Операционный усилитель. Какой более совершенный для умзч?

[artos]

Здраствуйте уважаемые форумчани.
Надумал собрать упрощенный УМЗЧ С.Агеева
Вопрос стоит в использовании операционника...
Какой предпочтительнее?
С уважением Артем.

[S.G.]

А вот здесь входная емкость ниже 1пФ (по утверждению симулятора), сопротивление - сотни или даже тысячи мегаом. Если вам это кажется актуальным http://www.talpykla.com/files/5509/galai.JPG

[Walter]

Не плохо,но раза в 3 больше,чем у транзисторов стандартно применяемых в первых каскадах повторителя(обычно 1,7-2,5пф).

А тут не только КБ емкость, тут и ЭБ емкость фактически на земле+ конструктивная емкость термостабилизирующей цепочки на радиатор.
Так что биполяр, что полевик.

[sia_2]

По моему, эти транзисторы хорошо работали бы от источника напряжения, по этому дополнительный вопрос - не стоит ли в первый каскад выходной тройки повторителей поставить небольшие полевики? Ну типа ZVN-ZVP3306. Это сняло бы нелинейную нагрузку с УН, понизило бы выходное сопротивление усилителя. Почему так делается очень редко?

Две причины - ухудшение частотных свойств собственно ВК и резкое ухудшение его термостабильности из-за дрейфа Uзи полевиков. Для решения последней проблемы существует вариант выходного повторителя с использованием на входе одиночного полевика и цепочкой смещения после него. Такие повторители широко используются в ИС, даже в старинном 544УД2. Но ВЧ свойства такого ВК хуже, чем чисто на БТ, а дискретные ПТ несоизмеримо хуже современных интегральных МОП по частотным свойствам.

[S.G.]

Чего-то не понимаю. Разве частотные свойства мосфетов так плохи? Я думал, что они не хуже биполяров. А по времени комутации - лучше. Чего я не понимаю? Как сравнить, например ZVN3306 и BC556 по частотным свойствам?

[sia_2]

Чего-то не понимаю. Разве частотные свойства мосфетов так плохи? Я думал, что они не хуже биполяров. А по времени комутации - лучше. Чего я не понимаю? Как сравнить, например ZVN3306 и BC556 по частотным свойствам?

Собрать два повторителя. Нагрузить их на емкость, равную емкости последующих каскадов. Снять АЧХ/ФЧХ на малом сигнале (милливольт 10), чтобы не проявлялись нелинейности. Сделать выводы.

[Vektor18]

TO Walter.Я когда писал в пост 20,говорил только о входной емкости первого каскада повторителя.Емкость,образующая вместе с эквивалентом нагрузки УН соответствующий полюс, определяется как - суммарная емкость параллельно включенных транзисторов каскада УН,суммарная емкость входного каскада повторителя(тоже параллельно),конструктивная (паразитная)емкость,и наконец, внешняя емкость коррекции,которой и подстраивают частоту полюса.Если мы увеличим суммарную емкость,(входной каскад ЭП)-частота полюса понизится и соответственно набег фазы увеличится.Это считается элементарно.К изменению емкости полюс очень чувствителен,а в предложенном варианте она (емкость) увеличится минимум на 10-11 пф.

Добавлено через 27 минут

TO Walter.Я когда писал в пост 20,говорил только о входной емкости первого каскада повторителя.Емкость,образующая вместе с эквивалентом нагрузки УН соответствующий полюс, определяется как - суммарная емкость параллельно включенных транзисторов каскада УН,суммарная емкость входного каскада повторителя(тоже параллельно),конструктивная (паразитная)емкость,и наконец, внешняя емкость коррекции,которой и подстраивают частоту полюса.Если мы увеличим суммарную емкость,(входной каскад ЭП)-частота полюса понизится и соответственно набег фазы увеличится.Это считается элементарно.К изменению емкости полюс очень чувствителен,а в предложенном варианте она (емкость) увеличится минимум на 10-11 пф.

Эквивалент нагрузки разумеется резистивный.

[S.G.]

Собрать два повторителя. Нагрузить их на емкость, равную емкости последующих каскадов. Снять АЧХ/ФЧХ на малом сигнале (милливольт 10), чтобы не проявлялись нелинейности. Сделать выводы.

У меня нет генератора, и я доверяю вашим выводам . Я спрашивал, как сравнить транзисторы при помощи дейташитов, если для BC556 указан ft (100МГц), а для ZVN3306 указаны емкости и крутизна, можно ли как то опиратся на такие параметры, как время включения, выключения, задержки?

[sia_2]

Опираться можно только на емкости и крутизну. Как написано в практически любом учебнике по полупроводниковым приборам, аналогом Ft биполярного транзистора для ПТ (неважно, МОП или с p-n переходом) является выражение Fc = S/(2*Pi*(Cзи+Cзс+Сси)).
Времена включения/выключения для использования в линейном режиме не показательны, особенно для биполяров - у них они вообще не связаны с частотными свойствами для линейного режима.

[Walter]

TO Walter.Я когда писал в пост 20,говорил только о входной емкости первого каскада повторителя.

И указываете емкость ~2пФ.
Это

Offтопик:
очень неплохая емкость, явно у видеоусилительных транзисторов, которых скоро днем с огнем ЭЛТ мертвы

емкость из даташитов, которая всегда указывается для Скб, т.к. в них традиционно указываются параметры для ОЭ.
В ОЭ емкость Сэб шунтируется открытым переходом ЭБ и не влияет на частотные параметры транзистора. Миллер заруливает все усиление за счет ООС с делителем Скб к Rб(ну еще и сопротивление предыдущего каскада).

В повторителе (ОК) емкость Сбэ можно смело приплюсовать к Скб, т.к. она включена последовательно с емкостью Сэб следующего, более мощного с большей емкостью, каскада.

Так что не ~2,а от ~5-7пФ. Вот с чем я встрял в дискуссию.

[antiluser]

В каскаде ОК разность потенциалов на емкости Cбэ стремится к нулю, следовательно, влияние этой емкости стремится туда же.

[Walter]

В каскаде ОК разность потенциалов на емкости Cбэ стремится к нулю, следовательно, влияние этой емкости стремится туда же.

Это если в выходной тройке ЭП применены транзисторы с увеличивающимся быстродействием.

Обычно ж 0.1А/200-300МГц->1А/50-100->15-.../2-20
И вся жизнь УМ на ВЧ превращается в сплошную перезарядку емкостей.

[antiluser]

Это если в выходной тройке ЭП применены транзисторы с увеличивающимся быстродействием.

Обычно ж 0.1А/200-300МГц->1А/50-100->15-.../2-20
И вся жизнь УМ на ВЧ превращается в сплошную перезарядку емкостей.

Конечно, при приближении к fгр. транзистора упомянутый мной эфект исчезает, но полюс, создаваемый УН, находится гораздо ниже полюса выходного повторителя, поэтому Cбэ повторителя не влияет на частоту главного среза петлевого усиления.

[S.G.]

Опираться можно только на емкости и крутизну. Как написано в практически любом учебнике по полупроводниковым приборам, аналогом Ft биполярного транзистора для ПТ (неважно, МОП или с p-n переходом) является выражение Fc = S/(2*Pi*(Cзи+Cзс+Сси)).
Времена включения/выключения для использования в линейном режиме не показательны, особенно для биполяров - у них они вообще не связаны с частотными свойствами для линейного режима.

Для ZVN3306 получается порядка 50 - 60 МГц при токе 5 мА. Для п-канального 2SJ103 при 4мА примерно столько же. Хуже, по сравнении с биполярами, но все таки вполне прилично для таких токов. На счет СЛ*а не скажу, но для "нормальных" усилителей на мой взгляд хватит. Есть еще вопросы по полевикам. Вы утверждали, что в выходном каскаде биполяры искажают меньше полевиков. Я просимулировал схемы (пост21, но с эмитернымы резисторами). Полевики ИРФ540/9540. Если включить в цепь истока ИРФ540 резистор 0.065 ома, то получается, что полевики искажают меньше, а при малых уровнях и повышеном токе покоя - до десяти раз меньше. Можете это прокоментировать?

[artos]

Так это чья разработка схемы? А то автор ветки что-то ссылается на то что схема С.Агеева.

Она похожа на Схему Товарища Агеева. Но чья конкретно схема сказать не могу.

Добавлено через 12 минут

Для ZVN3306 получается порядка 50 - 60 МГц при токе 5 мА. Для п-канального 2SJ103 при 4мА примерно столько же. Хуже, по сравнении с биполярами, но все таки вполне прилично для таких токов. На счет СЛ*а не скажу, но для "нормальных" усилителей на мой взгляд хватит. Есть еще вопросы по полевикам. Вы утверждали, что в выходном каскаде биполяры искажают меньше полевиков. Я просимулировал схемы (пост21, но с эмитернымы резисторами). Полевики ИРФ540/9540. Если включить в цепь истока ИРФ540 резистор 0.065 ома, то получается, что полевики искажают меньше, а при малых уровнях и повышеном токе покоя - до десяти раз меньше. Можете это прокоментировать?

Уважаемый товарищь S.G! А можно по подробнее привести "характеристики" обеих схем? Меня очень заинтересовал этот факт

Offтопик:
Самому почемуто очень нравится звук полевых транзисторов в выходном каскаде.Может у меня уши кривые? ...Но такие УМЗЧ на сложную АС не годятся..лезет говнецо ужасное!

[sia_2]

Для ZVN3306 получается порядка 50 - 60 МГц при токе 5 мА. Для п-канального 2SJ103 при 4мА примерно столько же. Хуже, по сравнении с биполярами, но все таки вполне прилично для таких токов. На счет СЛ*а не скажу, но для "нормальных" усилителей на мой взгляд хватит.

В принципе, если задаться целью "сделать не как у всех", то можно сделать усилитель на чем угодно, хоть на неоновых лампочках. Проблема, однако, в том, что реального выигрыша на практике нет.
Схема выходного повторителя на БТ потому и стала классической, что все остальное, что перепробовали тысячи разработчиков - в итоге оказалось хуже. Другие варианты если и применяются, то отнюдь не по техническим соображениям.

Есть еще вопросы по полевикам. Вы утверждали, что в выходном каскаде биполяры искажают меньше полевиков. Я просимулировал схемы (пост21, но с эмиттерными резисторами). Полевики ИРФ540/9540. Если включить в цепь истока ИРФ540 резистор 0.065 ома, то получается, что полевики искажают меньше, а при малых уровнях и повышеном токе покоя - до десяти раз меньше. Можете это прокоментировать?

Сравнивать надо при равном токе покоя. Кроме того, стандартная SPICE-модель ПТ очень плохо отрабатывает начальный участок, который в действительности у мощных ПТ практически экспоненциальный, причем с разными коэффициентами для p- и n-канальных.
Искажения ПТ vs БT в реальных конструкциях много раз пережеваны, см. хотя бы Селфа. Единственный реальный смысл применения МОП выходов сегодня - или экономия на выходных транзисторах (массовые полевики типа указанных выше стоят дешевле биполяров, если считать на единицу мощности), или маркетинг/получение специфического звука.
С другой стороны, идеальный усилитель в реальной жизни производителю не нужен, нужен продаваемый.

Offтопик:
Я понимаю, что у Вас еще нет опыта хождения по реальным граблям, поэтому отвечаю без оглядок на политкорректность.

В повторителе (ОК) емкость Сбэ можно смело приплюсовать к Скб, т.к. она включена последовательно с емкостью Сэб следующего, более мощного с большей емкостью, каскада.
Так что не ~2,а от ~5-7пФ. Вот с чем я встрял в дискуссию.

Это очень примитивный подход, игнорирующий роль фазовых сдвигов. На деле уже двухступенчатый повторитель гарантированно дает подъем собственной АЧХ на ВЧ, а трехступенчатый - довольно легко возбуждается сам по себе, безо всякого участия остальных частей схемы.

[S.G.]

В принципе, если задаться целью "сделать не как у всех", то можно сделать усилитель на чем угодно

Я не задаюсь задачей сделать не как у всех. Если задать ненулевое выходное сопротивление генератора (УН же не будет с нулевым сопротивлением), то по искажениям симулятор показывает преимущество ВК с полевиками в первом каскаде.

Сравнивать надо при равном токе покоя.

Я сравнивал при одинаковом токе покоя, сейчас точно не помню, примерно 0.5-0.7А. При амплитуде на выходе 1В биполяры MJL3281-1302 показали искажения 0.02%, IRF*ы при подборе резистора в цепи истокa 0.002%. При большей амплитуде разница уменьшается. Не берусь судить, на сколько соответствует реальности симулятор , но с транзисторами 2sj200-2sk1529 реально получаются очень похожие цифры.
Еще вопрос. Ваш СЛ сможет повторить не каждый, зато многие делают простенькие усилки класса А. Есть ли какие нибудь схемы класса А, по вашему мнению, достойные повторения?

[artos]

Я не задаюсь задачей сделать не как у всех. Если задать ненулевое выходное сопротивление генератора (УН же не будет с нулевым сопротивлением), то по искажениям симулятор показывает преимущество ВК с полевиками в первом каскаде.

Я сравнивал при одинаковом токе покоя, сейчас точно не помню, примерно 0.5-0.7А. При амплитуде на выходе 1В биполяры MJL3281-1302 показали искажения 0.02%, IRF*ы при подборе резистора в цепи истокa 0.002%. При большей амплитуде разница уменьшается. Не берусь судить, на сколько соответствует реальности симулятор , но с транзисторами 2sj200-2sk1529 реально получаются очень похожие цифры.
Еще вопрос. Ваш СЛ сможет повторить не каждый, зато многие делают простенькие усилки класса А. Есть ли какие нибудь схемы класса А, по вашему мнению, достойные повторения?

Очень интересно получется.... А все "хаят" полевики..

[sia_2]

Я сравнивал при одинаковом токе покоя, сейчас точно не помню, примерно 0.5-0.7А.
При амплитуде на выходе 1В биполяры MJL3281-1302 показали искажения 0.02%, IRF*ы при подборе резистора в цепи истокa 0.002%.

Вот теперь ясно. Ошибка в задании режимов предвыходного каскада или слишком высокое его выходное сопротивление - биполярные транзисторы для обеспечения малых искажений требуют достаточно низкого импеданса со стороны предвыходного каскада (и жесткого постоянства межбазового напряжения выходных транзисторов). При таком токе покоя и величине сигнала ВК гарантированно в классе А, искажения в 0.02% при токе в нагрузке меньше 1/5 режимного и сигнале в 1В - ошибка конструкции. На практике в классе А искажения выходных каскадов на типовых ПТ, получаются примерно в 2-3 раза больше, чем у правильно рассчитанной тройки на БТ, в режиме АВ - в среднем раз в 5 при равном токе покоя (из-за большей асимметрии p- и n-канальных полевиков по сравнению с БТ).
К примеру, ВК СЛ, при том, что суммарный ток покоя 12 выходных транзисторов около 1 А, на нагрузке 4 Ома имеет собственные искажения порядка 0.02...0.04% на сигнале -1 дБ от максимального (+/- 35...40В), с практически линейным убыванием по мере снижения амплитуды. Это при том, что эмиттерные резисторы там неоптимального (с точки зрения искажений) номинала.

При большей амплитуде разница уменьшается. Не берусь судить, на сколько соответствует реальности симулятор , но с транзисторами 2sj200-2sk1529 реально получаются очень похожие цифры.
Еще вопрос. Ваш СЛ сможет повторить не каждый, зато многие делают простенькие усилки класса А. Есть ли какие нибудь схемы класса А, по вашему мнению, достойные повторения?

Тут вот какая ситуация. Усилитель класса А получается приемлемым по громоздкости и энергопотреблению при мощностях только до 15 - 25 Вт. А такую (и даже бОльшую) мощность, причем при аналогичном или лучшем качестве легко обеспечивает простой в реализации усилитель на основе мощных ИС с дополнительной ООС. Ник потратил год, но довел до повторяемости такую конструкцию - см. ветку про ZD-50. С его появлением, IMHO, исчез практический смысл в изготовлении простых усилителей класса А.

[A.R.]

К примеру, ВК СЛ, при том, что суммарный ток покоя 12 выходных транзисторов около 1 А, на нагрузке 4 Ома имеет собственные искажения порядка 0.02...0.04% на сигнале -1 дБ от максимального (+/- 35...40В), с практически линейным убыванием по мере снижения амплитуды. Это при том, что эмиттерные резисторы там неоптимального (с точки зрения искажений) номинала.

У меня есть версия: все-таки в СЛ целая батарея на выходе, причем стратегически подобранная по Vbe, чтобы исключить искажения при удвоении проводимости. А если мерить одну пару полевиков vs одна пара биполяров, возможны варианты

[sia_2]

У меня есть версия: все-таки в СЛ целая батарея на выходе, причем стратегически подобранная по Vbe, чтобы исключить искажения при удвоении проводимости. А если мерить одну пару полевиков vs одна пара биполяров, возможны варианты

Нет там этого . Что касается эффекта "удвоения проводимости" - он есть что на МОП, что на БТ, и практически компенсируется правильным выбором резисторов в эмиттерных (или истоковых) цепях.

Offтопик:
Все это много лет назад "разжевано и в рот положено" у Дугласа Сэлфа, неужели трудно прочитать ?