Хочу поделиться схемой хорошего усилителя.

[SergVKS]

http://www.powergood.boom.ru/
Последняя версия схемы в разделе сборка в пдф.

[Alex Nikitin]

4.Вызывает сомнение линейность каскада ОК-ОБ.

Меня больше волнует на столько линейность этого каскада, сколько существенное изменение его рабочей точки от температуры транзисторов VT7-VT10, с возможной заметной тепловой модуляцией на низких частотах.

Алексей

[Л. Зуев]

Как обещал про усилитель Токарева. Прошу понять правильно. Ругаться не люблю - говорю то, что могу обосновать.
Большой ляп: плохая термостабильность второго каскада УН (VT7-VT10) и очень высокая его чувствительность к параметрам элементов усилителя. Температурные коэффициенты VT7,VT9 и VT10,VT11 складываются и ни чем не компенсируются. Отсюда температурный коэффициент рабочего тока каскада примерно 1,4%/градус. При токе покоя 5мА на резисторах R20,R21 падает всего по 0,28В. Это напряжение получается вычитанием из напряжения на стабилитронах VD3,VD4 (по 3,3В) падений напряжения на резисторах R9,R16 (по 1,5В) и на переходах база-эмиттер VT7-VT10 (примерно по 0,76В). При этом изменение напряжений на стабилитронах VD3,VD4 или рабочего тока входного каскада вызывает значительно большее относительное относительное изменение тока покоя каскада на VT7-VT10: при изменении тока ИТ на VT5,VT6 на 10% или напряжения на стабилитронах VD3,VD4 на 5% ток покоя VT7-VT10 будет меняться на 50-60%. Более грамотное решение аналогичного второго каскада на рисунке ниже (схема из радиохобби 3/99 если не ошибаюсь).
Ляп поменьше, но тоже серьезный: неправильная частотная коррекция (рисунок ниже). Коррекция двухполюсная, но единичное усиление петли ОООС пересекает участок АЧХ с наклоном -40дБ/декаду. При этом переходная характеристика должна быть явно колебательной - так не делают.
Бессмысленное решение: применение ОК-ОБ во втором каскаде. Линейность у такого каскада не лучше, чем у обычного каскода и явно хуже, чем у каскода со слежением, быстродействие не лучше, а тепловые искажения значительно больше - такие же как у обычного ОЭ. Кроме этого каскод не имеет недостатка описанного выше.
Еще желательно было бы закаскодить входные ДК с целью снижения чувствительности к помехам по питанию и поставить на входе транзисторы с большим усилением. Еще я бы включил усилитель по инвертирующей схеме, но это уже мое личное пристрастие.

[taran]

Меня больше волнует на столько линейность этого каскада, сколько существенное изменение его рабочей точки от температуры транзисторов VT7-VT10, с возможной заметной тепловой модуляцией на низких частотах.

О какой тепловой модуляции может идти речь при токе
5 ма.?

[Л. Зуев]

О какой тепловой модуляции может идти речь при токе
5 ма.?

Ток маленький, а амплитуда коллекторного напряжения большая.

[WP]

У усилителя изображенного на картинке с подобным решением входного каскада хреновато с запасом по перегрузке, еще усугубляет коррекция на опережение.

[Л. Зуев]

У усилителя изображенного на картинке с подобным решением входного каскада хреновато с запасом по перегрузке, еще усугубляет коррекция на опережение.

Сейчас обсуждается усилитель Токарева, а это просто пример построения 2 каскада УН.

[WP]

А какие преимущества у подобного второго каскада? Я почему то никаких не вижу по сравнению с каскодом ОЭ ОБ, только лишние проблемы с тепловой нестабильностью и устойчивостью. Конечно если только схему нарисовать не как у всех, тогда оправдано.

[taran]

Л.Зуев

В первом случае недостатки значительно компенсируются
местной ОС каскада ОК-ОБ и установкой их на радиаторы
Во втором случае недостатки компенсируются стабилизированным питанием УН.
С искажениями и коррекцией я тоже не согласен.

[Александр Котов]

установкой их на радиаторы

Не было печали - еще усилитель напряжения на радиаторы ставить

[WP]

Не было печали - еще усилитель напряжения на радиаторы ставить

А это как раз во многих случаях очень полезно.

[Л. Зуев]

А какие преимущества у подобного второго каскада? Я почему то никаких не вижу по сравнению с каскодом ОЭ ОБ, только лишние проблемы с тепловой нестабильностью и устойчивостью. Конечно если только схему нарисовать не как у всех, тогда оправдано.

Я тоже не вижу.

В первом случае недостатки значительно компенсируются
местной ОС каскада ОК-ОБ и установкой их на радиаторы

Цифры, которые я приводил, получены с учетом этой местной ОС и они явно велики. Установка VT8,VT9 на радиаторы поможет, но этого будет недостаточно - режимы усилителя будут сильно меняться при изменении температуры окружающего воздуха и в результате общего прогрева усилителя. Кроме этого такое построение каскада требует повышенного внимания к настройке усилителя.

С искажениями и коррекцией я тоже не согласен.

В каком смысле не согласны с коррекцией? Принцип коррекции хороший - WP это подтвердит, но реализован он здесь с ошибками. Причем ошибки эти из разряда 2*2=5.

[ADDED=Л. Зуев]1116328964[/ADDED]
И все же повторяю, что усилитель Токарева звучать должен неплохо.

[taran]

Принцип коррекции хороший - WP это подтвердит, но реализован он здесь с ошибками. Причем ошибки эти из разряда 2*2=5.

Я согласен.

[Эx, залужу...]

Л. Зуев,

И все же повторяю, что усилитель Токарева звучать должен неплохо.

А почему? Если у него коррекция неправильная, он вообще по идее должен возбудится, или выброс колебательный давать...

[Л. Зуев]

А почему? Если у него коррекция неправильная, он вообще по идее должен возбудится, или выброс колебательный давать...

Он не возбудится - фаза при единичном усилении не переходит через 180 градусов, а только приближается, а вот выброс действительно должен быть колебательным.
Хорошо звучать он должен благодаря достаточно высокой линейности на высоких частотах и неплохой перегрузочной способности по входу.

[ИнженерГарин]

Практика - критерий истины.

Для Карен и Л.Зуева: На счет неправильной коррекции, самовозбуждения
"по идее", 2+2 и прочее.

Еще во время настройки данного УМЗЧ, я будучи человеком опытным
и дотошным, конечно-же смотрел форму переходн. процесса далее ПХ,
в нашей лаборатории на меандре на частоте 100 и 600 кГц на разных
уровнях, полки на уровне 10% и 90% от перегрузки. Так вот, с
переходным процессом у данного усилителя все в порядке, к
сожалению у меня нет под рукой цифрового фотика, что бы выложить
на этот доброжелательный форум скрин-шот. Но поскольку данный
усилитель повторили очень многие, предлагаю сделать это за меня.
Переходной процесс полностью завершается за неполных полтора
периода. Выброс на вершине ПХ невелик и чуточку растянут
(индуктивная коррекция) по сравнению с некоторыми моими
(мной разработанными) конструкциями с коррекцией "вперед",
при подключении параллельно R51 послед. RC цепочки 10 пф 270 ом,
выброс исчез полностью и вид ПХ приобрел апериодический характер.
Но звук от этого лучше не стал, но и особенно хуже не сделалось,
оставил в первоначальном авторском варианте.

Во вторых про тепловую нестабильность, в течении 4-х часов
прогрева ток покоя УН без радиаторов увеличился на 0,34 мА.
На моей печатке, эти транзисторы я все-таки поставил на радиаторы,
с тем учетом, что бы можно было еще поднять напряжение питания УН,
хочу попробовать выжать из него 100 вт на 8 ом (у меня АС 8 ом).

Cхему усилка тов. Петрова, которую здесь показывали, я уже
давно проехал, еще за долго до Петрова. Дело в том, что подобная
схема УН вызывает модуляцию напряжения на базе того транзистора
УН, с коллектора которого подается сигнал на вых. повторитель.
Таким образом получается, что это уже не ОБ, со всеми вытекающими
отовсюду последствиями, в частности значительно ухудшается линейность
на ВЧ по сравнению с каскодом с фиксированной базой и как
следствие дерьмовое звучание и результаты измерений соответствующие.
Каскад ОК-ОБ, на мой взгляд, это очень сильный ход, так как имеет
очень высокую динамическую линейность на высоких частотах, что
принципиально важно в усилителях с глубокой ООС.
Таким образом считаю, что С.Агеев написав в своей статье
"Вопросы проектирования усилителей с общей ООС. Радио N4 2003"
был абсолютно прав, цитата: "Ряд мер по улучшению линейности на
низких и средних частотах (например введение так называемой следящей
связи в каскодный усилитель) одновременно приводит к ухудшению
стабильности характеристик и/или снижению линейности на ВЧ.
Поэтому их введение в усилители с ООС нецелесообразно".

WP: каскод ОК-ОБ в данном усилителе лучше, чем ОК-ОЭ с местной
оос в эмиттере ОЭ, в статье Токарева написано, цитата:
"Следует обратить внимание на то, что сигнал для дальнейшего
усиления снимается с того же плеча дифференциального усилителя,
на которое приходит сигнал обратной связи. Таким образом, в петле
ООС сокращено число активных элементов, находящихся в контуре
общей обратной связи." Если второй каскад УН будет инвертирующий,
то снимать сигнал придется с "традиционного плеча".
Стабилизировал питание УН, не для тепловой стабильности, а больше
для лучшего подавления пульсаций питания УН.

Л.Зуев, вы предлагаете закаскодить входной каскад, пробовал я это,
звучание всегда от этого только страдало, если кто не верит, пусть
закаскодит первый каскад в схеме Токарева, убедитесь сами.
Как говорят прожженные Hi-End щики, чем меньше лишних деталей, тем
лучше, не всегда так, конечно, но смысл в этом определенно какой-то есть.

Понимаете, очень не удобно все подробно описывать на форуме, иначе
такой объем постов и их количество понадобится, что мало никому не покажется.
Я очень занятый человек, сей час пишу из дома и честно говоря хочу спать.
Поэтому хочу Вас предупредить заранее, что буду потихоньку сворачивать мое
присутствие у этой стенки.

[ADDED=ИнженерГарин]1116369328[/ADDED]
Да, вот еще что забыл.
Температурный коэффициент напряжения (ТКН) КС139А отрицательный,
таким образом стабилитроны в опоре каскода выполняют функцию
датчика температуры окр. среды с противоположенным знаком
по отношению к транзисторам, таким образом получается некая,
а судя по моим практическим наблюдениям - более чем достаточная
термостабильность УН.
----
Про тепловые искажения в усилителе с глубокой ООС, незнаю, незнаю...
Это-что то из области HI-END AUDIO.

Л.Зуев "Еще я бы включил усилитель по инвертирующей схеме, но это
уже мое личное пристрастие."
У меня тоже было такое пристрастие, но после того, как я понял,
что входной буфер (требования к линейности его R out
попадающих в контур ООС УМЗЧ, сами понимаете какие, но удавалось
чуть улучшить положение промежуточным RC фильтром) портит звук
больше, чем дифференциальное напряжение, я от этого отказался.
Но это не относится к таким девайсам как LM3886, так как она
звучит просто совершенно жутко в неинверт. включении.
А Токарев звучит одинаково хороше в обеих включениях практически
без разницы. Для исключения ТУФТАлогии,
в неинвертирующем включении я пропускал сигнал тоже через буфер.

В заключении хотелось бы отметить, что по моему личному убеждению
сломанный малоточный каскаод а ля Сухов, это далеко не лучшая идея.
Поскольку я являюсь, как видно из моего ника действительно инженером-
конструктором электронного оборудования по профессии, то позволю
себе высказать следующее суждение: В УМЗЧ очень важно, что бы УН
нагруженный на корректирующую емкость обладал достаточно высоким
динамическим диапазоном по току. В этом один из ключей к хорошему звуку
и высоким объективным характеристикам. Потому что многие радиолюбители
беспокоясь о динамическом диапазоне входного первого каскада,
забывают о динамическом диапазоне второго каскада УН.
Сломанный каскод не в состоянии выдать в корректирующую емкость бОльший
ток, чем его ток покоя.
Например AD812 на менадре под 100 Мгц сгорает.
УН Усилителя Токарева, способен отдавать в корректирующую емкость
токи, где то, считаю на вскидку, миллиампер 60 не меньше, это очень
хороше. И не надо говорить о квазинасыщении транзисторов УН, потери
высокой линейности на таких токах, да линейность ухудшается, но
слежение ООС/динамический диапазон УН остается и это гораздо важнее.
Таким образом получается, что в усилителе Токарева ВЕСЬ УН, обладает
очень широким динамическим диапазоном прекрасно "переваривая"
переключательные помехи и прочие издержки класса АВ.
Чем больше я анализирую эту схему, тем больше она мне нравится.

[WP]

WP: каскод ОК-ОБ в данном усилителе лучше, чем ОК-ОЭ с местной
оос в эмиттере ОЭ, в статье Токарева написано, цитата:
"Следует обратить внимание на то, что сигнал для дальнейшего
усиления снимается с того же плеча дифференциального усилителя,
на которое приходит сигнал обратной связи. Таким образом, в петле
ООС сокращено число активных элементов, находящихся в контуре
общей обратной связи.

Это не повод для знакомства, как когда то сказал поручик Ржевский. Я предпочитаю использовать инвертирующее включение усилителя, получается больше площадь усиления, отсутствует синфазный сигнал на входном каскаде и соответственно связанные с ним искажения. В схеме ОЭ ОБ только один источник тепловой нестабильности, транзистор с ОЭ, в схеме ОК ОБ оба транзистора и источник опорного для ОБ влияют на режим каскада. Так что же рациональнее применять? Второй недостаток схема ОЭ ОБ является абсолютно устойчивой, транзистор с ОЭ работает в режиме КЗ выходной цепи, транзистор с ОБ работает в режиме с высоким сопротивлением источника входного сигнала, при этом полоса пропускания каскада и линейность максимальна и АЧХ не имеет экстремума вблизи граничной частоты транзисторов. В схеме ОК ОБ эти условия не выдерживаются, транзистор с ОБ работает с низким выходным сопротивлением источника входного сигнала, линейность не лучше чем у каскада с ОЭ на одиночном транзисторе, и имеется вблизи граничной частоты транзистора всплеск на АЧХ, который нужно подавлять. Так что преимущества структуры Токарева сомнительны.

[ИнженерГарин]

Почему я перестал использовать инвертирующее включение
усилителей, я достаточно подробно объяснил в предыдущем
посте. Площадь усиления, подчеркиваю в обсуждаемой схеме,
в инвертирующем включении, как показывают расчеты -
практически не изменится.
Про то, что тепловая стабильность в структуре Токарева
была мной (и не только) практическим образом и достаточно
тщательно проверена и была признана удовлетворительной, я тоже
об этом уже говорил. (Предлагаю собравшим этот УМЗЧ самим в этом
убедится, только подключая вольтметр к резисторам каскода надо быть
внимательным, что бы УМЗЧ не загенерил и не наловил ВЧ помех,
иначе результаты измерений окажутся непредсказуемыми).
В том месте где я привел цитату из статьи Токарева, о сокращении
числа активных элементов в контуре ООС - имеется ввиду, что чем
меньше задержка сигнала в этом контуре, тем эффективнее действует
ООС, тем лучше ПХ, и тп.
Структура ОЭ-ОБ, по моему мнению хуже чем ОК-ОБ, почему? я уже
об этом писал; могу добавить, что сверх высокое выходное
сопротивление ОЭ-ОБ снижает частоту среза первого полюса, для
того что бы ее вытянуть надо задолбать УН нагрузочными
резисторами, про эти резисторы, которых слава Богу в Токареве
нет, отдельная долгая тема...
Вы говорите о линейности при фактическом источнике тока в эмиттере
ОБ (случай со структурой ОЭ-ОБ), так то оно так, но площадь
усиления будет тем выше (у рассматриваемого УМЗЧ), чем ниже номиналы
резисторов R20,R21 Здесь выбран, на мой взгляд, очень тонкий разумный
компромисс между собственной линейностью каскода, площадью усиления,
выходным сопротивлением каскода, частотой первого полюса, термостабильностью.
То есть если эти номиналы стронуть в ту или иную сторону, то в любом случае
получится Гэ (я с ними экспериментировал, получилось, то, что получилось).
С классическим симметричником с ОЭ-ОБ, я уже вначале писал, из Радио N6 1985
я уже дело имел, звучит он хуже Токарева, результаты измерений так-же хуже,
явная тенденция к росту искажений с частотой, не сдал на пять
тест испытания многотональным сигналом.

[Karen]

Для Карен и Л.Зуева: На счет неправильной коррекции, самовозбуждения "по идее", 2+2 и прочее.

Тк в этой ветке я кажись не принимал участия в обсуждении
А сам в последнее время склоняюсь к схеме Ульянова с трансформаторным вариантом УН. Ну и силовую часть ВК можно частично заарканить и от этой ветки

[WP]

Каждый заблуждается по своему.
Попробуй по структуре Токарева концертный усилитель реализовать с питанием +-150 В, и будешь бороться то с генерацией, то с тепловой неустойчивостью. Подобные варианты мною рассматривались ранее, с точки зрения простоты схемы, качества звучания, тепловой стабильности наилучшие результаты получены на структуре УН такого вида - дифференциальный каскад, ОЭ ОБ второй каскад. Усилитель в инвертирующем включении. Коррекция индуктивная в первом каскаде и эффектом Миллера во втором, запас по фазе 45 градусов, т.е переходная характеристика с небольшим выбросом, но без переколебаний.

[Л. Зуев]

Инженер Гарин, я не собирался ругать Токарева - я же говорю, что звучать он должен хорошо . Я просто высказал свое мнение относительно принципиальных недостатков усилителя. Ни один профессиональный разработчик таким образом усилитель строить не будет несмотря на то, что 2 каскад может отдать в нагрузку 60мА (кстати, а как Вы это посчитали?). Разве Вам не пришлось подбирать стабилитроны во втором каскаде и настраивать источники тока в первом. Даже если температурный коэффициент (ТК) у КС133А полностью компенсирует ТК транзисторов во 2 каскаде, то сохраняется другая проблема: высокое дифференциальное сопротивление и соответственно плохие стабилизирующие свойства у низковольтных стабилитронов, что является их принципиальным недостатком, а 2 каскад УН эту нестабильность усиливает аж в 10 раз.
По поводу коррекции: симулятор показывает явно колебательную переходную характеристику, а по моему опыту переходная характеристика реального усилителя во всех случаях хуже, чем у его модели.
По поводу сломанного каскода: зачем нужен максимальный выходной ток УН 60мА, когда при усилении меандра с максимальной амплитудой на выходе усилителя требуется всего 10мА? Задача стоит совершенно не в этом, а в том чтобы каскад имел высокую линейность во всех реальных режимах работы.