Собираем сверхлинейный усилитель Сергея Агеева.

[Эзотехник]

Транзисторный усилитель с глубокой ООС и ОУ на входе. См. журнал "Радио" №10-12 за 1999 г. и №1,2,4-6,9-11 за 2000 г.

[sia_2]

Ну... например в УН СЛА ....
Я что-то не так себе представляю?

Ситуация очень простая: на ВЧ усиление (и эквивалентное сопротивление между эмиттерами, то есть глубина местной ООС) в обоих случаях должно быть примерно одинаковым, отсюда и линейность (на ВЧ) та же самая. Однако наличие дополнительного усиления на НЧ за счёт выключения местной ООС дросселем порождает дополнительный фазовый сдвиг выше по частоте, что и вынуждает снижать частоту единичного усиления по петле ООС. Форсирующие же цепи дают противоположный эффект, позволяя увеличить полосу действия ООС. Для усилителя в целом это оказывается важнее, чем "нагонять" петлевое усиление на НЧ, где его и так с избытком.

[Phantomas]

Однако наличие дополнительного усиления на НЧ за счёт выключения местной ООС дросселем порождает дополнительный фазовый сдвиг выше по частоте

Фазовый сдвиг в любом случае присутствует, главное, чтобы он в любой момент времени не превысил критических значений. Снизив искажения на ЗЧ они станут меньше и на ВЧ, разве это плохо?

[-UST-]

Фазовый сдвиг в любом случае присутствует

КМК, имелось ввиду то, что чем глубже фаза отклоняется, тем сложнее ее вернуть к необходимой на частоте единичного усиления. И в любом случае из-за дополнительной пары полюс-нуль будет остаточный фазовый сдвиг в этой точке - "оперативная" полоса формирования спада АЧХ сильно узкая, чтобы и усиление накрутить и фазу совсем не потерять.

[Phantomas]

КМК, имелось ввиду то, что чем глубже фаза отклоняется, тем сложнее ее вернуть к необходимой на частоте единичного усиления. И в любом случае из-за дополнительной пары полюс-нуль будет остаточный фазовый сдвиг в этой точке - "оперативная" полоса формирования спада АЧХ сильно узкая, чтобы и усиление накрутить и фазу совсем не потерять.

Ну, предположим с помощью дросселя мы накрутили усиления, запас по фазе в районе 50 градусов, запас по усилению, тоже есть, какие еще могут быть подводные камни?

[sia_2]

Ну, предположим с помощью дросселя мы накрутили усиления, запас по фазе в районе 50 градусов, запас по усилению, тоже есть, какие еще могут быть подводные камни?

Формально - для одночастотного сигнала - никаких. Для произвольного - то, что несколько снижается полоса действия ООС и ухудшается собственная линейность до охвата ООС. Ну и то, что скорость спада петлевого усиления начинает превышать скорость спада спектра продуктов искажений. Плюс надо специально принимать меры для приличного поведения при ограничении.

[Валет]

скорость спада петлевого усиления начинает превышать скорость спада спектра продуктов искажений.

Нет вопросов по спаду петлевого усиления и о влиянии не него цепей частотной коррекции. Вопросы есть по скорости спада продуктов искажений. Каскады УМЗЧ, работающие в классе А создают искажение нескольких низших порядков, широкий спектр искажений определяется искажениями ВК класса АВ с резисторами в эмиттерах транзисторов.

Искажения от эмиттерных резисторов представляют собой прямоугольные короткие импульсы. Их спектр слабо спадает до частоты обратной длительности этих импульсов. Усиление УМЗЧ с частотой падает, поэтому падает и глубина ООС. Это приводит к тому, что более НЧ составляющие спектра искажений подавляются ООС сильнее, чем ВЧ составляющие, что и является причиной восходящего спектра УМЗЧ класса АВ с ООС.

Вы же пишете о спаде продуктов искажений, не приводя никаких обоснований этому. Вполне возможно, что я ошибаюсь в процитированном посте. Приведите, плз, аргументы в пользу вашего утверждения и критику моего.
Думаю, не мне одному хотелось бы разобраться в этом.

[sia_2]

Нет вопросов по спаду петлевого усиления и о влиянии не него цепей частотной коррекции. Вопросы есть по скорости спада продуктов искажений. Каскады УМЗЧ, работающие в классе А создают искажение нескольких низших порядков, широкий спектр искажений определяется искажениями ВК класса АВ с резисторами в эмиттерах транзисторов.


Вы же пишете о спаде продуктов искажений, не приводя никаких обоснований этому. Вполне возможно, что я ошибаюсь в процитированном посте. Приведите, плз, аргументы в пользу вашего утверждения и критику моего.
Думаю, не мне одному хотелось бы разобраться в этом.

Тут всё просто. Выходной каскад СЛ сконструирован так, что на ВЧ у него выходной сигнал берется по сути с предвыходных транзисторов, работающих в классе А. Выходные же транзисторы (точнее, их параллельно включенные базо-эмиттерные переходы) выше примерно 0.6...1 МГц превращаются просто в "обходной" конденсатор. В такой ситуации всё, что требуется - это обеспечить полосу ООС, заметно бОльшую, чем частота, начиная с которой происходит это переключение источника выходного сигнала (и с которой начинается спад спектра искажений).

[Валет]

Выходной каскад СЛ сконструирован так, что на ВЧ у него выходной сигнал берется по сути с предвыходных транзисторов, работающих в классе А.

Это относится ко всем ВК, в которых предвыходной транзистор имеет лучшие частотные свойства, чем выходной. При этом совсем не обязательно ему работать в классе А, достаточно только, чтобы он закрывался после выходного (а по-другому и не может быть), чтобы подхватить сигнал при закрывании выходного. Разрыва сигнала не происходит, т.к. в классе АВ противоположное плечо открывается заранее.
Но процесс коммутации при передаче эстафеты с выходного транзистора на предвыходной происходит с уменьшением усиления (по току) в β выходного транзистора раз. Поскольку ООС компенсирует это уменьшение усиления с запаздыванием (в основном определяемым цепями коррекции по запаздыванию), возникают искажения коммутации. Описанный вами процесс просто более подробно расписывает процессы при переключении плеч, т.к учитывается и предвыходной транзистор. Но это одинаково для всех ВК с числом транзисторов в плече более одного. Во всех основной вклад в искажения коммутации создает закрывание выходного транзистора и связанное с этим резкое падение усиления ВК (практически это просто закрывание плеча).
Еще раз, это относится ко всем ВК, в том числе и к вашему, и касательно коммутационных искажений в нем принципиальных отличий нет. Они обязательно должны быть видны при корректном проведении измерений.

[begemot61]

Тут всё просто.

По видимому не всё так просто. Иначе это приводило бы к нулю, который был бы явно виден на графике петлевого усиления.А полоса петлевого усиления без проблем расширялась бы до 30-40Мгц. Вместо 2-5Мгц

[sia_2]

Offтопик:
Явный нуль передаточной функции там образоваться не может из-за того, что трехступенчатый (и даже двухступенчатый) повторитель сам по себе система довольно высокого порядка, имеющий комплексные полюса, но изменение характера АФЧХ при такой оптимизации ВК видно хорошо - формируется довольно протяженная "полка" перед резонансным пиком. Точку единичного петлевого усиления желательно располагать именно на этой "полке". Дисклаймер: симулятор здесь плохой помощник даже с моделями, "срисованными с натуры", т.к. не учитывает ряд важных в данном случае моментов, в первую очередь распределенность структуры мощных транзисторов и паразитные параметры монтажа. Для получения оптимальных результатов эти вещи требуют именно экспериментальной доводки в железе.

[Phantomas]

Offтопик:
Дисклаймер: симулятор здесь плохой помощник даже с моделями, "срисованными с натуры", т.к. не учитывает ряд важных в данном случае моментов, в первую очередь распределенность структуры мощных транзисторов и паразитные параметры монтажа.

Скрытый текст

Паразитные параметры монтажа совсем не трудно учесть в симуляторе (и даже были попытки это сделать), а распределенность структуры мощных транзисторов - это что то типа этого?

[свернуть]

[begemot61]

распределенность структуры мощных транзисторов

Нет, то что Вы нарисовали это обычная модель с несколькими паразитками. Достаточно нарисовать по нетлисту даже не слишком детальную SPICE модель полевика, приводимую производителями, чтоб получить что-то подобное. Только паразитные индуктивности они включают не всегда. Точнее, не все производители.

[BesPav]

Иначе это приводило бы к нулю, который был бы явно виден на графике петлевого усиления.

На графике петлевого это видно плохо и выражается преимущественно в виде «неустранимого элементами коррекции» сдвоенного полюса в районе 8-20 МГц(в зависимости от собственно транзисторов и их моделей). Собственно это и есть плохо различимые следы резонанса в выходном каскаде. Вот только левую сторону резонансного пика еще получается «замаскировать» за счет коррекции, а правая вполне различима после некоторой тренировки.
Более того, сам резонанс выходного каскада на графике петлевого практически не видно, надо знать что искать.

А вот на графике выходного сопротивления, как отдельно ВК, так и с замкнутой ООС, - видно очень хорошо, я же показывал:

[Andrey Orloff]

в первую очередь распределенность структуры мощных транзисторов и паразитные параметры монтажа.

ЕМНИП, тут скорее речь о том, что базы первых транзисторов III-ступени ОК и базы последних транзисторов III-ступени существенно разнесены в пространстве (разные "электрические" расстояния от источника сигнала), что уже сказывается на поведении такого ВК.

[Валет]

Для получения оптимальных результатов эти вещи требуют именно экспериментальной доводки в железе.

Напомню:

Для того чтобы эта работа была целенаправленной, а не тыком наудачу (мартышкиным трудом, по-другому), необходимо хотя бы примерно представлять направление этой экспериментальной работы.

Это направление можно понять, если вспомнить, что заявленная для СЛА частота единичного усиления по петле ООС около 6...7. МГц. Прикидки подтверждают, что к этой частоте она действительно снижается практически до единицы.

Скрытый текст

Усиление ОУ DA3 КР140УД1101 на этой частоте падает до, примерно, 2,5 раз. Примерно столько же составляет (с учетом всех корректирующих цепей) и усиление участка схемы от выхода DA3 до входа ВК. Усиление в цепи ООС (R 20,22,23,24,122,123) равно, примерно, 1/6 раза. Произведение полученных чисел и дает единичное усиление по петле ООС на этой частоте.

[свернуть]

Это означает, что частотные свойства СЛА ограничиваются не ВК, транзисторы которого в схеме с ОК (при единичном усилении) имеют полосу усиления, по крайней мере, не менее 6-7 МГц, а цепями коррекции и свойствами DA3.

Тут всё просто. Выходной каскад СЛ сконструирован так, что на ВЧ у него выходной сигнал берется по сути с предвыходных транзисторов, работающих в классе А. Выходные же транзисторы (точнее, их параллельно включенные базо-эмиттерные переходы) выше примерно 0.6...1 МГц превращаются просто в "обходной" конденсатор. В такой ситуации всё, что требуется - это обеспечить полосу ООС, заметно бОльшую, чем частота, начиная с которой происходит это переключение источника выходного сигнала (и с которой начинается спад спектра искажений).

На самом деле, если отвлечься от неработоспособности, и просто вреда от «обходного» конденсатора, частотные свойства СЛА не улучшатся, даже если полоса усиления ВК будет вообще ничем не ограничена.

Поэтому предлагаемая экспериментальная доводка будет просто мартышкиным трудом.

основной вклад в искажения коммутации создает закрывание выходного транзистора и связанное с этим резкое падение усиления ВК (практически это просто закрывание плеча).
Еще раз, это относится ко всем ВК, в том числе и к вашему, и касательно коммутационных искажений в нем принципиальных отличий нет. Они обязательно должны быть видны при корректном проведении измерений.

[Phantomas]

ЕМНИП, тут скорее речь о том, что базы первых транзисторов III-ступени ОК и базы последних транзисторов III-ступени существенно разнесены в пространстве (разные "электрические" расстояния от источника сигнала), что уже сказывается на поведении такого ВК.

Мне тоже показалось, что речь идет об этом.

[BesPav]

Это означает, что частотные свойства СЛА ограничиваются не ВК

Ну если немного подумать коммутационными искажениями головой, то вдруг обнаружится сильная зависимость положения полюса/ов ВК от тока нагрузки. Из этого должно стать понятным требование об окончательном формировании петлевого так, чтобы полюс/са ВК вне зависимости от тока нагрузки и в самом худшем случае находились по частоте существенно выше частоты единичного усиления.

[Валет]

Ну если немного подумать коммутационными искажениями головой, то вдруг обнаружится сильная зависимость положения полюса/ов ВК от тока нагрузки. Из этого должно стать понятным требование об окончательном формировании петлевого так, чтобы полюс/са ВК вне зависимости от тока нагрузки и в самом худшем случае находились по частоте существенно выше частоты единичного усиления.

Ну, если немного подумать головой, то станет ясно, что вы думали чем-то другим. И ежу понятно, что цепи частотной коррекции должным учитывать все возможные разбросы положения полюсов ВК по всем возможным причинам, в т.ч. и при изменении нагрузки, включая режим х.х., когда на выход УМЗЧ проходит практически напряжение с УН.
Также понятно (хотя и не всем), что в СЛА, как и в других УМЗЧ класса АВ

основной вклад в искажения коммутации создает закрывание выходного транзистора и связанное с этим резкое падение усиления ВК (практически это просто закрывание плеча).

[pyos]

Offтопик:

На самом деле, если отвлечься от неработоспособности

"Валет отрицает реальность", том двадцать пятый, часть восьмисотая...

[BesPav]

И ежу понятно, что цепи частотной коррекции должным учитывать

Ну раз ежу понятно это, то, наверное, должно быть понятно фундаментальное различие между цепями коррекции и нулями/полюсами выходного каскада.
Но вынужден пояснить специально для вас - первые разработчик волен выбирать по собственному разумению, тогда как последние - жестко определяются типом и режимом используемых компонентов.
Таким незамысловатым образом можно и ежа привести к несложному умозаключению, что частотные свойства усилителя ограничены именно ВК.
Но вы продолжайте, пожалуйста, познание через отрицание - тоже неплохой метод.