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.

[Валет]

Из теоретических предпосылок минимум искажений переключения выходного каскада при строгой экспоненциальности характеристик транзисторов соответствует падению напряжения на эмиттерных резисторах порядка 65% от множителя экспоненты (т.н. теплового потенциала). Для одиночных "идеальных" транзисторов это будет около 20 мВ.

Утверждение вызывает сомнение, т.к. совершенно не понятно, какие "теоретические предпосылки" имеются в виду в приведенной цитате. Не понятно также, каким схемам и каким режимам они соответствуют.

По физике работы ВК кл.АВ максимальный вклад в искажения создаются двумя главными причинами - генерацией в ВК напряжения трапеции и различием усилительных свойств плеч ВК (диспут по трапеции начиная с этого поста).
В развитие измерений, описанных в этом посте, снята зависимость искажений ВК от падения напряжения на эмиттерных резисторах ВК при изменении ТП от 18мА до 375мА. Измерения проводились на частоте 20кГц с нагрузкой 4Ом при мощности 25Вт, что близко к максимальной для подопытного усилителя (т.е. в условиях, при которых обычно они нормируются для УМЗЧ). В приложении представлены в приложении сводные материалы по этим измерениям.


Полученные материалы подтверждают характер влияния трапеции на искажения ВК и резкое увеличение коммутационных выбросов при малом ТП. Никакого влияния на искажения ВК т.н. теплового потенциала не обнаруживается.
Подробнее: https://yadi.sk/d/K8R95lWTqrxqg?w=1 > папка 6 > папка 8.1

[BesPav]

подопытного усилителя

А надо "подопытного ВК".

Впрочем все уже сделано полвека назад.
Со стр. 11 начиная:
1971-02.pdf

[Валет]

Впрочем все уже сделано полвека назад.
Со стр. 11 начиная:
1971-02.pdf

Нет, не все. Для начала ознакомьтесь с классами усиления
В предлагаемой статье речь идет а каскадах кл.В, а не кл.АВ. Нелепо было бы говорить о работе каскада кл.В с разными ТП. Кроме того, рассматривается работа только при разнице статических β плеч ВК и даже не упоминаются динамические свойства ВК, зависящие от частотных свойств плеч и от их разницы.

[BesPav]

Для начала

Для начала признайте, что вы не поняли о каких условиях измерения искажений была речь.

а не кл.АВ

Нелепо говорить о классе АВ.
Отсечка либо есть, либо нет.

[Валет]

Для начала признайте, что вы не поняли о каких условиях измерения искажений была речь.

Так поясните, чтобы мы разговаривали на одном языке.

Отсечка либо есть, либо нет.

Опять не понятно. О какой отсечке вы говорите?

[shkal]

[mellowman]

https://youtu.be/WZMWKNEJCK0

Один и тот же танец, но зато как по расписанию

[Эзотехник]

Offтопик:
Если графики выступлений на календарь полнолуний наложить, 99% корреляция будет?
"Проанализировав даты госпитализации по скорой в клинику Калвари Матер Ньюкасл, исследователи установили, что 23 процента тяжелобольных поступают в полнолуние. Пациенты дерутся с персоналом, брыкаются, плюются. А вот более легкие случаи расстройств не связаны с фазами Луны." https://ria.ru/20181123/1533306020.html
Для 3-х дней 28-дневного месяца это немалый выброс.

[Валет]

В стандартной "тройке" выходных транзисторов, меняя ток покоя и контролируя спектр, я реально наблюдал уменьшение гармоник при нагрузке 4 Ома. Амплитуда была порядка 10 В. На однотональном сигнале оставалась только вторая гармоника в пределах видимости 80 dB. Резисторы в эмиттерах были 0,1 Ом, ток покоя составил около 35-40 мА. Однако на слух звучание оказалось жестким по верху диапазона. При увеличении тока покоя до 200 мА звук ВЧ стал более натуральным.
Что происходит в истоковом повторителе в классе В-АВ? Тепловая константа для полевиков существенно больше. По приборам я вижу больше гармоник, на слух - звук яснее и натуральнее.
Парадокс.

Такое поведение характерно для ВК в классе АВ. При увеличении тока покоя увеличивается размах трапеции и увеличивается Кг за счет НЧ гармоник. При уменьшении тока покоя в полный рост встает проблема раздрая в усилительных (включая частотные) свойствах транзисторов плеч ВК, что приводит к увеличению Кг за счет ВЧ гармоник. Это проявляется под нагрузкой, особенно при напряжении на выходе близком к максимальному.

Это подтверждается и приведенными осциллограммами. Измерены искажения ВК при токах покоя 375мА, 140мА и 45мА. Они показаны в левой колонке осциллограмм. Эти искажения имеются на выходе как безоосного УМЗЧ, так и УМЗЧ, в котором ВК исключен из петли ОООС .
В правой колонке показаны эти же искажения на выходе УМЗЧ, охваченного ОООС глубиной 80дБ, имеющего скорость нарастания 45В/мкс. Видно, что хорошо подавлены низкочастотные компоненты искажений ВК, а их ВЧ компоненты или вообще не подавлены, или подавлены слабо. Понятно, что это объясняется уменьшением глубины ОООС с ростом частоты. Видно также, что с уменьшением тока покоя при уменьшении общих искажений ВК их ВЧ составляющие, определяющие жесткость, «транзисторность» звучания, увеличиваются. Неудивительно поэтому, что звук яснее и натуральнее при бОльших общих искажениях, соответствующих меньшему уровню ВЧ гармоник. Так что никакого парадокса нет.


Подробнее https://yadi.sk/d/K8R95lWTqrxqg?w=1 > папка 6 > папки 8 и 8,1.

[audiomun]

Offтопик:
Имхо, для глубины ОООС в 80 дБ - неважнецкая картинка, это с какого УМЗЧ ...?

[dekko]

audiomun, дык это ж усь Валета

[Валет]

Из теоретических предпосылок минимум искажений переключения выходного каскада при строгой экспоненциальности характеристик транзисторов соответствует падению напряжения на эмиттерных резисторах порядка 65% от множителя экспоненты (т.н. теплового потенциала). Для одиночных "идеальных" транзисторов это будет около 20 мВ.

Кто-нить знает, о каких теоретических предпосылках идет речь? Очень не стыкуются они с моей практикой.
Из осциллограмм в моем посте от 03.08.2020, 18:03 следует, что минимум искажений переключения ВК (автономно) достигается при падении напряжения на Rэ где-то в промежутке между 9мВ и 3,6мВ.
Из осциллограмм в посте от 13.09.2020, 20:31 следует, что минимум искажений ВК в составе усилителя с ОООС получен при падении напряжения на Rэ, равном 75мВ, и можно ожидать, что при дальнейшем его увеличении искажения будут еще меньше.
Что не так? А может причина в том, что режимы измерения должны быть какие-то особые? Или реальные транзисторы сильно отличаются от одиночных «идеальных»? У меня в ВК применены именно одиночные транзисторы (КТ830,831,818,819).

[audiomun]

А может причина в том, что режимы измерения должны быть какие-то особые?

Или причина в том, например, что в ваших случаях в разы отличаются номиналы резисторов Rэ ...

[Chaa]

Что не так?

По вашим картинкам хорошо видны выбросы при переключении плеч. Эти выбросы, если нет ООС, как у вас написано, зависят от индуктивности цепей коллекторов и эмиттеров выходных транзисторов, то есть от конструктивного исполнения. Логично, что при увеличении тока покоя выбросы увеличиваются, так как энергии в индуктивности запасено больше.

[BesPav]

Что не так?

На картинках от 03.08 хорошо видно, что существенно меняется длительность помехи, а соответственно и её полоса. Надо думать, что в составе полного усилителя помеха подавляется пропорционально глубине ООС и относительно низкочастотная помеха при бОльшем токе покоя подавляется лучше.

[sia_2]

На картинках от 03.08 хорошо видно, что существенно меняется длительность помехи, а соответственно и её полоса. Надо думать, что в составе полного усилителя помеха подавляется пропорционально глубине ООС и относительно низкочастотная помеха при бОльшем токе покоя подавляется лучше.

Это все уже перетирали много лет назад. https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2517242.

Offтопик:
"Физических" источников того, что по привычке называют "коммутационными искажениями" - несколько, причем "статическая" нелинейность, даже "ступенька" - самая безобидная и легко устраняемая. А "острые выбросы" возникают в основном из-за торможения нарастания/спада токов из-за паразитных индуктивностей и/или неуместного применения местных ООС в двухтактном каскаде, например, когда используются отдельные местные петли ООС для каждого плеча (как это было практически во всех "усиливающих" выходных каскадах, см. тот же приснопамятный "Бриг"), и плечи при этом работают в АВ. Динамические артефакты при переключении плеч при этом гарантированы - т.к. при каждом переключении разрывается одна петля местной ООС и включается другая. Влияние же паразитных индуктивностей хорошо заметно было еще на ламповых усилителях в АВ, собственно, первые (известные мне) наглядные осциллограммы "коммутационных искажений" были приведены в отчете о проектировании мощного модулятора для АМ радиостанции в конце 1930-х годов.

[ViktKors]

Кто-нить знает, о каких теоретических предпосылках идет речь? Очень не стыкуются они с моей практикой.

Дело исключительно в Вашей практике.
Вы ведь сами говорили, что ВК у Вас очень.. своеобразный.
Это ведь Ваша картинка?

Скрытый текст

[свернуть]

Насколько я вижу, это Шиклаи.

Так это древняя засада. И критиковать обычные ВК на повторителях основываясь на "шиклаевском" опыте - это не очень корректное занятие.

Писать лень, давайте я Вам ответ нарисую.
Вот сравнение Вашего ВК ("Val") с обычным ("Norm" - нормальным):

Вверху - погрешность, которую вносит каскад. Понятно, что у Шиклаи выходное сопротивление ниже, ну и амплитуда погрешности чуть меньше. Но важна не амплитуда погрешности, а ее линейность. Ее конечно можно рассмотреть и на графике (как отклонение от синусоиды), но проще оценить как нелинейность выходного сопротивления.
Поэтому на нижнем графике приведено выходное сопротивление в зависимости от тока.
Все вроде как типично - пока открыты оба плеча, у Шиклаи выходное сопротивление вдвое ниже. Нелинейность видна явно (примерно 0.1 Ома, для нагрузки 4 Ома - 2.5 %).
В обычном ВК (в недалеком от оптимума режиме) - такого провала импеданса нет. Потому как возрастает вклад rэ_дифф. Но нелинейность конечно есть, где-то вдвое меньше. И стоит заметить, что изменение выходного сопротивления куда более плавное (более "гладкая" нелинейность), ее коррекция посредством ООС не обязательно должна быть "супербыстрой".

Только это симуляторная лирика. О практике не будем, но чуток реализма ("меньше минимума"!) можно добавить и в симулятор.
То как это было нарисовано выше - это при идеальном УН. А в реальности (даже после дополнительного умощняющего каскада с ОК между УН и ВК) ВК раскачивается совсем не идеальным источником напряжения.
Увеличим импеданс источника и посмотрим:

Ну у нормального ВК практически ничего не поменялось.
А вот то, что выдал Шиклаи, имхо, словами описывать бессмысленно. Для того, чтоб это выправить посредством ООС (помимо действительно дураццкой скорости нарастания) нужно еще.. много чего нужно. Даже не знаю, какова должна быть мотивация, что пытаться реализовать такой ВК корректно. Особенно если учесть, что показана частота 100 Гц, и никаких непотребств, упомянутых чуть выше еще и в помине нет.

[sia_2]

Дело исключительно в Вашей практике.
Вы ведь сами говорили, что ВК у Вас очень.. своеобразный.
Это ведь Ваша картинка?

Скрытый текст

[свернуть]

Насколько я вижу, это Шиклаи.

Так это древняя засада. И рассуждения про ВК на повторителях тут не очень в тему.

Писать лень, давайте я Вам ответ нарисую.
Вот сравнение Вашего ВК с обычным:

Вверху - погрешность, которую вносит каскад. Понятно, что у Шиками выходное сопротивление ниже, ну и амплитуда чуть меньше. Важна не амплитуда погрешности, а ее линейность.
Поэтому на нижнем графике - выходное сопротивление в зависимости от тока.
Все вроде как типично - пока открыты оба плеча, у Шиклаи выходное сопротивление вдвое ниже. Нелинейность видна явно.
А в обычно каскаде в режиме недалеко от оптимума - такого провала импеданса нет. Потому как возрастает вклад rэ_дифф.
Причем, изменение выходного сопротивления куда более плавное (более "гладкая" нелинейность)

Только это симуляторная лирика. О практике не будем. Но чуть реализма (реально меньше минимума) можно добавить и в симулятор.
То как это было нарисовано выше - это при идеальном УН. А в реальности (даже после дополнительного умощняющего каскада с ОК между УН и ВК) ВК раскачивается совсем не идеальным источником напряжения.
Посмотрим:

Ну у нормального ВК практически ничего не поменялось.
А вот то, что выдал Шиклаи, имхо, словами описывать бессмысленно. Для того, чтоб это выправить посредством ООС помимо действительно дураццкой скорости нарастания нужно еще.. Даже не знаю, какова должна быть мотивация, что пытаться реализовать такой ВК корректно. Особенно если учесть, что это частота 100 Гц, и никаких непотребств, упомянутых чуть выше еще и в помине нет.

Это известные грабли, в частности, и по этой причине на практике стараются по возможности избегать делать двухтактные выходные каскады на Шиклаи. Похожая проблема возникает при построении Rail-to-rail выходных каскадов, но там немного легче благодаря возможностям интегральной технологии и схемотехники (быстрые транзисторы, практически нет паразитных индуктивностей, причем транзисторы хорошо согласованные и их количество экономить не надо).

[audiomun]

композит Валета_(finish)(1).pdf

Это известные грабли, в частности, и по этой причине на практике стараются по возможности избегать делать двухтактные выходные каскады на Шиклаи.

Всё верно, кстати, композит Валета достаточно подробно, в том числе и в части недостатков(большие КИ) выхода на Шиклаи, был персонально исследован А.Петровым ещё в январе 2017 г ...

[Валет]

Или причина в том, например, что в ваших случаях в разы отличаются номиналы резисторов Rэ ...

Измерении Кг УМЗЧ по наиболее употребительным методикам производится при мощности, близкой к максимальной. В УМЗЧ кл.АВ основные искажения при этом вносит ВК с его переключением плеч и они в значительной степени предсказуемы, подробно см.: https://yadi.sk/d/K8R95lWTqrxqg?w=1 > папка 6 > папка 3 > файл 1.
Что же касается искажений, о которых писал Sia_2, то по ним никакой ясности нет, возможно, просто имеет место недопонимание и перенос каких-то положений теории в область (в данном случае Кг ВК), где они неприменимы.
Пока не будет ясности

о каких теоретических предпосылках идет речь

ваше предположение не может быть ни подтверждено, ни опровергнуто.

По вашим картинкам хорошо видны выбросы при переключении плеч. Эти выбросы, если нет ООС, как у вас написано, зависят от индуктивности цепей коллекторов и эмиттеров выходных транзисторов, то есть от конструктивного исполнения. Логично, что при увеличении тока покоя выбросы увеличиваются, так как энергии в индуктивности запасено больше.

Индуктивности цепей коллекторов и эмиттеров выходных транзисторов при более-менее грамотном конструировании настолько малы, что никакого влияния на искажения ВК не оказывают.

На картинках от 03.08 хорошо видно, что существенно меняется длительность помехи, а соответственно и её полоса. Надо думать, что в составе полного усилителя помеха подавляется пропорционально глубине ООС и относительно низкочастотная помеха при бОльшем токе покоя подавляется лучше.

Так и есть. Это хорошо видно на картинке от 13.09 в правой колонке: в искажениях в составе полного усилителя с ОООС относительно низкочастотная помеха почти не видна, тем более если учесть наличие искажений у ЗГ и неточную балансировку 2-Т фильтра. Хорошо видна только ВЧ составляющая Кг. Кстати, хотя она в наибольшей степени определяет слышимое качество звучания, именно она игнорируется при измерениях Кг, т.к. большая часть ее спектра лежит за пределом возможностей используемых средств измерения. Вот пример:

Audio Precision мерит не THD (коэффициент гармоник), а THD+N, то есть сумму гармоник и шума. При этом полосу, в которой мерится шум (и гармоники) можно выставлять 22, 80 и 200 кГц. Я при измерениях ставил максимум - 200 кГц, чтобы учесть и высшие гармоники.

Это все уже перетирали много лет назад. https://forum.vegalab.ru/showthread.p...=1#post2517242.
Offтопик:
"Физических" источников того, что по привычке называют "коммутационными искажениями" - несколько,

В вашем стареньком СЛ законы физики не работают?
С базовым источником КИ можно ознакомиться https://yadi.sk/d/K8R95lWTqrxqg?w=1 > папка 6 > папка 3 > файл 1. Видно, что возникновение КИ определяется самим принципом работы ВК кл.АВ.
PS. Хорошо было бы ознакомиться со схемой и режимами вашего старенького СЛ, с составом аппаратуры, схемой, методикой, режимами проведенных измерений. Ошибки были и у признанных светил науки.

Offтопик:
Ваши «физические» источники – это уже частности.

Дело исключительно в Вашей практике.
Вы ведь сами говорили, что ВК у Вас очень.. своеобразный.
(...)Писать лень, давайте я Вам ответ нарисую.
Вот сравнение Вашего ВК ("Val") с обычным ("Norm" - нормальным)
(...)А вот то, что выдал Шиклаи, имхо, словами описывать бессмысленно. Для того, чтоб это выправить посредством ООС (помимо действительно дураццкой скорости нарастания) нужно еще.. много чего нужно.

Это известные грабли

С физикой возникновения КИ можно ознакомиться по приведенной выше ссылке. Описание ведется безотносительно к схеме ВК и справедливо для любых ВК кл.АВ. Оно ничем не отличается и для самых простых, однокаскадных ВК. Тонкости в различиях ВК не влияют на причину КИ, это простая физика. Ваши рассуждения – выстрел в пустоту.
PS. Если писать не лень, что Вы подразумеваете под дурацкой скоростью нарастания?

композит Валета достаточно подробно, в том числе и в части недостатков(большие КИ) выхода на Шиклаи, был персонально исследован А.Петровым ещё в январе 2017 г ...

Нашли тоже авторитета! К тому же его «исследование» не соответствует измерениям. Вспомните также про сравнение с усем Профетмастера еще летом 2017г.


Опять свернули на мой усилитель А про наших баранов-то забыли. .

Никакого влияния на искажения ВК т.н. теплового потенциала не обнаруживается.

Есть аргументированные опровержения?

с уменьшением тока покоя при уменьшении общих искажений ВК их ВЧ составляющие, определяющие жесткость, «транзисторность» звучания, увеличиваются. Неудивительно поэтому, что звук яснее и натуральнее при бОльших общих искажениях, соответствующих меньшему уровню ВЧ гармоник. Так что никакого парадокса нет.

Согласны, что парадокса нет?

---------- Сообщение добавлено 19:45 ---------- Предыдущее сообщение было 18:40 ----------

Хочу внести ясность. Осциллограммы получены на первом варианте моего усилителя. Его существенное отличие – сопротивление Rэ = 0,2Ом (а не 0,04Ом, как в окончательном). В параметрах это проявляется в 4-5 раз большем уровне ВЧ составляющих в Кг (т.е. большем уровне коммутационных импульсов). Все остальные параметры, включая НЧ составляющие в Кг практически одинаковы.