнее на слух

[yan]

Надоело с симуляторами баловаться, развожу плату.
Схема вот.

Не забыл ли я чего важного?
Может лучше использовать в УН транзисторы 2n5551/2n5401 ?

[Alex Nikitin]

Схема вот.

Не забыл ли я чего важного?

Во-первых, при использовании "не логических" полевиков на выходе надо заменить D2 и D3 на термокомпенсированную опору в 1,2 В, зашунтированную небольшой ёмкостью, иначе температура диодов будет слишком сильно изменять ток покоя

Во-вторых, я не вижу никакой частотной коррекции в УН, что может быть чревато возбуждением.

В-третьих, как уже обсуждалось раньше, защитные диоды D12, D13 лучше всё же переместить на вход операционника. Похоже, мне надо исправить оригинальную схему, чтобы не было путаницы.

Алексей

P.S. - схему исправил.

[yan]

надо заменить D2 и D3 на термокомпенсированную опору в 1,2 В, зашунтированную небольшой ёмкостью

Микросхемных ИОНов у меня нет...
Примерно так можно?

[Alex Nikitin]

Микросхемных ИОНов у меня нет...
Примерно так можно?

Нет, так не будет термокомпенсации вообще. Ищите ИОН на 1,2 В - он должен копейки стоить.

Алексей

[yan]

Ищите ИОН на 1,2 В - он должен копейки стоить.

У analog devices нашёл только одну удовлетворяющую микросхему: AD589(двухвыводной ИОН 1,2В).
Для примера, какие можно применить ещё?

[SergVKS]

У меня вопрос к автору. А не пробовал ли он в аналогичных выходных каскадах использовать n-канальные IGBT транзисторы ? Все теоретические за и против я прекрасно знаю, меня интересуют практические результаты.

[Alex Nikitin]

Для примера, какие можно применить ещё?

Их масса - практически все крупные конторы их делают. Например, стандартный LM385Z-1.2 от Linear или National, LT1004CZ-1.2 от Linear и так далее. Главное, чтобы ИОН мог работать на нужном токе (указанные выше работают до 20 мА).

У меня вопрос к автору. А не пробовал ли он в аналогичных выходных каскадах использовать n-канальные IGBT транзисторы ? Все теоретические за и против я прекрасно знаю, меня интересуют практические результаты.

Нет, не пробовал.

Алексей

[Эx, залужу...]

Еще одна разновидность на N-канальных полевиках.
http://gate.hostel.tusur.ru/?s=polevik

Какие мнения, кроме кривого микрушного входа?

[Alex Nikitin]

Еще одна разновидность на N-канальных полевиках.

Да, это очень старая идея. Я к ней пришёл сам ещё году в 1978-ом, нарисовал её Ивану Тимофеевичу Акулиничеву (не с полевиками, а с двумя NPN биполярными на выходе) , и он даже опубликовал вариант этой схемы в Радио (можно найти в архивах), и нашёл американский патент на эту идею, к некоторому моему разочарованию . Вполне рабочая идея, главная проблема - высокоомный выход без ОООС. Только что весьма похожий вариант обсуждался на DiyAudio:

http://www.diyaudio.com/forums/showt...threadid=53264

Алексей

P.S. - добавил картинку обсуждаемой схемы с DiyAudio для тех, кто там не зарегистрирован:

[SergM]

Здравствуйте! Совершенно случайно набрел на эту ветку...
И увидел знакомую тему.
Я в прошлом году уже собрал данную схему Алексея, только
с Diyaudio на BUK555-100. Ее качеством очень доволен -
СПАСИБО Алексею. На данный момент у меня работают 3 варианта.
1 - гибридник - выходной каскад Алексея + УН на 6Н3П(SRPP) +
переходной конденсатор, без ООС.
2 - полностью схема Creek 4330 v1.0 (схему мне Алексей прислал)
(я ее в Амфитон вставил)
3 - пока макет с ламповым входом и выходом на IRL540
(за неимением BUK, HUF итд)

Кратко о первой конструкции: Q8 - IRF9610, резисторы
в истоках выходных 0.1ом 5вт, резисторы защиты от КЗ -
2 в параллель 0.82ом 5вт, питание +-30в от одного
трансформатора с двумя обмотками по 22в, но с разными
для каждого каналами диодными мостами и электролитами.
Диоды BYV29, электролиты 6800.0мкф в плечо.
Ток покоя 100ма.
Звучание сравнивалось с гибридником Лачиняна и гибридником
лампа + повторитель Чуффоли SE в "А" на IRFP150 при
одних и тех же условиях (колонки, сидюк, провода).
Лачиняна переиграл однозначно, а вот с Чуффоли...
Где лучше, где хуже. Зависило от примененного УН на лампе.
При одинаковых УН(SRPP 6Н3П) и переходном конденсаторе звучание
было одинаково,за исключением ньансов.
Creek выиграл на низах однозначно. Просто супер. От Чуффоли
я такого так и не добился. А вот верх и середина НА ОТДЕЛЬНЫХ
МОМЕНТАХ у Чуффоли была получше, НО К ЭТОМУ НАДО БЫЛО
ПРИСЛУШИВАТСЯ. Боюсь, что в слепом тесте я б не отличил...
Но у Creek есть большое конструктивное достоинство -
класс АВ с током покоя 100ма.
Сравнивалось еще с полностью ламповым на 6ф5п, правда с
ТВЗ1-9 на выходе и выходной мощность 3вт, но это некорректно.

Вообщем мне очень понравилось. Я переделал
года за три штук 5 гибридников и остановился пока на этом.
Никуда больше не тянет...)

И еще спасибо Алексею за то, что не оставил без ответа
ни одно мое письмо к нему, несмотря на периодически
глупые вопросы с моей стороны.

[Ё!Ё!]

а как звучат 1,2,3 в сравнении друг с другом?
СтОит ли заморачиваться на гибридник?

[SergM]

1 и 3 звучат примерно одинаково, т.е в моих условиях я не заметил
разницы между BUK555-100 и IRL540. Звучание определяется в основном УН на лампе. Изменение режима лампы заметно сказывается.
А вот 2 мне по сравнению с 1 не понравился. МОЕ СУБЪЕКТИВНОЕ МНЕНИЕ: мне кажется, что транзисторный менее прозрачен, т.е
не слышу я как бы послезвучия (не знаю как правильно это объяснить). Но это может быть вызвано несогласованностью с акустикой и множеством других причин, тем более я им в плотную не занимался - друг просил Амфитон ему переделать. вот он вполне доволен. Но еще раз хочу повторить - я вариант 2 не исследовал
досконально, так как хотелось чтоб что то светилось