Выбор выходного каскада.

[.Васильев]

Несмотря на сложившееся мнение по выбору ВК в усилителе решился на новое поднятие этой темы. Статью Н.Сухова читал, читал и С.Агеева и других авторов . При симуляции отдельных Выходных каскадов всё же вкрались сомнения. И хотелось бы услышать мнения более подготовленных товарищей, профи и любителей, которые собаку на этом съели. Вашему вниманию предлагаю 4 варианта выполнения Вк. Параллельник А.Агеева с вольтдобавкой ,стандартную тройку с межбазовыми конденсаторами, а также два варианта с Шинклаями, один стандартный ОЭ-ОЭ, второй с " композитными " транзисторами на выходе.Хотелось бы узнать поподробнее об плюсах и минусах каждого из вариантов. Схемы и модели в МС_9 в архивчике прилагаю.

[Hennady]

Для примера приведу схему параллельного ВК из старт топика Васильева.

в реализации Васильева, в режиме АВ не дает коммутационных искажений.

там начальный ток под 170mA - до первого ватта в классе А работает, так что не удивительно...при этом соотношение термостабильности, КПД и нагрузочной способности не факт, что оптимален...

P.S. обратите внимание на базовые резисторы 75ком против 108кОм - любопытный перекос неправда ли...

---------- Сообщение добавлено 22:45 ---------- Предыдущее сообщение было 22:42 ----------

в эмуляции модель полнее

+ еще технологии как бы шагнули вперед, и транзисторы "быстрее", и есть возможность мосфеты ставить в "глубоком АВ" и т.д. и т.п....

[BesPav]

ссылкой

Да тут на каждом углу этим «интересным» нас пытаются изгваздать.
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2310385
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2320555
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2415439
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2419529

Тут опять дело в другом. Средняя температура по Веге неуклонно растет, а компетенции утрачиваются.
И эту тенденцию шикарно сформулировать по примеру и перефразируя одного из апологетов квантовой физики:
«Мне не надо, чтобы вы поняли, мне надо, чтобы вы не создавали мне конкуренцию»

[wert]

там начальный ток под 170mA - до первого ватта в классе А работает

Это скорее наше желание, или ожидания...
именно на 1-ом ватте такие ВК дают значительные искажения.
Да, ВК не имеет коммутационных искажений, но ведь не только в коммутации дело.
ВК в режимах АВ, супер А в области первого ватта имеют самую кривую линейность крутизны АХ, хотя коммутация происходит при большей мощности, выше на примерах это хорошо видно.
Разные ВК на пером ватте по разному себя ведут, рождая гармоники низкого порядка. Но, кроме гармоник проявляется эффекты о которых уже много писал, эмулировал, измерял:
- динамическая нестабильность коэффициента усиления на первом ватте,
- динамическая нестабильность фазы, проявление амплитудно-фазовой конверсии,
- нестабильность и уровень выходного импеданса ВК

И при таком наборе искажений ВК класса АВ и супер А соотнести на первом ватте с классом А просто невозможно.
ВК в классе А имеет мизерные искажения по нестабильности гейна. эффекты амплитудно-фазовой конверсии проявляются по минимуму.
В этом плане ВК в режиме А можно брать за эталон.

[Hennady]

именно на 1-ом ватте такие ВК дают значительные искажения.

ИМХО все относительно и зависит от выбора оптимального режима ВК.

Да, ВК не имеет коммутационных искажений, но ведь не только в коммутации дело.

если речь о параллельном повторителе, то у него проблем больше на сигналах близком к максимальному как раз из-за низкой нагрузочной способности...
его даже ПОС не спасает, а наоборот появляются проблемы с

стабильность и уровень выходного импеданса ВК

И при таком наборе искажений ВК класса АВ и супер А соотнести на первом ватте с классом А просто невозможно.

на первом ватте сигнал не заканчивается, а во многих случаях только начинается

К в классе А имеет мизерные искажения по нестабильности гейна. эффекты амплитудно-фазовой конверсии проявляются по минимуму.

двутакт все равно остается в классе АВ, и если "прилетит" сигнал высокого уровня, то "перехлоп плеч" будет очень даже "слышен" , по мне так лучше ВК в классе В (25-40mA).... пример, усилители Акулиничева были все в классе В....

В этом плане ВК в режиме А можно брать за эталон.

что то как то Хирагу конца 60-хх вспомнил, он аналогично утверждал и как то его усилки не помню, чтобы были за эталон .... и не потому что они были не очень, а как раз наоборот, а потому в конечном счете звучит именно акустика, а не усилитель, а качественная акустика требовала не задохлики в классе А, а именно мощные усилители в АВ и в В классах.... можно конечно и в усилителе в классе А мощность "натянуть" но только в ущерб другим параметрам, и тогда это уже будет сугубо индивидуальная разработка...

[wert]

если речь о параллельном повторителе, то у него проблем больше на сигналах близком к максимальному как раз из-за низкой нагрузочной способности...

В районе первого и последующих ватт параллельный ВК А.Агеева очень не плох.
Нагрузочная способность хуже чем у ВК ЭП стандартной тройки,
но в линейной области практически по всем параметрам превосходит стандартную тройку.
На рис (модели ВК старттопика) выходное сопротивление ВК вверху стандартная тройка ЭП, внизу параллельный ВК А.Агеева.
Выходное сопротивление рассчитано на постоянном токе, т.е. без учета емкостей индуктивностей, реактивного импеданса активных элементов.
Выходное сопротивление имеет подьем в области первого ватта.
Если оценить выходной импеданс ВК, там проблемы в области первого ватта явные, вблизи нуля скачки импеданса, связанные с перезарядом емкостей переходов транзисторов и проч.

---------- Сообщение добавлено 13:41 ---------- Предыдущее сообщение было 11:49 ----------

Любое несоответствие симуляции-эмуляции физике и математике означает либо некачественный симулятор, либо (более вероятно) неумение его правильно использовать.

Я не откажу в реализации Вашего ВК в модели МС, конечно если с реализацией модели возникли затруднения.
Настроите модель, получите результат, думаю всем будет интересно как токовое управление выходными транзисторами в вашем исполнении победит коммутацию плеч ВК в режиме АВ.

[Hennady]

На рис (модели ВК старттопика) выходное сопротивление ВК вверху стандартная тройка ЭП, внизу параллельный ВК А.Агеева.

Offтопик:
меня как бы больше параллельник на Дарлингтонах интересует...

но в линейной области практически по всем параметрам превосходит стандартную тройку.

с начальным током в 170mA? и кто такое юзает?

[deemon]

В районе первого и последующих ватт параллельный ВК А.Агеева очень не плох.
Нагрузочная способность хуже чем у ВК ЭП стандартной тройки,

Это если каскад обычный , не с параллельным смещением ...

[Hennady]

Это если каскад обычный , не с параллельным смещением ...

который по факту и стабилизирует ток базы ВК в параллельнике, и "взвешенное смещение" не единственное решение, можно интереснее намудрить)))

[deemon]

который по факту и стабилизирует ток базы ВК в параллельнике, и "взвешенное смещение" не единственное решение, можно интереснее намудрить)))

Можно и без взвешенного ... но всё же , по совокупности параметров - вариант с подвесной "батарейкой" выигрывает Например , есть вариант , где между базами предвыходников включён ОУ ( я где-то в теме про Заратустру рисовал ) , так вот его - можно перевести с питания от подвесного выпрямителя на обычное - чтобы ток предвыхода брался от общего питания , тогда получится такой "типа дарлингтон" . Да , так можно сэкономить на выпрямителе батарейки ( и обмотке транса питания ) , но - при этом возрастёт входная ёмкость каскада , потребление мощности на предвыходных транзисторах ( их тогда надо будет ставить на радиатор и они должны быть высоковольтными ) , да кроме того - уменьшится максимальный размах напряжения на выходе каскада при том же питании ... ну и вопрос - стоит ли всё это одного простого выпрямителя ?

---------- Сообщение добавлено 19:17 ---------- Предыдущее сообщение было 18:51 ----------

Вот кстати , тут мы с Факелом про это говорили - https://forum.vegalab.ru/showthread....36227&page=237 , и вот тут - https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=77782&page=2

И вот эта схема , ты заметь - https://forum.vegalab.ru/attachment....9&d=1488960209 - как раз без "подвесного" выпрямителя .... но вот если коллекторы Q1 и Q2 подключить не к питанию выхода , а к отдельному выпрямителю - то станет ещё лучше , я это и имел в виду ... Ещё вариант - дать ОУ стабилизировать только смещение каскада ( оставив только DA1.2 ) , а вместо первой половинки ОУ поставить комплементарную пару маломощных транзисторов с резиками в эмиттерах - просто чтобы поведение каскада на ВЧ не зависело от ООС в ОУ ....

[Hennady]

Можно и без взвешенного ... но всё же , по совокупности параметров - вариант с подвесной "батарейкой" выигрывает

в симуляторе выигрыш не обнаружил ((((...

ну и вопрос - стоит ли всё это одного простого выпрямителя ?

давай начнем с того, что драйверный каскад ничто не делает его линейным, кроме может быть увеличения начального тока, который в старттопике поднято до 170mA (не совсем понимаю, как такой ток может быть оптимальным???) , второй момент - это выходные транзисторы при перехлопывании в АВ меняется и входное сопротивление для выхода драйвера - какое отношение "взвешенная батарейка" может иметь к драйверному каскаду, кроме задания начального тока и возможности отдать ток на сильном сигнале...?

P.S. есть вариант параллельника Лачиняна, это уже ближе к тому что я думаю...

---------- Сообщение добавлено 19:36 ---------- Предыдущее сообщение было 19:19 ----------

Вот кстати , тут мы с Факелом про это говорили

о точно, так вот здесь все сам на словах и рассказал ))) https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2440038
именно так и делаю )))

вот один из не очень удачных вариантов: https://forum.vegalab.ru/attachment....8&d=1516731738

[deemon]

давай начнем с того, что драйверный каскад ничто не делает его линейным, кроме может быть увеличения начального тока, который в старттопике поднято до 170mA (не совсем понимаю, как такой ток может быть оптимальным???) , второй момент - это выходные транзисторы при перехлопывании в АВ меняется и входное сопротивление для выхода драйвера - какое отношение "взвешенная батарейка" может иметь к драйверному каскаду, кроме задания начального тока и возможности отдать ток на сильном сигнале...?

Но тут "есть нюанс" - одно дело качать ток 170 ма в транзисторы предвыхода , подключённые к источникам силового питания ( например +- 50 вольт ) , и иметь на них по 8,5 ватт в покое ( транзисторы при этом должны быть мощными и высоковольтными , как выходные , и сидеть на общем радиаторе ) , и немножко совсем другое - питать предвыход от напряжения , например , +- 6 вольт ( подвесной выпрямитель ) , что при том же токе даст нам по 1 ватту на транзистор . Транзисторы теперь уже будут низковольтные , средней мощности ( какие-нибудь SS8050-8550 ) , кушать будут мало , стоить дешевле , на радиатор их сажать не надо - да притом благодаря низковольтности у них будет выше усиление по току и линейность .... вот я потому и говорю - для массового производства может и выгоднее питать предвыход от общего питания ( схема это позволяет ) , но схема с батарейкой всё равно даст лучшие параметры , и для себя любимого - чего бы не сделать "чистый Hi-End" ?

[Hennady]

немножко совсем другое - питать предвыход от напряжения , например , +- 6 вольт ( подвесной выпрямитель ) , что при том же токе даст нам по 1 ватту на транзистор .

согласен, оригинально, но все таки откуда появится линейность?

но схема с батарейкой всё равно даст лучшие параметры

но не по линейности драйверов...

[deemon]

согласен, оригинально, но все таки откуда появится линейность?

Да хотя бы оттого , что у каскада всегда есть входная ёмкость . И ты заметь - если мы даём сигнал на базу , а коллектор у нас на общем питании - то при раскачке переход БК работает как варикап . Ёмкость его меняется от напряжения , притом нелинейно - и нелинейно же нагружает каскад , стоящий перед ним . На НЧ это пофиг , а вот на ВЧ начинает влиять ... но если мы коллекторы предвыхода сажаем на подвесной выпрямитель - то они начинают двигаться вместе с сигналом , что устраняет влияние входной ёмкости - это же понятно .

Далее , у мощных и высоковольтных транзисторов меньше усиление по току - а это приводит к росту тока базы при том же токе драйвера , что опять же - больше нагружает предварительный каскад и ухудшает линейность , кроме того про эффект Эрли забывать не надо ... так что получается какбы немножко тут , немножко там - но в сумме-то набегает , так сказать

[Hennady]

И ты заметь - если мы даём сигнал на базу , а коллектор у нас на общем питании - то при раскачке переход БК работает как варикап . Ёмкость его меняется от напряжения , притом нелинейно - и нелинейно же нагружает каскад , стоящий перед ним . На НЧ это пофиг , а вот на ВЧ начинает влиять ... но если мы коллекторы предвыхода сажаем на подвесной выпрямитель - то они начинают двигаться вместе с сигналом , что устраняет влияние входной ёмкости - это же понятно .

ок но меня интересуют только 2 момента в драйвере ВК, это возможность принять амплитудное входное напряжение на уровне напряжения питания и второй момент - это линейность его работы, которая возможно только при стабилизации напряжения Uбэ, т.е. сделать его постоянным при любом изменении диапазона входных напряжений - все остальное для меня из "космических технологий 80-хх"....

[deemon]

ок но меня интересуют только 2 момента в драйвере ВК, это возможность принять амплитудное входное напряжение на уровне напряжения питания и второй момент - это линейность его работы, которая возможно только при стабилизации напряжения Uбэ, т.е. сделать его постоянным при любом изменении диапазона входных напряжений - все остальное для меня из "космических технологий 80-хх"....

Ну вообще-то , самое главное - это стабилизировать ( конечно , с учётом температуры ) напряжение между базами выходников , обеспечив - что важно для уменьшения коммутационных искажений - жёсткую связь между базами на всех частотах от нуля до сотен килогерц . Драйверу же что надо - это поддерживать ток , достаточный для невыхода его из класса А , и с хорошим запасом . И то , и другое у меня , например , в схеме ВК от Заратустры ( ПКПС ) делает батарейка - притом правильная работа каскада обеспечивается жёсткой термической связью всех транзисторов .... но вот эта новая схема , про которую я говорит тут выше - позволяет сделать даже больше . Тут ведь , фактически , уже сам драйвер служит "батарейкой" для выходников , стабилизируя напряжение между базами с помощью ОУ ( притом на звук этот ОУ не влияет , так как его петля ООС работает только на постоянке и инфразвуке ) - транзисторы драйвера выполняют сразу две функции . Но при этом , ты заметь , в отличие от старого варианта - ток драйвера можно устанавливать независимо от тока выходников , он теперь определяется резистором R3 , фактически ток равен Ubat/R3 , при этом мы можем менять ток драйвера хоть в 10 раз , при совершенно стабильном токе выхода - так как Ubat зависит тут только от температуры и его держит большое петлевое усиление в петле ООС ОУ DA1.2 .

Но и это ещё не всё - ток драйвера в этой схеме не зависит даже от нагрева транзисторов предвыхода Q1 и Q2 , просто потому , что эти два транзистора находятся внутри петли ООС по постоянному току и инфразвуку . В выходном каскаде типа ПКПС нам надо обязательно ставить все транзисторы на общий радиатор ( или попарно на два изолированных ) , а тут - если запитать Q1, Q2 от низковольтного выпрямителя - радиаторы нужны только для выхода , предвыход же тогда рассеивает мало тепла и "держит сам себя" , заботиться о нём вообще не надо Всё , что тут надо - это обеспечить максимально возможную тепловую связь между диодами D1 , D2 и выходниками Q3 , Q4 - всё остальное получается автоматически . Да и нагрев УНЧ в покое заметно уменьшается , так как предвыходники уже не жрут такую же мощность , как выходники - именно потому , что они будут питаться от низковольтного выпрямителя , при том же токе .

Ну а в случае более "классическом" - как тут на схеме - https://forum.vegalab.ru/attachment....9&d=1488960209 - предвыходники тоже должны стоять на радиаторе , но тепловая связь с выходниками им не важна ... можно их вообще поставить на другой радиатор , или каждому сделать свой , если так удобнее - на работу схемы это совсем не будет влиять . То есть получается , что такая схема наследует все преимущества ПКПС , но при этом получается более простой в монтаже , и - при питании предвыхода от подвесного источника - получает даже дополнительное преимущество в линейности и экономичности .

[Hennady]

Ну вообще-то , самое главное...

вот набросал прототип идеи:


P.S. есть и более полный вариант....

[wert]

Какие характеристики тока плеч получились?
Нелинейные искажения уменьшились?
Выходное сопротивление?
Девиация мощности рассеивания на выходных транзисторах? что равносильна тепловым искажениям..
Если бы моделька была выложена можно было бы это все посмотреть.

[Hennady]

Какие характеристики тока плеч получились?

токи драйверов стабильны, токи выходных плеч в АВ

Нелинейные искажения уменьшились?

Драйвер стал более линейным, спектр гармоник стал "коротким", на выходных плечи это не особо влияет...

Выходное сопротивление?

выходное сопротивление драйвера теперь постоянно и не зависит от тока баз выходных плеч

Девиация мощности рассеивания на выходных транзисторах?

для выходных плеч осталось прежней, для драйвера - надо смотреть сим...

для увеличение нагрузочной способности Выходных плеч лучше использовать вот такой вариант схемы https://forum.vegalab.ru/attachment....8&d=1516731738
тестировал в симе на нагрузку 0,2 Ома , получил выигрыш по нагрузочной способности в 1,5дБ , ниже 20Гц в 3дБ....
а более доработанный вариант этой схемы, дал в 5 раз меньшие искажения на нагрузке в 0.2 ома по сравнению со стандартной топологией параллельного повторителя......

[fakel]

вот набросал прототип идеи:

P.S. есть и более полный вариант....

Делал такой на заре туманной йуности. Резисторы с баз ВК на рельсы не нужны. Нужен резик между входами зеркал (т.е. между коллекторами драйверных транзисторов) при условии, что зеркала отражают ток 1:1. А резики с баз на рельсы напрасно нагружают драйвер по переменке

---------- Сообщение добавлено 13:20 ---------- Предыдущее сообщение было 13:13 ----------

Кстати, этот резик можно заменить термодатчиком и завязать на термостабилизацию

[Hennady]

Резисторы с баз ВК на рельсы не нужны.

нужны, без них зеркала не "включаются"....

А резики с баз на рельсы напрасно нагружают драйвер по переменке

там небольшой ток - только для "включения" зеркал...