Усилитель LES # 9

[SAPR]

В процессе возни с линейным однотактом возникло сильное желание сделать что - либо более экономичное (и более бюджетное ).
За основу была взята достаточно известная схема .
Получился хоть и не однотакт, но все же достаточно линейный ...
Усилитель разбит на две части - усилитель напряжения (или предварительный усилитель) и повторитель напряжения.
Вообще-то, я все более укрепляюсь во мнении - что это оптимальное и разумное решение для экспериментов, ну и, для звучания.
Об усилителе напряжения - позже. Главное - повторитель. Характеристики:
Номинальная мощность - 8 Вт (при указанном питании 28 В).
Искажения в диапазоне рабочих частот и мощностей - менее 0.01%.
Переходная х-ка - апериодическая.
Подавление пульсаций ИП - более 60 дБ.
Отличия от прототипа:
1. Автономное питание. Позволяет уменьшить искажения разделительного конденсатора в цепи нагрузки на 40 - 70 дБ.
2. Следящее питание (М1) для самого "нежного" транзистора (М2) - соответственно, малая девиация мощности на нем и низкие тепловые искажения, как следствие.
3. Биполярный тр-р Q1 вместе с вольтдобавкой - низкая входная емкость, высокое активное сопротивление и, самое главное - увеличение кпд (это, понятно, не rail-to-rail, но всего лишь на вольт отличается от напряжения питания).
Детали и конструкция:
Полевики - IRF 540 (пробовал с IRF 520-530-540, IRFP 460. 540 - наиболее предпочтительны по соотн. цена - крутизна - тепл. сопр. корпус - радиатор).
Q1 - любой маломощный высокочастотный (у меня - 3906).
R15 - обязательно непроволочный (с проволочным - некая "змейка" на переходной хар-ке).
D2 - набор диодов, падение напряжения на них - 2...3 В.
Суммарная емкость фильтрующих емкостей - 8000 мкФ (можно увеличить до 10000...16000 мкФ, дальше не имеет смысла).
Диоды в мостах - КД 213А (лучше использовать Шоттки).
Попытки применить фильтр по питанию типа C-R-C либо электронного фильтра (кроме усложнения и удорожания и геморроя) ничего не дали.
Важно - наличие конд. С3, С4 в цепи делителя R3, R4, R5 (иначе подавление помех и пульсаций ИП упадет до 10 - 20 дБ (потому как делитель несимметричный).
Резисторы со звездочкой R5 - симметрия по ограничению, R8 - ток покоя (порядка 800 мА).
Общая площадь радиаторов - 3000 см2.
Фото плат блока питания (в нем еще +\- 18 В для питания предв. усилителя) и повторителей (без выходных транзисторов и разделительной емкости С11) привожу ниже.

[fakel]

А не мало ли напряжение сток-затвор для М2? Я бы затвор М1 переключил бы на точку соединения R9 R10, подняв таким образом напряжение на М2 и избавив Q1 от прокачивания немалой емкости Сзс M1

[SAPR]

А не мало ли напряжение сток-затвор для М2

Должно быть более 2-х В (правда, зависит от типа примененных тр-ов). Для 540 хватило 2.2 В (иначе - рост нелинейности). А, в общем, можно и 5 и 10 В сделать - вольтдобавка все равно переварит ...

[fakel]

Еще. Не пробовал шунтировать резик токового датчика кондером в 100-1000пФ?

---------- Добавлено в 21:09 ---------- Предыдущее сообщение в 21:05 ----------

На место М1 можно и биполяр - приблизится к rail-to-rail

[SAPR]

Я бы затвор М1 переключил бы на точку соединения R9 R10,

Кстати да. Как вариант. Еще более лучший - отдельным биполяром, со своей вольтдобавкой управлять М1 - в УМ LES#7 так и сделано, но об этом позже (все-таки это бюджетный вариант ).

---------- Добавлено в 19:11 ---------- Предыдущее сообщение в 19:10 ----------

На место М1 можно и биполяр - приблизится к rail-to-rail

Ага. Совсем просто. А ток базы чем обеспечивать?

[fakel]

Ага. Совсем просто. А ток базы чем обеспечивать?

Я бы затвор М1 переключил бы на точку соединения R9 R10,

[SAPR]

Я бы затвор М1 переключил бы на точку соединения R9 R10,

Так это не я сказал .
Я пытался все это пианино на БТ повторить - на ПТ проще и дешевле. По поводу rail-to-rail - при питании 28 В на 8 Ом - 13 (26) В - чего больше желать?

[Анатолий Тимофеев]

файлы печаток опубликуете?

[SAPR]

файлы печаток опубликуете?

Их нет. Я их на бумаге разводил и рисовал вручную (походные условия)

[SashaNetrusov]

Вместо R15 лучше источник тока поставить.

[SAPR]

Вместо R15 лучше источник тока поставить.

Можно. Только это будет уже другой усилитель.

[krulfa]

Есть вопрос, и если я правильно понимаю:

• ток нагрузки протекает через С10 и С11,
• далее делится в некоторой пропорции - часть уходит в M3, модулируя его ток, а часть в R15,
• тогда на истоке M3 образуется нелинейное напряжение,
• которое через R4 и R5 попадает прямо на вход усилителя,
• правда, будучи ослабленным делителем R4||R5 и R2.

Это "баг" или "фича"? ИМХО "баг", смещение для Q1 нужно по переменному току привязывать к "земле".

[SAPR]

тогда на истоке M3 образуется нелинейное напряжение,

Почему? Через R15 всегда течет один и тот же ток равный току покоя (понятно, не совсем, зависит от крутизны М3, чем она выше, тем меньше отличие).

которое через R4 и R5 попадает прямо на вход усилителя,
правда, будучи ослабленным делителем R4||R5 и R2.

А это и есть суть автономного питания - вся нелинейность С10 (15) выделяется на шинах питания (и не попадает в нагрузку).
В качестве эксперемента можно в симуляторе (а я это в железе пробовал!) последовательно с С10 (11) подсоединить два встречно включенных диода - и посмотреть сигнал на нагрузке, на входе и на шинах питания. То же самое проделать без автономного питания. Эффект впечатляет .

[Анатоль]

CIR файл выложите, пожалуйста..

[krulfa]

Почему? Через R15 всегда течет один и тот же ток равный току покоя (понятно, не совсем, зависит от крутизны М3, чем она выше, тем меньше отличие).

Ток M3 модулирован, а напряжения между его затвором и нижним по схеме выводом R15 жестко связаны между собой через C6 и C7. Поэтому нелинейное напряжение ЗИ неизбежно высаживается на R15. Все целиком.

А это и есть суть автономного питания - вся нелинейность С10 (15) выделяется на шинах питания (и не попадает в нагрузку).
В качестве эксперемента можно в симуляторе (а я это в железе пробовал!) последовательно с С10 (11) подсоединить два встречно включенных диода

Ну да, это так, влияние таких диодов примерно такое же, как если бы их включить последовательно с банками питания в классическом БП.

[SAPR]

Ну да, это так, влияние таких диодов примерно такое же, как если бы их включить последовательно с банками питания в классическом БП.

Нет. Диоды - это условно (хотя и наглядно) - типа нелинейность конденсаторов.

Offтопик:
Вот не сильно хотелось - но видно придется открыть тему "Автономное питание для однотакта" - подготовлю тезисы () и, возможно, через час - два открою ...

[humbl]

САПР. В этой схеме уменьшено влияние нелинейности конденсаторов. А влияние нелинейности истока М3
тоже уменьшается?

[SAPR]

А влияние нелинейности истока М3
тоже уменьшается?

Поэтому нелинейное напряжение ЗИ неизбежно высаживается на R15. Все целиком.

Вот схема, АЧХ и искажения (во вложениях).
По простому - при автономном питании напряжение на входе повторителя - относительно земли, на выходе (на нагрузке) - также относительно земли. Источником искажений в схеме_2 является 1 - й транзистор (в схеме_1 - оба).
Т.о., автономное питание не только уменьшает влияние разделительного конденсатора, но и лианеризует усилитель.
Можно также посмотреть напряжение на шинах питания в обеих схемах относительно земли - в схеме_2 на них выделяется нелинейность нижнего транзистора (и резистора тоже).

[humbl]

Какое выходное сопротивление усилителя?

[SAPR]

При указанных номиналах разделительных емкостей (1мкФ (входная) и 15000мкФ(выходная)) - 0.1 Ом на частотах выше 30 Гц. Ниже - рост 6дБ/октава. Если уменьшить выходную емкость, к примеру в 2 раза - те же 0.1 Ом, но с частоты 60 Гц.