Простой УМЗЧ с неглубокой общей ООС

[Olegyurich]

Хочу обсудить такую вот схемку - что в ней можно улучшить или изменить без серьезного усложнения. В симуляторе дает достаточно неплохие результаты - для меня. Непонятно, почему при увеличении R31 возрастают искажения. Выкладываю схему и микрокаповский файлик.

[Костя Мусатов]

Почему так.Ты имеешь ввид непостоянство глубины ООС по частоте и фазе или что то другое?

Куда проще. Передаточная функция - многочлен, линейная, квадратична и т.д. Если усилитель хороший, то коэффициенты перед всеми, кроме первого членими малы. Но если не задумываться о их значениях, а просто написать Xi, и посмотреть как меняется передаточная характеристика при введении ООС (функция 1/(1+К)), то окажется, что есть описанный эффект.

[PSV]

Что-то мне подсказывает, что все равно происходит. Более высокая изначальная линейность изменяет только коэффициенты в рядах разложения. При неглубокой ООС сначала происходит конвертация младших членов к более высоким, а потом подавление всех. Конечно имея сначала 1%, после ООС можно получить в широком спектре 0.1-0.3%, а если 0.1 изначально, то будет 0.01-0.03% в широком спектре.

Не замечал такого на практике,да и теоретически не совсем понятно,обьясни подробней,если не затруднит, почему при неглубокой ООС сначала происходит конвертация младших членов к более высоким, а уже потом подавление всех. Дмитрий как раз прислал на днях спектры новой модификации своего усила.Ничего подобного там не наблюдается.

[Костя Мусатов]

Классический график. Начальная функция квадратичная (первый и второй порядки)
При глубине ООС 6-7дБ 3-порядок доходит до максимума, он, конечно, раз в 20 меньше исходного уровня второго порядка, но расширение спектра налицо.

[PSV]

Костя,спасибо.Откуда этот график,ссылка есть?Хотелось бы почитать.

[ADDED=PSV]1113811753[/ADDED]

Начальная функция квадратичная (первый и второй порядки)

Разве у реального усила передаточная функция будет квадратичной?

[AS79]

Классический график. Начальная функция квадратичная

Интересный эффект, если функция квадратичная и симметричная .В спектре только нечетные гармоники и при введении ОС все они подавляются на глубину ОС !Новых не появляется.
Т.е. что получается - двухтактник на лампах или полевиках (В,АВ) уже сам пораждает высшие порядки и без ОС (и ОС ему не помеха), для однотактника надо строить без ОС. Не в этом ли разница в звучании?

[Костя Мусатов]

График от Чивера, вроде эту статью уже несколько раз обсасывали. Выложить не могу, она 1М.
Если взять две одинаковые квадратичные функции и сложить кверх ногами, то квадратичный член вычтется и останется только линейный. Однако чисто квадратичных устройств не бывает. А вот нечетные члены при РР включении суммируются (первый член так же нечетный).
Для передаточных функций с широкими но спадающими спектрами результат получается похожий, но в области малых глубин появляются колебания, а левая часть графика сохраняется. Вообще каждый член порождает спадающий спектр более высоких порядков.

[AS79]

Если взять две одинаковые квадратичные функции и сложить кверх ногами, то квадратичный член вычтется и останется только линейный

А как быть с этим. Y=SGN(X)*(X)^2

[Костя Мусатов]

Y=SGN(X)*(X)^2

Разложи в ряд эту функцию и получишь широкий спектр нечетных компонент. Эта функция далеко не квадратичная

[AS79]

Эта функция далеко не квадратичная

Так к этому я и веду.В режиме В или АВ(при большом сигнале) пофиг какие передаточные характеристики плеч , все одно "плохо".
Рисуется реально-идеальный усилитель - полная симметрия квадратичных плеч в режиме А и без всяких ОС( в том числе местных ), без трансформатора не обойтись...тебе это ничего не напоминает .

[Костя Мусатов]

Рисуется реально-идеальный усилитель - полная симметрия квадратичных плеч в режиме А и без всяких ОС( в том числе местных ), без трансформатора не обойтись...тебе это ничего не напоминает

Напоминает.
Но если все было так плохо, ка здесь рисуется, то все усилители были бы такими. А так какое разнообразие стилей...

[AudioKiller]

Ребята! Все гармоники ослябляются в (1+в*Ку) раз! Тут несколько факторов, объясняющих приведенные выше эффекты:
1. Гармоники низких порядков имеют большую величину, и их ослабление заметнее. Например: U3=0.5% , U11=0.01%. После слабления в 5 раз получаем: U3=0.1% (т.е. уменьшилась на 0.4), U11=0,002% (т.е. уменьшилась на 0.008).
2. Реального ослабления высших гармоник пропорционально глубине ООС не происходит из-за снижения Ку и фазовых искажений на ВЧ.
3. Симметричный двухтактный каскад (в этой схеме он несимметричный изначально, причем в Q15 ООС=100% ) не создает четных гармоник - они компенсируются. Но это в идеале. Реально несколько компенсируются только гармоники низких порядков, на высоких степенях несимметрия активных элементов и монтажа (между прочим - чертовски чильно влияет) приводит к почти полному отсутствию компенсации. А режимы вроде В (да еще "ступенька" немерянная) дает жутко хороший спектр вверх.
4. Гармоники высоких порядков прут с выхода усилителя на вход через эфир и разные емкости. Тут запросто ООС может привратиться в ПОС со всеми вытекающими.

ЗЫ. Пока не изобретем линейные усилительные элементы, без ООС ничего не получится. Только ее нужно грамотно использовать, тогда она никогда не будет "ухудшать звучание".

[Костя Мусатов]

1. Гармоники низких порядков имеют большую величину, и их ослабление заметнее. Например: U3=0.5% , U11=0.01%. После слабления в 5 раз получаем: U3=0.1% (т.е. уменьшилась на 0.4), U11=0,002% (т.е. уменьшилась на 0.008).

Не совсем так. Это приближение. Типичная ситуация. Каскад без ООС продуцирует большой уровень 2-й и 3-й, поменьше 4-й и 5-й и совсем мало 6-й и 7-й. После замыкания ООС появляются высшие гармоники, которых не было изначально.

4. Гармоники высоких порядков прут с выхода усилителя на вход через эфир и разные емкости. Тут запросто ООС может привратиться в ПОС со всеми вытекающими.

И да и нет. Десятая гармоника от 20кГц это только 200кГц и через эфир она не ползет, маловата. А вот если выходной каскад работает в В, то спектр там очень широк и есть многие мегагерцы, которые уже полезут. Чаще лезут помехи не через эфир, а через землю или питание.

[AS79]

Например: U3=0.5% , U11=0.01%. После слабления в 5 раз получаем: U3=0.1%

Конечно 0.5/5=0.1 это круто , только , как бы это помягче , речь шла не об этом.

[Olegyurich]

Еще вопрос по каскоду: В Горовице и Хилле нижний транзистор с заземленным эмиттером, и смысл каскода, насколько я понял в том , чтобы Uкэ не менялось при подаче входного сигнала, но в реальной схеме без эмиттерного резистора не обойтись - вх.сопротивление хотя бы. Отсюда вопрос - как это обойти, можно ли поставить источник тока? И еще какое напряжение питания должен иметь каскод, по сравнению с обычным ОЭ? Мне для вых.напряжения 8В понадобилось Uп не менее 40В(для получения минимальных искажений) или я что-то напутал? Какое напряжение
лучше подать на базу верхнего транзистора для получения максимальной линейности, или это непринципиально?
И еще, что такое "сломанный каскод"?

[PSV]

Еще вопрос по каскоду: В Горовице и Хилле нижний транзистор с заземленным эмиттером, и смысл каскода, насколько я понял в том , чтобы Uкэ не менялось при подаче входного сигнала, но в реальной схеме без эмиттерного резистора не обойтись - вх.сопротивление хотя бы.

Привязать потенциал базы верхнего(ОБ) к эмиттеру нижнего (ОЭ).Можно попробовать по схеме Хауксфорда,хотя она лучше подходит для симметричных схем.

Мне для вых.напряжения 8В понадобилось Uп не менее 40В(для получения минимальных искажений) или я что-то напутал?

Похоже,на правду.Чем меньше размах переменки,на уровне постоянки,тем лучше.Меньше Эрли.

лучше подать на базу верхнего транзистора для получения максимальной линейности, или это непринципиально?

Зависит от конкретной схемы.Если каскод плавающий
,то не принципиально.

И еще, что такое "сломанный каскод"?

На транзисторах разной проводимости.Посмотри усилитель Зуева, например.Вместо резистора ставят иногда ИТ.

[Olegyurich]

Привязать потенциал базы верхнего(ОБ) к эмиттеру нижнего (ОЭ).

а если стабилитрон с базы верхнего не на землю, а на эмиттер нижнего?

[PSV]

а если стабилитрон с базы верхнего не на землю, а на эмиттер нижнего?

Лучше пару светодиодов.Запитывать их надо ИТ.

[Olegyurich]

А чем они лучше стабилитрона?

[PSV]

А чем они лучше стабилитрона?

Шумят меньше.

[Olegyurich]

Понял, спасибо.

Offтопик:
Просто у нас на работе они использовались как источники опорного и через несколько месяцев достаточно сильно уплывали, правда запитывались не ИТ