УМ в классе A - надо паять!

[anli]

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Путеводитель по ветке

- есть ли полу-ООС? - https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=177

- ещё один вариант: https://forum.vegalab.ru/showthread....3601#post53601
Пока хуже по исажениям, но гораздо более управляемый в смысле устойчивости

- успешно боремся с тепловыми искажениями (заодно и спектр ухнул вниз):
https://forum.vegalab.ru/showthread....0666#post70666

- первый вариант печатки:
https://forum.vegalab.ru/showthread....7264#post77264

- Слушаем!:
https://forum.vegalab.ru/showthread....&postcount=639

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

История. Много лет назад, когда мы почти все ходили пешком под стол (или не ходили совсем), Жан Хирага (Jean Hiraga) придумал схему, которая представлена, в частности, здесь:

http://member.newsguy.com/~stigerik/...asse_a_20w.htm

Эта схема инспирировала Павла Мацуру (Pavel Macura) на вот такой повторитель:

http://www.pha.inecnet.cz/macura/next.htm

Схема Мацуры инспирировала Сергея (PSV) на такой вариант повторителя:

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=720

А я рисовал много вариаций на тему повторителя Сергея и нарисовал то, что хочу спаять

Итак. Схема балансная. Раскачиваться будет этим УН:

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1637

При включении каких-либо щелчков-всплесков на входе УМ не будет - это проверено в железе (в частности, благодаря симетричному включению БП для УН: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=934).

Согласно ТЗ для УН, на выходе плеча УМ максимальное требуемое напряжение +/-7.5V (размах).

Схема: http://gaydenko.com/um/schematics.png
Спектр на выходе плеча в симуляторе (LTspice): http://gaydenko.com/um/FFT.png

Чтобы долго не вглядываться в спектрограмму, вот числа для гармоник:

2 -111db (0.00028%)
4 -143db
6 -166db

3 -117db (0.00014%)
5 -140db
7 -160db

Предполагается параллельно входу УМ вот такой ограничитель напряжения:

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1072

Но ограничитель ещё не макетировал.

О недостатках.
Думаю, лимитера маловато будет для надёжности: выходные мосфеты могут открываться быстрее, чем закрываться. Но топологию менять очень не хочется.

Жду Ваших отзывов, особенно - критики с предложениями, как недостатки устранить.

[Л. Зуев]

Я её пока никак не оптимизировал Чтобы с этими делами всеми разобраться, мне нужно некоторое время

Можно подать на вход сигнал прямоугольной формы и смотреть переходный процесс на выходе - экспонента или затухающий синус, количество колебаний до затухания. При этом меняя параметры корректирующих цепей добиваться наиболее быстрого переходного процесса при минимальной величине выбросов на фронтах или их отсутствии.

[PSV]

первый (низкочастотный) на частоте порядка 500кГц, образованный входной емкостью М1, М2

Леонид,можно по-подробней,каким образом Вы считали этот полюс?
anli,Андрей,резисторы с коллекторов ОЭ можно включить не на землю,а на коллектора другого плеча,перекрёстно.

[ADDED=PSV]1111405457[/ADDED]

Чтобы с этими делами всеми разобраться, мне нужно некоторое время, так как образования в любимой нами области у меня нет

C полюсами ничего сильно сложного нет,теоретически.Почитай
,например в Исскустве схемотехники есть,где про ОУ,первый том.На практике
трудно просчитать,т.к надо знать вых сопротивления,входные ёмкости и
т.д.Это ещё одна причина,почему мне не нравятся полевики в таком влючении.У тебя
получается,что ОЭ(источник тока,с большим и непонятным вых
сопротивлением)нагружен на чисто емкостную нагрузку(зависящую от
выходного напряжения,тока).Полюс ещё и плавает от сигнала.

[Л. Зуев]

Леонид,можно по-подробней,каким образом Вы считали этот полюс?

Это грубая прикидка исходя из суммарного сопротивления на землю резисторов R7, R8, R13 (610Ом) и суммарной емкости ЗС транзисторов М1, М2 (по даташитам 410пФ при Uзс=25В) без учета влияния емкости ЗИ. Получилось 636кГц, а затем я просто округлил цифру до 0,5МГц.

[PSV]

Это грубая прикидка исходя из суммарного сопротивления на землю резисторов R7, R8, R13 (610Ом) и суммарной емкости ЗС транзисторов М1, М2 (по даташитам 410пФ при Uзс=25В) без учета влияния емкости ЗИ. Получилось 636кГц, а затем я просто округлил цифру до 0,5МГц

Понятно,спасибо,я думал,что Вы брали исходную схему из первого поста,без нагрузки ОЭ резисторами.

[anli]

Леонид,

Пробовал R в стоки (с перекидкой туда эмитеров и коррекцией режимов по постоянному току) и ТЗ (с усилением в два раза). И в том, и в другом случае очень резко подскакивают THD (на 17-20db).

резисторы с коллекторов ОЭ можно включить не на землю,а на коллектора другого плеча,перекрёстно.

Сергей, не понял куда. Там коллекторов что-то не видно болше Может, ты имел ввиду "чужие" истоки? Но тогда нагрузка опять динамическая получается.

Нагрузка драйвера на землю мне очень понравилась: вносит определённость (и УН напоминает ).

[PSV]

Сергей, не понял куда. Там коллекторов что-то не видно болше

В другую половинку,которая у тебя не нарисована.

Нагрузка драйвера на землю мне очень понравилась: вносит определённость (и УН напоминает ).

Да в землю тоже можно,но если будешь делать двуполярное питание УМ.

[Л. Зуев]

Пробовал R в стоки (с перекидкой туда эмитеров и коррекцией режимов по постоянному току) и ТЗ (с усилением в два раза). И в том, и в другом случае очень резко подскакивают THD (на 17-20db).

А пробовали вместе или по отдельности? Какие резисторы были в ТЗ?

[anli]

Offтопик:

если будешь делать двуполярное питание УМ

Трансформаторы с двумя вторичными обмотками, Шоттки и электролиты уже ждут тут рядом со мной

[ADDED=anli]1111407966[/ADDED]

А пробовали вместе или по отдельности? Какие резисторы были в ТЗ?

По отдельности. В ТЗ усиление в было два раза, то есть 62/2 ом. Но это я сохранял те же режимы по постоянному току. Пробовал увеличивать токовое усиление (до 80mA в драйвере), но стало ещё хуже (нагрузочнве резисторы, с которых сигнал снимается в затвор, пришлось пропорционально уменьшить).

Offтопик:
Не люблю ТЗ. Они это знают и отвечают взаимностью

[Л. Зуев]

Пробовал R в стоки (с перекидкой туда эмитеров и коррекцией режимов по постоянному току) и ТЗ (с усилением в два раза). И в том, и в другом случае очень резко подскакивают THD (на 17-20db).

Это происходит, скорее всего, из-за снижения петлевого усиления и увеличения амплитуды сигнала на эмиттерных переходах Q3, Q4. Если это так, то искажения снизятся при замене резисторов R5, R6 на источники тока.
Андрей, а как ведут себя гармоники на ВЧ, скажем, на 200кГц и какую нагрузку включаете при измерениях?

[anli]

при замене резисторов R5, R6 на источники тока

Есть желание воевать с каждой новой деталью

как ведут себя гармоники на ВЧ, скажем, на 200кГц?

Растут, родимые, куда ж им деваться При минимальной ёмкости C1/C2, при которой УМ ещё не заводится (около 120pF), 2-я и 3-я гармоники -88db и -98db соответствено.

[PSV]

Андрей,а каскод(1837,4793) пробовал?

[anli]

каскод(1837,4793) пробовал?

Да. Леонид предлагал. Питания маловато. Думаю ещё повозиться с каскодом, но взять для этих дел 2240/970 для ОЭ и 1360/3423 для ОБ. Просто ещё не успел. Думаю, последней паре не поплохеет в смысле ОБР.

[PSV]

Думаю, последней паре не поплохеет в смысле ОБР.

Поплохеет по токуДа и бэта у них падает с 10ма.

[anli]

Поплохеет по токуДа и бэта у них падает с 10ма.

Это ты, видимо, не про 1360/3423, а про 2240/970? Ток нужно уменьшать, думаю, до 8-9mA. Тут падение h21э ещё не очень заметно в моих даташитах. Но при меньшем токе сложнее бороться с входом мосфета

При сопротивлениях между истоками 510 ом и нагрузочном (которое на землю со средней точки) 1K3 ток через ОЭ болтается в диапазоне 6-11mA. Спектр примерно такой же. То есть, с Эрли и Миллером каскод помогает воевать. А вот с тепловыми искажениями для ОЭ - нет. Так примерно?

[Л. Зуев]

А вот с тепловыми искажениями для ОЭ - нет.

Имеется ввиду ОЭ каскода?

[anli]

Имеется ввиду ОЭ каскода?

И каскода, и перед ним. У каскода у ОЭ рассеиваемая мощность невелика (болтается от 19 до 30 mW, примерно). А вот перед ним (вторая пара) - у них от 100 до 260 mW.

Но, честно, не знаю условий возникновения тепловых искажений. Знаю лишь, что из-за термоинерционности они проявляются на частотах менее 1KHz

[Костя Мусатов]

Но, честно, не знаю условий возникновения тепловых искажений. Знаю лишь, что из-за термоинерционности они проявляются на частотах менее 1KHz

Не только. Просто один из простейших способов их найти - посмотреть зависимость Кг от частоты в НЧ области. На высоких проявляется другой эффект - меняется амплитуда и фаза сигнала в цугах. Берется цуг длинной около 10мс и частотой 10кГц и рассматривается его внутренняя структура. Я не видел, что бы симмулятор считал тепловые искажения, их приходится прикидывать руками.

[anli]

Костя, я по поводу метода измерения АЧХ/ФЧХ. Правильно будет для такой схемы брать отношение токов нагрузки, которая в разрыве ООС, и эмитерного тока через транзистор второй пары? В некотором роде база этого транзистора оказывается вне ООС
Кстати, для балансной схемы, думаю, сопротивление нагрузки умножать на два как раз и не стОит

Про тепловые искажения - пришла мысль запитать всё, кроме мосфетов, от +/-60V - в этом случае изменения мощности от сигнала можно сделать существенно меньше. Но решил, что не в этот раз
Есть надежда, что двойная симметричность (мост и по питанию) тепловые искажения значительно нивелировать должна. Да?

[Костя Мусатов]

Есть надежда, что двойная симметричность (мост и по питанию) тепловые искажения значительно нивелировать должна. Да?

Не думаю. Тепловые искажения - это искажения огибающей сигнала, связанные с инерционными процессами изменения параметров транзисторов при нагреве или остывании. Оба активных плеча подвержены им одинаково и их искажения сложатся, а не вычтятся.

[anli]

Мужики,

Не подумайте, что этот пост - шутка, и не сочтите его за ересь

Почитав про тепловые искажения, повоевав в симуляторе с предвыходным каскадом и устойчивостью, я подумал: "нет каскада, нет проблемы". Вот что получилось:

http://gaydenko.com/um/schematics4.png

Гармоники в симуляторе:

2 -102db (0.0007%)
4 -122db
6 -143db

3 -96db (0.0016%)
5 -117db
7 -135db

Offтопик:
Как видно, получилось, почти как у Мацуры Что, думаю, лучше:

- "нормально" подключены коллекторы входных повторителей,
- нет "биполярного токового голодания" в связи с мосфетом на выходе.

Я, кстати, пробовал в симуляторе с биполярными транзисторами - получилось для первых гармоник на 25db хуже, и спектр - как пила - очень слабо спадающий.

Если отвлечься от магии симуляторных чисел, как вам в стратегическом плане такой поворот событий?