Простой AB без коммутационных искажений

[anli]

Путеводитель
- WEB-корень проекта: http://gaydenko.com/audio/simple-ab/
- финальная схема, печатка: http://gaydenko.com/audio/simple-ab/pcb/
- результат, спектр (всё получилось!): http://gaydenko.com/audio/simple-ab/measure/
- результат, впечатления: https://forum.vegalab.ru/showthread....&postcount=141
- результат, фото: http://gaydenko.com/audio/simple-ab/pcb/pic/

________________________

Предупреждаю - никаких изобретений тут нет. Цель была - сочинить простую схему не в классе A. Так что ни Hi-ем, ни Fi-ем, ни, тем более End-ом не озадачивался. Тем не менее, кое-какие требования были:

- ALPS-ready: достаточной линейный и высокоомный вход, чтобы к нему можно было подключить регулятор громкости,
- отсутствие коммутационных искажений,
- электронная стабилизация режимов,
- отсутствие конденсаторов в сигнальных цепях,
- отсутствие тепловых искажений,
- простота, господа!

Самым простым вариантом борьбы с AB-переключениями оказалось использование идеи Алёшина. Вот что в результате получилось:

Схема: http://gaydenko.com/audio/simple-ab/v13/schematics.png

FFT для разных мощностей:

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...T-1W-20KHz.png
http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...-10W-20KHz.png
http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...-30W-20KHz.png

30W - это как раз перед ограничением сигнала. То есть, при данном питании +/-25V (это питание - у останков "Кумира", в котором эта схема может оказаться) пиковая мощность на нагрузке 6 ом (типичное значение для "восьмиомной" акустики) - около 60W.

А вот самые интересные графики, показывающие, почему спектр имеет такой быстрый и устойчиваый спад. Вот это - график тока стока мосфета при рассеиваемой мощности 30W:

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...-30W-20KHz.png

А это - при тех же условиях напряжение на затворе мосфета (точнее, Vgs):

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...-30W-20KHz.png

Трудно придумать для режима AB картинки, которые бы так радовали глаз В связи с чем есть надежда, что эта штука может оказаться хорошей и для ушей. Глядя на эти плавные изгибы, представляешь себе... вы что подумали?! Представляешь себе, как это классно звучит

Другие моменты. При Ку около десяти запас по фазе получился какой-то такой большой, что я забыл (более 60 градусов). Вероятно, так хорошо получилось потому, что местная ООС в повторителе - "токовая" в эмитер, и общая - тоже токовая, в истоки. Что касается тепловых искажений, то ОООС не охватывает только входные полевики. Девиация мощности на них при (вменяемой) мощности 10W - около +/-5mW. Ток покоя выставляется R13, R14. Для иллюстрации линейности входа последовательно с источником сигнала нарисовано сопротивление 22K - все измерения проводились с ним.

И ещё момент. Усилитель напряжения и усилитель мощности связаны в одной точке. Если кто-то захочет использовать в качестве УН скоростной высоковольтный ОУ с полевиками на входе - проблем нет. Но это имеет смысл, если у ОУ также быстроспадающий спектр.

P.S. Этот усилитель - не последний. Теперь слушаю вот этот более простой

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=11933

который запобедил и усилитель, обсуждаемый в данной ветке, и даже балансного монстра в классе A.

[PSV]

Вот что получилось на частоте 1 кГц.

Игорь,ток покоя увеличивай,миллиампер до 300.Спектр мягкий только тогда,когда выходники не закрываются,т.е. пока схема работает в А.Как только они начинают закрываться ,спектр обогащается высшими гармониками.У меня получилось вот так.Амплитуда 15в,ток покоя 300ма.
Андрей,большого запаса по фазе я не увидел.
Всего 10гр .

[ИГВИН]

Так гораздо лучше. Но запас по фазе у меня получается вообще нулевой. Хотя думаю, в реале он будет.

[anli]

Мужики, доброе утро!

Видимо, из-за разности моделей у вас получился очень низкий ток первого и, значит, второго каскада. Токи надо бы сделать такие:

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/v14/schematics.png

Кстати, во второй паре транзисторы помощнее. И эмитерные резисторы уменьшены. Что касается моделей полевиков, то, взяв стандартные для классификации BL, я немного их изменил так, чтобы они соответствовали тем реальным транзисторам, которые у меня есть. Получилась классификация BLX Расхождение с оригиналом получилось единицы процентов.

Выставив токи, было бы интересно узнать, какое напряжение на стоках мосфетов у вас получится.

[ADDED=anli]1138111109[/ADDED]

Но запас по фазе у меня получается вообще нулевой. Хотя думаю, в реале он будет.

Этим дело можно попробовать управлять, поставив на выходе УН на землю около 30pF.

[ИГВИН]

Привет, Андрей!
Вот напряжения и токи. Выходной каскад не менялся, и гармоники точно те же, что и с малыми токами УН.

[anli]

Вот напряжения и токи.

Думаю, теперь вполне можно уменьшить ток мосфтов до 250mA.

и гармоники точно те же, что и с малыми токами УН.

Такие же хорошие, со спадом?


Странно, что нет зависимости. У меня наблюдается. Оно и "на пальцах" понятно: какое-бы относительно линейное ни было входное сопротивление повторителя (по сути - два ГТ на полевиках), линейное оно относительно. Да и просто уменьшение эмитерного сопротивления увеличивает глубину ОООС.

[anli]

Андрей,хотел задать тот же вопрос,но Костя опередил .Ты уверен в том,что модели твоих полевиков адекватны по мэжэлектродным емкостям?В данном случае работает большая ЗИ плюс ЗС .

Давайте оценим это дело. Пусть порядок изменения ёмкости - около 1nF, изменение напряжения - 1V, частота * 2 * pi - около 10 в пятой. Тогда изменение тока затвора - около 1mA. В точности, как показывает симулятор. По крайней мере, мой

[PSV]

Мужики, доброе утро!

Доброе утро ,хотя у нас уже темнеет !

Странно, что нет зависимости. У меня наблюдается. Оно и "на пальцах" понятно: какое-бы относительно линейное ни было входное сопротивление повторителя (по сути - два ГТ на полевиках), линейное оно относительно.

Не странно,так и должно быть.Основную бяку вносит выходной повторитель,на его фоне УН почти не видно.Посмотри из интереса спектр на выходе УН ,практически тут будет в противофазе,то что вносит выходной повторитель минус то что на выходе.

Этим дело можно попробовать управлять, поставив на выходе УН на землю около 30pF.

У тебя первый полюс 15кгц.Будет ниже,соответственно верхние гармоники хуже будут давится. УН надо переделывать.

[anli]

У тебя первый полюс 15кгц

Сергей, при каких режимах/токах? У меня получился 27KHz.

[PSV]

Сергей, при каких режимах/токах? У меня получился 27KHz.

Ток УН 4ма.

[anli]

Ток УН 4ма.

А если сделать как здесь? -
http://gaydenko.com/audio/simple-ab/v14/schematics.png

УН надо переделывать.

Как я уже отвечал про УН Косте - да, с УН можно резвиться бесконечно - плавающий каскод и т.д. Но хочется придумать схемку с максимальным отношением (качество)/(количество деталей) И без характерных для AB прелестей.

[ADDED=anli]1138119764[/ADDED]

Но запас по фазе у меня получается вообще нулевой

У тебя первый полюс 15кгц

Игорь, Сергей,

Измерял я это дело неправильно. Вот как надо правильно: разорвать бОльшее сопротивление ОООС, а последовательно с мЕньшим включить источник напряжения для измерения .ac. Вход закорачиваем. Действительно, запас по фазе не получился большим, - около 30 градусов. А вот первый полюс - около 57KHz. Такие числа мне кажутся более реальными.

[SMD-n]

Но хочется придумать схемку с максимальным отношением (качество)/(количество деталей)

- Андрей , а параллельник в качесве УН не пробовал ?

[anli]

Андрей , а параллельник в качесве УН не пробовал ?

Параллельник - это только выходной повторитель, а и получившийся - достаточно простой. Но - не пробовал, так как среди требований - жёсткая электронная стабилизация тока покоя. Чтобы не думать - вместе ли на радиаторах, какие использовать транзисторы и как их подбирать, и т.д. В предложенном варианте можно не думать

[Костя Мусатов]

В предложенном варианте можно не думать

В этом варианте надо диоды ставить попарно на радиаторы

[SMD-n]

Параллельник - это только выходной повторитель...

Наверно я не ясно выражаюсь ...
Посмотри сам .
В аттаче , схемка из нашего форума , автора забыл .

[anli]

В этом варианте надо диоды ставить попарно на радиаторы

Я, кстати, подумал, что можно использовать два диодных моста для "усреднения" характеристик всех четырёх диодов.

Если говорить серьёзно о терморежиме, думаю, основной вклад - уменьшение тока ГТ на полевиках от нагрева окружающей среды. В моём усилителе платы стоят рядом с радиатором (край платы - в 3 санитметрах). Радиатор греется до 70 градусов. Ток уплывает (уменьшается) на, кажется, процентов 5-10 - точно уже не помню. Короче, небольшой отрицательный коэффициент - как раз то, что надо, чтобы спать спокойно

[anli]

Наверно я не ясно выражаюсь ...
Посмотри сам .
В аттаче , схемка из нашего форума , автора забыл .

А, это про вход. Да, эта топология и известна, и хороша. Но при увеличении до нескольких десятков килоом выходного сопротивления источника (что неминуемо будет при подключении к регулятору громкости) возрастут искажения, а из-за неидеальности симметрии входной пары транзисторов может заметно уплыть ноль. В данном случае, к тому же, не получится стыковки с выходным повторителем - то есть, надо или добавлять ещё один каскад (и их будет слишком много), либо убирать (и их будет совсем мало ).

[PSV]

Но хочется придумать схемку с максимальным отношением (качество)/(количество деталей) И без характерных для AB прелестей.

Обычно это отношение сильно страдает из-за числителя.АВ прелестей можно избежать,но с прелестями ООС ничего не сделаешь.

В точности, как показывает симулятор. По крайней мере, мой

Я ничего не имею против твоего симулятора,а вот модели бывают плохие.Кстати в мой симулятор можно просто ввести переменную например Сgs(M1) и вывести её на график в зависимости от какой нибудь другой переменной .

А если сделать как здесь? -

Попробую,дай ещё пожайлуста модели твоих IRFов.Кстати проверил ВК на предмет сквозных током с 540/9540.До 100кгц всё нормально .

Вот как надо правильно: разорвать бОльшее сопротивление ОООС, а последовательно с мЕньшим включить источник напряжения для измерения .ac.

Почему ты считаешь что так правильней,чем разрыв ООС по переменке?Так входные транзисторы будут включены с ОЗ,хотя первый полюс тут определяет второй каскад.

[anli]

с прелестями ООС ничего не сделаешь

И не надо. Их надо потреблять

Почему ты считаешь что так правильней,чем разрыв ООС по переменке?

По звуку это эквивалентно. А правильно потому, что затворы входных полевиков - вне цепи ОООС.

дай ещё пожайлуста модели твоих IRFов

(удалил длинный текст моделей)

[Костя Мусатов]

Попробую,дай ещё пожайлуста модели твоих IRFов.Кстати проверил ВК на предмет сквозных током с 540/9540.До 100кгц всё нормально

140/9140 - это 540/9540 засунутые в другие корпуса. Потому лучше брать родные модели на последние. Модели с буквой N на конце и без нее отличабтся значительно.
Что-то я стал остывать к irf-ам. У FC полевики заметно интереснее по всем статьям, жаль только они плохо представлены у нас на рынке.

[anli]

Модели с буквой N...

Костя,

"N" - это "New generation"? Супер, значит?