Тайна простого повторителя.

[Alex Nikitin]

Время от времени на этом форуме, как и в других местах, возникает практически уже вечный спор: на что лучше нагружать выходной эмиттерный/истоковый повторитель - на источник тока или на простой резистор?

Разумеется, на источник тока, говорят одни - при этом значительно увеличивается линейность и нагрузочная способность. И это действительно так - при использовании ИТ уменьшаются искажения, увеличивается максимальное неискажённое напряжение на нагрузке.

Но при нагрузке на резистор звучание значительно приятнее, говорят другие, на что первые отмахиваются - это вам просто увеличенные искажения однотактного каскада нравятся.

Я для себя выяснил довольно давно, что в малосигнальных применениях без общей ООС нагрузка на резистор действительно приводит к выигрышу в звучании. Действительно ли субъективное улучшение качества связано только с увеличением "приятных" нелинейных искажений? Или есть ещё что-то, что может объяснить это улучшение вполне прозаическим образом?

Я собирался написать на эту тему довольно давно, но всё как-то руки не доходили. На самом деле есть вполне физически понятный механизм, который влияет на звучание повторителя. Давайте сравним два простейших каскада - повторитель с нагрузкой на ИТ и повторитель с нагрузкой на резистор, как на схеме. Питание 20В, ток коллектора каждого транзистора 10мА, то есть режимы покоя идентичны. Что же происходит при наличии сигнала? На входе - 1000 Гц, размах 2В (то есть примерно 0,7 В эфф). График показывает зависимость мгновенной мощности рассеивания транзисторов от времени, то есть фактически от сигнала. Результат довольно любопытен - в этом случае для каскада с резистором в нагрузке амплитуда изменения рассеиваемой мощности почти в 20 (!) раз меньше, чем для каскада с ИТ, при этом частота изменений вдвое выше частоты сигнала, то есть возможная тепловая модуляция кристалла уменьшается больше, чем в 20 раз. Поскольку в большинстве случаев речь идёт о каскаде, не охваченном общей ООС, то тепловая модуляция в повторителе становится одним из важнейших факторов в качестве звучания. Источник тока как-то сразу теряет свою "очевидную" привлекательность .

Алексей

[Alex]

для источника тока ток через транзистор вообще не меняется теоретически ( практически меняется мало ), следовательно и рассеиваемая мощность должна меняться меньше,

Наоборот, больше - напряжение-то на нем меняется. А в случае резистора - ток и напряжение меняются в противофазе.

Все это конечно хорошо, но для малосигнальных каскадов не так актуально, а для выходных - не всегда применимо

[Olegyurich]

Наоборот, больше - напряжение-то на нем меняется. А в случае резистора - ток и напряжение меняются в противофазе.

Да я уже понял.

[Andrey Orloff]

Можно и источник тока зашунтировать резистором (пропорции отжора тока 50% на 50%), тоже интересные результаты получаются..

[Александр Котов]

Да, кстати, про шунтирование источника тока в каскаде усиления напряжения в усилителе мощности была статья в журнале "Радиотехника". Суть в том, что слишком большое выходное сопротивление источника тока не очень хорошо.

[Hennady]

Разумеется, я специально взял наипростейший (и наиболее наглядный) вариант, нюансов в реальных схемах много, но суть от этого не изменяется .
Алексей

Алексей, ты для рассмотрения взял источник тока с автофиксированным смещением, такой источник тока, на практике, для повторителя на биполярном транзисторе не применяют, если есть ссылка, дай я посмотрю кому это в голову пришло , причем ты же сам в корректоре применяешь в выходном повторителе ИТ с фиксированным смещением - меняется от этого суть или нет?

[ИГВИН]

Привет всем, топикстартеру в особенности!
Промоделировал ту же схему, только в Микрокапе.
Действительно, получил большую разницу в девиации мощности на повторителе.
Однако полученные результаты искажений дали совсем нерадостную картину.
См. аттач.

В очередной раз выбор: что будет лучше, источник тока или резистор, придется доверить ушам.

[Olegyurich]

Однако полученные результаты искажений дали совсем нерадостную картину.

А в чем нерадостную-то? Шаг интегрирования поменьше сделай.

[Hennady]

Привет всем, топикстартеру в особенности!
Промоделировал ту же схему, только в Микрокапе.
Действительно, получил большую разницу в девиации мощности на повторителе. Однако полученные результаты искажений дали совсем нерадостную картину. См. аттач. В очередной раз выбор: что будет лучше, источник тока или резистор, придется доверить ушам.

ИГВИН молодец , совсем другое дело , у тебя в схеме применен источник тока с фиксированным смещением - и фтопку домыслы с рассуждениями в старттопике, так как никто из схемотехников, даже сам Никитин, источник тока с автофиксой(как в модели старттопика) для биполярного повторителя не использует, что лишний раз(т.е. повторно за все историю существования транзистора) Никитин и доказал....

P.S. Причем сам Никитин осторожничал с высказываними - видно чувствовал, что где то "не стыкуется"
Ну а резистор в нагрузку, да, ставят, но это скорее для "аудиофильной благозвучности"...

[Olegyurich]

источник тока с автофиксой(как в модели старттопика)

Не понял, что за автофикса? В первом посте просто идеальный ИТ, насколько я могу судить.

тебя в схеме применен источник тока с фиксированным смещением - и фтопку домыслы с рассуждениями в старттопике,

У Игоря получились практически те же результаты по девиации тепловой мощности, в чем разница?

[Lemmy]

а если транзистор подогреть до 50*С, должен победить вариант с ГСТ?
слабо верится..

[ИГВИН]

Не понял, что за автофикса? В первом посте просто идеальный ИТ, насколько я могу судить.

Олег, с идеальным получается такая же картина. Что по искажениям, что по девиации мощности.

А в чем нерадостную-то?

Искажения на два порядка больше с резистором.

Шаг интегрирования поменьше сделай.

Сейчас установлен 0,1uS. Это для 1 kHz. Смотри аттач.
Ещё меньше сделать? Сколько поставить - и какие изменения ты ожидаешь?

[kaskod]

Меня больше занимало: двухтактный повторитель или повторитель с динамической нагрузкой, результаты где то записывал, сейчас неочень помню что победило. С резистором вопросов вроде нет Резистор он и в африке резистор

[Оллема]

Искажения на два порядка больше с резистором.

Я вижу на графиках: с резистором 10u%, с ИТ - 100u%. Я не туда смотрю?

[Olegyurich]

Сколько поставить - и какие изменения ты ожидаешь?

Леса не должно быть, у тебя что-то с настройками. Нов общем, это непринципиально.
ИМХО, Кг 10u или 1m непринципиально, а вот тепловая девиация намного ниже - это существенно.

[Ромыч]

Ставим схему с ИТ, где оба транзистора на 1 кристалле. Тепловая мощность, выделяемая на кристалле, практически постоянна. Влиять будет лишь ток нагрузки, и если нагрузка невелика (те же 10к), погоды сколько-нибудь особой она не сыграет. И забываем про проблему.

[ИГВИН]

Я вижу на графиках: с резистором 10u%, с ИТ - 100u%. Я не туда смотрю?

Откуда я знаю, куда ты смотришь?
ИТ - 100u, резистор - 14m. Резистор в симуляторе по искажениям в 140 раз хуже.
Оба графика - в одном масштабе.
Настолько всё очевидно, если симулятор нам не врет.

Заметь, я про звук ничего не говорил. Видно, что получая примерно 5-10 кратный выигрыш по тепловой модуляции, мы в 140 раз проигрываем в искажениях.
Что перевесит - сказать по симулятору не берусь.

Леса не должно быть, у тебя что-то с настройками. Нов общем, это непринципиально.
ИМХО, Кг 10u или 1m непринципиально, а вот тепловая девиация намного ниже - это существенно.

Я не знаю, что более существенно.
Чтобы увидеть лес, надо переключится в логарифмическое отображение амплитуды гармоник.
Я же дал скрин - неужели плохо видно??
Или что-то совсем непонятно - тогда что?

[Olegyurich]

Чтобы увидеть лес, надо переключится в логарифмическое отображение амплитуды гармоник.

А, я просто чутка по другому логарифм смотрю, он у меня сверху растет.

[ИГВИН]

А, я просто чутка по другому логарифм смотрю, он у меня сверху растет.

Ладно, это мелочи.
А что вы, сударь, можете пояснить по существу вопроса?

[Olegyurich]

А что вы, сударь, можете пояснить по существу вопроса?

По существу - тепловые искажения снижаются. О чем и писАл автора топика.
Гармонические повышаются. Про это он тоже писАл.
Т.е. заключение о " не таком ИТ" несостоятельно.
По поводу вредности и полезности тех и других я писАл выше.
Окончательно - надо слушать.

[Оллема]

Откуда я знаю, куда ты смотришь?

Да, без очков плохо видно.... Особенно когда не туда смотришь...

По звуку, как я понимаю, лучше считается звук с резистором? Приятные искажения?