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.

[EDDiE]

Offтопик:
Если бы тройка ВК WP2k6 была нестабильной только у меня, тогда ещё можно было бы сказать, что это я такой сборщик неумелый, но, в ветке про сборку и настройку усилителя WP2006 полно таких отзывов от разных людей

[Валет]

Ветка про СЛА, давайте вернемся к теме. Вопрос был о ВК и непонятках по его свойствам.

на частотах выше 1 МГц он имеет коэффициент передачи больше 1, и на ~15 МГц даёт пик +7...9 дБ. Вид и величина этого подьема управляются выбором типов транзисторов и базовыми резисторами в выходном каскаде, настройка достаточно тонкая, настраивается только в реальном железе, симулятор в этом отношении без очень хитрых моделей сильно врет.

Как вы объясните работу ВК при коэффициенте передачи больше 1, если при этом эмиттерные переходы входящих в него транзисторов смещены в запирающем направлении разницей напряжений между эмиттером выходного транзистора и базой первого?

Ведь это означает отсутствие тока в базы транзисторов ВК, вследствие чего не может быть тока и на его выходе. Получается абсурд: напряжение на нагрузке в таком режиме имеется при отсутствии в ней тока.

Пока этот вопрос.

[sia_2]

Ну конкретно этот вопрос - образование ВЧ подъёма АЧХ у повторителей - общеизвестный среди разработчиков аналоговых микросхем факт, отраженный как в учебниках, так и в документации серийных микросхем. Другое дело - методы борьбы с этим явлением, тут разные варианты, от "лобовой" закорачивающей RC на выходе до скрупулёзно подбора типов транзисторов по сочетанию Rb/Ft/Ckb/SOA в каждой ступени, выбора их режимов и подбора гасящих резисторов в базовых цепях.
Впрочем, если копнуть поглубже, данное явление известно ещё для катодных повторителей, даже вопрос на экзамене для студентов задавался

[RaSa]

Offтопик:
Если бы тройка ВК WP2k6 была нестабильной только у меня, тогда ещё можно было бы сказать, что это я такой сборщик неумелый, но, в ветке про сборку и настройку усилителя WP2006 полно таких отзывов от разных людей

OFFtop/Схема "Девила" нормально работает на тех деталях, что указаны в схеме сборки, если не паленка комплектуха. Сейчас в наличии ВВС-2011, 2015, Сталкер, и на стапселе ностальгический проект ВП2006 на платах от Вериса, не жужжит ни один.

[Валет]

общеизвестный среди разработчиков аналоговых микросхем факт, отраженный как в учебниках, так и в документации серийных микросхем.

А разработчики аналоговых транзисторных схем, как объясняют они наличие тока на выходе обычного эмиттерного повторителя при запертом эмиттерном переходе (т.е. при отсутствии тока в базу)?

[-UST-]

Offтопик:
Сергей Игоревич, сдавайтесь!

[sia_2]

Если кто-то собрался оспаривать некоторый неоднократно документированный, то есть реально существующий, но неочевидный (для оспаривающего) на первый взгляд эффект, на том основании, что "этого не может быть", то это из разряда "камни не могут падать с неба, ибо им там неоткуда взяться".

Offтопик:
Эмиттерный переход открыт за счёт падения динамического тока базы на Rb и выходной индуктивности предыдущей ступени. Вечных двигателей ещё не изобрели.

[Валет]

неочевидный (для оспаривающего) на первый взгляд эффект,

А неоспаривающий, для которого эффект очевиден, может в конце концов объяснить его (хотя бы ссылкой на учебник)?
Ведь речь идет о работе его УМЗЧ.

Эмиттерный переход открыт за счёт падения динамического тока базы на Rb и выходной индуктивности предыдущей ступени. Вечных двигателей ещё не изобрели.

Напряжение на выходе ЭП отличается от входного на запирающее напряжение Э-Б. Как в этих условиях может быть открыт эмиттерный переход? При чем здесь динамический ток базы? И вообще, что это такое?
Это возможно, но не в ЭП, а в автогенераторе, когда напряжение на колебательном контуре поддерживается импульсами тока эмиттера при усредненном напряжении эмиттера выше того, что на базе. ВК в СЛА работает в режиме автогенерации?

[sia_2]

Так, первый вопрос задавался по поводу самой возможности существования ВЧ подъёма коэффициента передачи составного эмиттерного повторителя выше 1.
Ответ на него - это в первую очередь экспериментальный факт. Он отражен даже в даташитах серийных микросхем, соответственно, отрицать его - по меньшей мере неконструктивно.
Во вторую очередь - это следствие наличия высших полюсов (и нулей) фактической передаточной функции транзистора как распределенной структуры. Основную роль играет распределенность Rb и Ceb.

Второй вопрос - а за счёт чего этот подьем создается.
Немного упрощая - за счёт того, что выходной импеданс повторителя на ВЧ имеет индуктивный характер, и ёмкость нагрузки (т.е. входная ёмкость следующей ступени) образует колебательный контур из "проходной" индуктивности и ёмкости после нее на общий провод. Добротность этого контура можно менять, включая последовательно с индуктивностью сопротивление.

[Валет]

это в первую очередь экспериментальный факт
....
за счёт чего этот подьем создается.
Немного упрощая - за счёт того, что выходной импеданс повторителя на ВЧ имеет индуктивный характер,

То, что вы делаете ударение на экспериментальной регистрации эффекта увеличения усиления в ЭП и именно в микросхемах, означает, что вы не можете объяснить механизм этого увеличения с пиком +7...9 дБ на ~15 МГц в ВК СЛА. Перечисление различных параметров транзисторов без подробного объяснения их влияния дела не меняет.

Но вопрос можно закрыть, если вы подробно ответите на вопросы

- Как измерить этот пик, каким образом осуществляется его тонкая настройка? Как влияют на него разброс параметров транзисторов ВК и особенности монтажа в реальном железе?

- Что вы посоветуете по настройке ВК в реальном железе тем, кто повторяет ваш усилитель?

После того, как ваши утверждения тоже станут экспериментальным фактом, вопросов больше не останется.

По моему мнению измерить этот пик можно, если подцепить измерители, - первый к базе первого транзистора ВК СЛА, второй - к точке соединения эмиттерных резисторов. Обнаружить увеличение усиления ВК в 2-3 раза к частоте 15 МГц не составит проблем.

PS.О свойствах эмиттерного повторителя на ВЧ:

полоса пропускания эмиттерного повторителя увеличивается с возрастанием R_н (…) Практически даже при не очень больших сопротивлениях нагрузки происходит столь существенное расширение полосы, что в области достоверных частотных свойств повторитель имеет частотную характеристику, близкую к идеальной.

Для эмиттерного повторителя, используемого в качестве выходного каскада, представляет интерес случай работы его на большую ёмкость (отрезок несогласованного кабеля, ёмкость нагрузки и т.п.) (…) подъём в частотной характеристике появляется только в том случае, если значение ёмкости С_н лежит в некотором интервале. Вне его частотная характеристика остаётся монотонной.

PPS.

Рост напряжения на выходе эмиттерного повторителя из-за влиянию индуктивности эмиттера имеет место только при наличии емкостной составляющей нагрузки (стр.112), чего нет в СЛА. В нем емкость нагрузки отсекается дросселем L1.

[xopc]

По моему мнению измерить этот пик можно, если подцепить измерители, - первый к базе первого транзистора ВК СЛА, второй - к точке соединения эмиттерных резисторов. Обнаружить увеличение усиления ВК в 2-3 раза к частоте 15 МГц не составит проблем.

Для этого достаточно LTSpice, довольно интересная штука приобщайтесь, с вашими познаниями освоить не составит труда.

[sia_2]

Повторитель трехступенчатый, и с увеличивающейся мощностью (а соответственно, и входными емкостями) каждой последующей ступени.
Основной подъем АЧХ происходит в точке соединения второй и третьей ступени, "контур" образовывается выходной индуктивностью второй ступени и входной ёмкостью третьей. Дроссель в выходной RLC обеспечивает высокоомную на ВЧ нагрузку, чтобы работал эффект прямого прохождения сигнала через ёмкости базо-эмиттерные выходных транзисторов. Вот собственно, и вся физика процесса.
Индуктивный характер выходного импеданса для двухступенчатого повторителя, работающего от ёмкостного источника, вызван тем, что коэффициент усиления тока в каждой ступени падает с частотой примерно как 6 дБ/октава. На выходе первой ступени этот эффект уравновешивается понижением импеданса источника (корректирующей ёмкости и паразитных емкостей на выходе УН), но на выходе второй, начиная с частоты ~Ft/h21э, мы получаем эквивалент индуктивности. Вот он и даёт резонанс с суммарной ёмкостью Cкб последней ступени.
И да, отладка этого узла делается именно так, как предложено - измерением АЧХ/ФЧХ в разных точках, на входе и на выходе ВК.
Симуляторная модель, кстати, тоже даёт качественно похожую картину, просто количественная точность (т.е. совпадение частоты, высоты и формы подъёма АЧХ) без тщательной подгонки моделей получается не очень хорошей, поэтому на практике это всё приходится доводить экспериментально. Но повторяемость после доводки на конкретных типах транзисторов достаточно хорошая, так как разбросы ёмкостей и Ft у качественных транзисторов одного типа и изготовителя невелики, процентов 10.
Критичны в данном случае Ft транзисторов первых двух ступеней и ёмкости выходных.

[Валет]

Для этого достаточно LTSpice, довольно интересная штука приобщайтесь, с вашими познаниями освоить не составит труда.

настройка достаточно тонкая, настраивается только в реальном железе, симулятор в этом отношении без очень хитрых моделей сильно врет.

Повторитель трехступенчатый, и с увеличивающейся мощностью (а соответственно, и входными емкостями) каждой последующей ступени.
Основной подъем АЧХ происходит в точке соединения второй и третьей ступени, "контур" образовывается выходной индуктивностью второй ступени и входной ёмкостью третьей.

Если такой подъем приводит к усилению ВК более единицы, то напряжение на выходе ВК (в точке соединения эмиттерных резисторов) становится больше напряжения на базе первого транзистора тройки, что приводит к немедленному закрыванию первого, а за ним второго и третьего транзисторов тройки. После восстановления исходного режима процесс повторяется. Это означает, если ваше предположение верно, что ВК является генератором релаксационных колебаний.

ВК в СЛА работает в режиме автогенерации?

[sia_2]

Если бы транзисторы закрывались, это было бы очень хорошо - нельзя было бы спалить выходной каскад
Описание, которое я выше привел, оно качественно верное (образование резонанса), но немного упрощено. Реальная физика явления более сложная, в частности, напряжение на входе повторителя тоже возрастает, т.к. на частотах вблизи резонанса активная часть его _входного_ сопротивления становится отрицательной. Плюс к этому играют роль частотные зависимости Rb транзисторов и индуктивности монтажа.

[Валет]

Описание, которое я выше привел, оно качественно верное (образование резонанса), но немного упрощено. Реальная физика явления более сложная,

Мне надоело опровергать все новые и новые ваши измышления. Поэтому диспут прекращаю.

Но вопрос можно закрыть, если вы подробно ответите на вопросы

- Как измерить этот пик, каким образом осуществляется его тонкая настройка? Как влияют на него разброс параметров транзисторов ВК и особенности монтажа в реальном железе?
- Что вы посоветуете по настройке ВК в реальном железе тем, кто повторяет ваш усилитель?

После того, как ваши утверждения тоже станут экспериментальным фактом, вопросов больше не останется.

[BesPav]

Мне надоело опровергать все новые и новые ваши измышления. Поэтому диспут прекращаю.

Наконец-то!

Offтопик:
Но надо отметить - силён, силён! Завсегда можно фору давать!

[dekko]

Offтопик:
та не прекратит он

[begemot61]

То, что вы делаете ударение на экспериментальной регистрации эффекта увеличения усиления в ЭП

Блин, вашу ма...у, в любом учебнике расписана формула К передачи повторителя. Из простейшей модели с учётом ёмкостей.
Причём не важно даже на чём именно он реализован, на биполяре, полевике или лампе.
Если Вам доступно понятие полюса передаточной функции, то в передаточной функции на ВЧ по крайней мере 2 полюса (на самом деле их больше).
При определённом соотношении этих полюсов и соответствующих выходном импедансе предыдущего каскада и нагрузки...
Надеюсь дальше продолжать не стоит? Откройте модель, ну хотя бы Эберса-Молла...
Вот график только они забывают привести, полагая что те кто это читают знают что из себя представляет квадратичный полином.
Что Вам и попытался на пальцах обьяснить Сергей.
Мало того, при некоторых видах выходного импеданса эмиттерный повторитель начинает генерить.
Что прекрасно моделируется в любом симуляторе



http://www.audio-perfection.com/foru...ead.php?tid=82

[Валет]

Так, первый вопрос задавался по поводу самой возможности существования ВЧ подъёма коэффициента передачи составного эмиттерного повторителя выше 1. Второй вопрос - а за счёт чего этот подьем создается.
...
Второй вопрос - а за счёт чего этот подьем создается.
Немного упрощая - за счёт того, что выходной импеданс повторителя на ВЧ имеет индуктивный характер, и ёмкость нагрузки...

Необходимо учитывать еще, что ВК СЛА является двухтактным эмиттерным повторителем и что, если вдруг и возникает (по любой причине, например, при измерении выходного сопротивления ЭП) на его выходе напряжение, отличное от входного, то другое плечо ВК, открывается и ликвидирует перекос.

в любом учебнике расписана формула К передачи повторителя. Из простейшей модели с учётом ёмкостей...

Зачем ломиться в открытую дверь? Всем известно, что

при некоторых видах выходного импеданса эмиттерный повторитель начинает генерить.

что это зависит от и от импеданса источника сигнала ЭП, что разработчики учитывают возможность этого и принимают соответствующие меры. Так в микросхемах повторителей LME49600 и BUF634, которые приводил в пример sia_2, на входе имеются антипаразитные резисторы, ослабляющие влияние реактивностей на входе на работу повторителя.

Что Вам и попытался на пальцах обьяснить Сергей.

Вместо ответа на вопросы в посте (#3175) Сергей на пальцах пришел к выводу, что в его ВК

Реальная физика явления более сложная, в частности, напряжение на входе повторителя тоже возрастает

Что означает отказ от его первоначального утверждения усилении ВК в СЛА более единицы.

Откройте модель, ну хотя бы Эберса-Молла.

Никто и не сомневается, что вы слышали о этой модели.

[bukvarev]

Итак, ВК - тройка. Использована старая плата, один из первых прототипов усилителя MW. На ней когда-то отрабатывал ВК

Первая пара - 2SA1540+2SC3955. Сопротивления в базах по 100 Ом, сопротивление в эмиттерах - 110 Ом. Ток покоя - 21 мА.
Вторая пара, сдвоенная - 2х(mje15034+mje15035) Сопротивление в базах - варьировалось. Либо 15 Ом, либо - 51 Ом. Сопротивление в эмиттерах каждой пары - 13 Ом. Ток покоя каждой пары - 88 мА.
Третья пара - NJW3281A+NJW1302A. Сопротивление в базах - по 1 Ом, ток покоя - 50 мА.

Сопротивление нагрузки - 10 Ом (зеленый резистор на фото). Выходное сопротивление генератора (Г4-102) - 50 Ом.

1. Измерения для случая резисторов в базах второго каскада ВК, равных 15 Ом (более выраженный резонанс).


2. Измерение для случая резисторов в базах второго каскада ВК, равных 51 Ом (менее выраженный резонанс, но ценой увеличения вносимого фазового сдвига).


Видно, что при менее удачной настройке, резонансный выброс на выходе достигает уровня +10 дБ.
При более удачной - +6 дБ. В обоих случаях, суммарный коэффициент передачи ВК больше 1. Частота максимума - около 17 МГц. Полоса усиления - около 24 МГц.

Если установить все 4 выходные пары, и поставить правильные базовые резисторы, то резонанс практически отсутствует. Полоса - порядка 15 МГц.
Демонстрировать работу с 4 парами не буду, т.к. транзисторы в эту макетку запаивать не планирую. Они нужны для более полезных вещей, чем что-то доказывать Валерию.

ЗЫ. Что там происходит покаскадно с переходами б-э - пусть Валерий и разбирается сам. Опровергает или подтверждает собственные предположения. Хоть на пальцах, хоть на чем..