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

[Nikkov]

Вот ключевая фраза, которая намекает, что это совсем даже не пролаз через питание..

Все зависит от того, насколько эта емкость увеличивалась
Я не исключаю проблем с землей, но сначала надо определиться с уровнем этого фона. Я в свое время потратил много времени на поиск оптимального соединения земель, но безрезультатно по указанной выше причине. Поискал в этой ветке свои сообщения, у меня измеренный уровень фона был размахом 0.3 мВ, но его было слышно и на спектре сигнала были видны гармоники 100 гц достаточно заметной, над уровнем фона, амплитуды.

[Rova]

Если фон достаточно заметный, закорачивание входа и увеличение емкостей ничего не дает, то Audiomaniac правильно сказал - это земли. Надо умощнить медью центр звезды земель, земли сводить по возможности на него, максимально толстыми и максимально короткими проводами, но, конечно, без фанатизма. Например землю УН, землю УТ (если есть конденсаторные шунты на усилителе), землю RC на выходе (но тут по другой причине). Если есть еще какие узлы - аналогично, их в центр звезды земель. Добросовестные производители в центре лепят медную пластину, но можно усилить толстым медным контуром по земляным выводам конденсаторов источника.

[gdvcesium]

Если фон достаточно заметный, закорачивание входа и увеличение емкостей ничего не дает, то Audiomaniac правильно сказал - это земли. Надо умощнить медью центр звезды земель, земли сводить по возможности на него, максимально толстыми и максимально короткими проводами, но, конечно, без фанатизма. Например землю УН, землю УТ (если есть конденсаторные шунты на усилителе), землю RC на выходе (но тут по другой причине). Если есть еще какие узлы - аналогично, их в центр звезды земель. Добросовестные производители в центре лепят медную пластину, но можно усилить толстым медным контуром по земляным выводам конденсаторов источника.

OK! А теперь представьте, если 100Гц - становятся проблемой, и это при том, что сопротивления дорожек на этих частотах , междорожечные емкости и индуктивные связи и т.д. - смешные величины. Кто-нибудь все же догадается использовать экранирующий полигон на втором слое меди и витые пары проводов для питания - АС? Толдычу про это всем, а результат...

[Audiomaniac]

Толдычу про это всем, а результат...

Потому что не надо никаких полигонов и витых пар проводов питания, это все бред. Фон в этой схеме не от этого.

[Rova]

OK! А теперь представьте, если 100Гц - становятся проблемой, и это при том, что сопротивления дорожек на этих частотах , междорожечные емкости и индуктивные связи и т.д. - смешные величины. Кто-нибудь все же догадается использовать экранирующий полигон на втором слое меди и витые пары проводов для питания - АС? Толдычу про это всем, а результат...

Развязывание сигнальных цепей между собой дело хорошее. Но контролируемое развязывание, а не шунтирование всего подряд через емкость экрана на землю. В вч технике эти вещи контролируются вплоть до геометрии с большой точностью. Вы же предлягаете через емкость экрана посадить на землю всё. Я вот не возьмусь в такой ситуации сказать, что при этом улучшится, а что ухудшится.

[Alter]

Потому что не надо никаких полигонов и витых пар проводов питания, это все бред. Фон в этой схеме не от этого.

А нету ли в данной схеме небольшого разбаланса токов покоя через выходные транзисторы Q11 Q12? И по этой причине нету полной компенсации второй гармоники питания, т.е. 100Гц?

[gdvcesium]

Потому что не надо никаких полигонов и витых пар проводов питания, это все бред. Фон в этой схеме не от этого.

Избавится от "фона" на частоте GSM, "Европпы плюс" и т.д. даже грамотным "землением", но без витых пар и земляных подслоев - совсем не получится. 40дБ на 100Гц? А сколько будет для 100Мгц?

---------- Добавлено в 21:16 ---------- Предыдущее сообщение в 21:10 ----------

Развязывание сигнальных цепей между собой дело хорошее. Но контролируемое развязывание, а не шунтирование всего подряд через емкость экрана на землю. В вч технике эти вещи контролируются вплоть до геометрии с большой точностью. Вы же предлягаете через емкость экрана посадить на землю всё. Я вот не возьмусь в такой ситуации сказать, что при этом улучшится, а что ухудшится.

Получаются микрополосковые линии с гарантированными и моделируемыми характеристиками, т.е. плату можно прогнать через программу моделирования(что не единожды делалось) и точно спрогнозировать работу ООС(это, кстати, относится к отрицательному эффекту применения хороших LowESR конденсаторов по питанию - обычные конденсаторы по ВЧ энергию отдать не могут, цепь ООС работает плохо, вот эти конденсаторы и подваливают АЧХ, прям "Миллер" только в питании и с непредсказуемыми параметрами) и всей системы на частоте повыше 20кГц. Емкости паразитные вас напрягают? Так они будут на землю, а не на ближайшую руку или вывод соседнего элемента, т.е не работают эти дорожки и выводы элементов как антенны, что и требуется в надежной и хорошей конструкции.

[Audiomaniac]

Избавится от "фона" на частоте GSM, "Европпы плюс" и т.д. даже грамотным "землением", но без витых пар и земляных подслоев - совсем не получится. 40дБ на 100Гц? А сколько будет для 100Мгц?

Здесь пока не обсуждаются вопросы ЭМС и ВЧ-помех. Здесь обсуждается слышимый в колонках фон 100гц, который имеет совсем другие причины.

А нету ли в данной схеме небольшого разбаланса токов покоя через выходные транзисторы Q11 Q12? И по этой причине нету полной компенсации второй гармоники питания, т.е. 100Гц?

Если выпрямитель на диодном мосте, то вторая гармоника 200гц. Там я выше тебе вопрос задавал, ответишь?

[Rova]

А нету ли в данной схеме небольшого разбаланса токов покоя через выходные транзисторы Q11 Q12? И по этой причине нету полной компенсации второй гармоники питания, т.е. 100Гц?

Мне кажется, не стоит искать сложных причин.
Если с землями проблема, то фон это первое и самое безобидое следствие и хороший признак. А дальше звон на определенных уровнях синуса, бОльший или меньший возбуд на высоких... много головной боли.

[Alter]

Вот ключевая фраза, которая намекает, что это совсем даже не пролаз через питание..

А какая у тебя щас емкость в питании и насколько увеличивал?

После всех экспериментов в каждом плече питания поставлено 4700мкФ, потом резистор 0,39 Ома потом опять 4700 мкФ и дальше идет на плату оконечника, где стоит еще 470+470 мкФ впаралель. При закорачивании 0,39 Ома фон возрастает, но совсем незначительно. Пробовал подключать еще 10т мкФ паралельно последнему 4700 мкФ, разница еле уловимая.
Все земляные шины на платах утолщены, припаял медный провод 0,8 мм.

[Audiomaniac]

робовал подключать еще 10т мкФ паралельно последнему 4700 мкФ, разница еле уловимая.

Значит точно земля. По-хорошему надо мерять, спектр сигнала на выходе смотреть. Как разведена земля в аппарате?

[Alter]

Значит точно земля. По-хорошему надо мерять, спектр сигнала на выходе смотреть. Как разведена земля в аппарате?

Земля разведена так - блок питания, на выходе стоит рейка разъемов, такая где провод прижимается болтом,
т.е. имеем +,+,0,0,-,- И потом от разъема идут 6 проводов, по 3 в каждую плату оконечника.
Вот по быстрому, пока дискутировал, подключил два электронных фильтра, как у Чуффоли, лежали они у меня готовые. Подключил между платами питания и оконечника. Фона нету абсолютно, правда потерял 5в по питанию.

[Audiomaniac]

подключил два электронных фильтра, как у Чуффоли, лежали они у меня готовые. Подключил между платами питания и оконечника. Фона нету абсолютно, правда потерял 5в по питанию.

Непонятно, почему в таком случае доп. емкость в питании не влияла. В любом случае это не выход,у этих фильтров довольно высокое выходное сопротивление, после них надо большие банки все равно ставить для усилителя АБ.

Как разведена входная сигнальная земля?

[Rova]

Земля разведена так - блок питания, на выходе стоит рейка разъемов, такая где провод прижимается болтом,
т.е. имеем +,+,0,0,-,- И потом от разъема идут 6 проводов, по 3 в каждую плату оконечника.
Вот по быстрому, пока дискутировал, подключил два электронных фильтра, как у Чуффоли, лежали они у меня готовые. Подключил между платами питания и оконечника. Фона нету абсолютно, правда потерял 5в по питанию.

Вы уменьшили саму пульсацию, в идеале надо добиться чтобы со штатными пульсациями фона не было. Попробуйте продублировать общие провода, нет ли на платах усилителей объединения силовых и сигнальных слаботочных, медным проводом миллиметр полтора усильте центр земель вплоть до разъемов, наконец может просто припаяйте земли.

[Alter]

:Audiomaniac
Эти фильтры я поставил временно, просто ради интереса. Факт тот, что фон, какой слабый он небыл, лезет через питание. Входная земля как в приведенной плате. Закоротив вход прямо на плате, этот слабенький фон все равно слышно.
:Rova
Так мне и хочется добиться, чтоб со штатными фона не было. Объединения силовых и слаботочных цепей нету. Но у меня подозрение, что это вряд ли дело в землях, в форуме уже говорилось что слабенький фон есть. Правда, у меня колонки чувствительные, может по этому и заметно. При первом включении усилков я пользуюсь старенькими S-30, на всякий случай, тогда фона не заметил.

[Audiomaniac]

Входная земля как в приведенной плате. Закоротив вход прямо на плате, этот слабенький фон все равно слышно.

Ну плата же не в воздухе висит Она как-то установлена в ящик, в конструкцию, как-то провода идут от входных гнезд,от регулятора громксости, к другому каналу.. вот здесь собака и порылась. Надо подробно разбирать что и как сделано.

[Alter]

Ну плата же не в воздухе висит Она как-то установлена в ящик, в конструкцию, как-то провода идут от входных гнезд,от регулятора громксости, к другому каналу.. вот здесь собака и порылась. Надо подробно разбирать что и как сделано.

Пока именно в воздухе, это макет
Все на столе, без коробки. Входные гнезда прямо к плате подключены через потенцик. Что дело в питании, говорит тот факт, что когда питается от аккумуляторов 24в, фона нету абсолютно.

[Audiomaniac]

Ну тогда надо ставить миллион микрофарад, как у Макарова

[Rova]

Alter Так мне и хочется добиться, чтоб со штатными фона не было.

Электроника - это наука о землях. А главный электронщик - Киргоф.
Когда начинаешь рассматривать провода, как радиоэлемент, а не как абстракцию, многое становится понятно. При не бесконечно малом сопротивлении общего провода, токи создают на нем разность потенциалов, которая прикладывается ко входам и вообще куда угодно и приводит к разным последствиям, фон из которых самое безобидное.

Вплоть до того, что переходного сопротивление разъема, которым вы прикручиваете общие провода достаточно будет для заметного падения напряжения на нем. Или реализация центра земель тонким печатным проводником без медной пластины на весь центр или усиления медным проводом.

---------- Добавлено в 23:43 ---------- Предыдущее сообщение в 23:42 ----------

Что дело в питании, говорит тот факт, что когда питается от аккумуляторов 24в, фона нету абсолютно.

Так ведь и нет никаких сомнений, что это сетевые 100 герц, вопрос только в том, почему пульсация на выходе.

---------- Добавлено 22.01.2012 в 00:04 ---------- Предыдущее сообщение 21.01.2012 в 23:43 ----------

В какую точку у вас приходит слаботочная земля усилителя напряжения ? Судя по вашему описанию у вас с каждого канала идет по одной земле, это силовая земля или объедененные ?

---------- Добавлено в 00:07 ---------- Предыдущее сообщение в 00:04 ----------

От каждого канала должно идти минимум две земли, УТ если у вас там конденсаторы и УН от входных цепей.

---------- Добавлено в 00:46 ---------- Предыдущее сообщение в 00:07 ----------

То есть общую точку ваших конденсаторов 470 на плате усилителя обязательно тяните отдельной землей, иначе от фона и прочих неприятностей не избавитесь.

---------- Добавлено в 00:48 ---------- Предыдущее сообщение в 00:46 ----------

Или просто выпаяйте, без своей земли они будут только вредить.

[Nikkov]

Alter, если есть чем, посмотрите уровень пульсаций на питании и на выходе. У меня в питании пульсации были 37 мВ RMS при 10т.мкф в БП.

Если все-таки это соединение земель, то избавиться от петель с моими платами очень легко, надо всего лишь оставить подключенным к БП один канал и отсоединить от этой платы вход. Все.

Offтопик:
Интересно, кто-нибудь еще делал измерения собранных по этой схеме усилителей?
Опять же, нашел у себя спектр сигнала на выходе усилителя без нагрузки и с отключенным входом при токе покоя 70мА. Вот только не помню чему соответствует 0 дБ, но вроде единицы вольт.