Высококачественный маломощный УМ

[viktor8m]

Предлагаю на суд форумчан высококачественный маломощный (10-15 Вт) УМ для чувствительной акустики или для отдельного питания ВЧ головки в триампинге. Сначало о концепции (техническом задании), а потом о схеме:

1. Использование ООС. Лично мне искажения безосных схем слышны и мешают (слушал и довольно качественно сделанные изделия, в том числе ламповые).

2. ВК двухтактный (безосный однотактный не обеспечивает симметричную ПХ при реактивной нагрузке, коей является и динамик, а осный всё равно имеет бОльшие искажения, чем двухтактный при одной глубине ООС, плюс хуже по КПД). Так как на мосфетах симметрии не добился, использую самую высокочастотную комплементарную пару 2SA1186\2SC2837 (других не знаю с линейной бетой до нужных мне 2.5А).

3. Личный опыт прослушивания и многочисленные отзывы на разных форумах (в том числе и этом) показывают преимущество на слух в ВЧ области звукового диапазона осных усилителей с высокой (более 20 кГц) частоте среза, в том числе и при прослушивании стандартных (44 кГц) CD (но конечно оригинальных), которые наверняка записаны с помощью аппаратуры, построенной на ОУ типа NE5534 и т.п. Примеров этому много, хотя бы телефоные усилители на ВЧ ОУ на этом форуме. Тем более это верно с новыми более широкополосными форматами, которые через пару лет вытеснят стандартный CD. Объяснение этому факту вижу в особенности работы ООС при импульсном (как у музыки) характере усиливаемого сигнала.

4. Применение однокаскадного УН и широкополосного ВК обеспечивает апериодичную реакцию ООС (многие считают это условием применению ООС в звуковом усилителе).

5. Для уменьшения искажений и влияния нагрузки (ВЧ головки) при высокой частоте среза требуется применение высокочастотных транзисторов, чтобы при соблюдении устойчивости получить приемлемую глубину ООС. Но всё равно более 1000 глубину ООС на реально доставаемых деталях сделать затруднительно, поэтому ВК должен работать в классе А (поэтому и небольшая выходная мощность). Также по этой причине использована параллельная ООС (нет синфазных помех).

Эти соображения я привёл не для обсуждения (просто нет смысла спорить, это моё видение как получить реалистичный звук и здесь больше дело личного вкуса, поэтому каждый будет по своему прав), а для объяснения выбора схемы, которую и прошу обсуждать. В схеме нет никаких наворотов, кроме использования каскодных генераторов тока (Q5\6 и Q8\9), т.к. они здесь необходимы (требуется очень высокий выходной импеданс). Ещё может показаться ненужным применение в первом каскаде ВК параллельного повторителя, но такой первый каскад обеспечивает значительно более стабильный входной импеданс (что важно для получения малых искажений, глубина ООС ведь не большая), чем обычный (сначало хотел сделать плавающие коллекторы, но при ограничении появляется генерация, в тоже время и при постоянном питании коллекторов входной импеданс весьма стабилен, что показывает и симулятор и измерение искажений). В диф. каскаде использовал очень малошумящие и с большой бетой (для снижения токового шума) MPSA18. Схема собрана на макетке (один канал, выходные транзисторы пока также высокочастотные D44\D45, но заказаны Санкены), ток покоя выходных транзисторов 1.2 А. Теперь об измерениях в железе. Шум на выходе менее 10 мкВ эфф. (просто это предел имеющегося у меня измерителя с полосой среза 40 кГц, может там и меньше), т.е. при 10 В на выходе динамический диапазон не менее 120 дБ (это благодаря MPSA18 и низкоомной ООС). Частота среза без ООС примерно 25 кГц (по симулятору глубина ООС около 500), скор. нарастания не менее 200 В\мкс, усиление 5 (т.к. входное напряжение 2 В от фильтра), запас по усилению более 70 гр. (и с усилением 2 устойчив), искажения на 5 кГц при нагрузке резистором 8.2 Ом не видны (менее -110 дБ я не вижу, но делаю новый измеритель с пределом на -130 дБ). Детали не дефицитны, например, 2 пары 2SA1186\2SC2837 http://www.ebay.com/itm/2Pairs-New-O.../170665771189? , MPSA18 http://www.ebay.com/itm/10x-Transist.../250864796102? (как раз 10 на два канала), 10 пар 2SA1145\2SC2705 http://www.ebay.com/itm/10pairs-TOSH.../320848844497?.

[Pest]

to GPSP
Кондеры сильноточного питания нужно брать меньшего диаметра, и делать больше количеством, при этом импеданс цепей питания будет ниже на счет параллельного включения кондеров, и более близкому расположению ближайшего кондера к коллектору. Чем больше кондеров в параллель - тем лучше. Но в данном случае думаю будет достаточно трех-четырех штук в плече.
Далее выходную клемму перенести ниже, ближе к слаботочной части. Землю слаботочной части лучше сделать полигоном во втором слое, т.к. судя по рисунку плата все равно двухслойная. Полигон этот подключить нужно на землю выходной колодки. Ввод питания слаботочной части желательно делать где то там же, где и будет располагаться выходная колодка - между ВК и УН. Блокировочные кондеры ставить там же.

[GPSP]

от такой земли больше вреда чем пользы

Обоснуйте почему?

маркировка 2705/1145 должна быть на оборот

Да корпуса нужно развернуть на 180

Кондеры сильноточного питания нужно брать меньшего диаметра, и делать больше количеством

Да можно,нарисовано как вариант но:
1. Все зависит от кошелька (но если подбирать транзисторы,то дешевым усилитель все равно не получится).
2. Их надо правильно развести,иначе никакого выигрыша можно и не получить,а только проблем хапнуть.

Далее выходную клемму перенести ниже, ближе к слаботочной части

Зачем? Чтобы вых.провод на слаботочку всю грязь наводил.

Землю слаботочной части лучше сделать полигоном во втором слое

Землю сверху заливать специально не стал - она там не нужна.ИМХО.

Ввод питания слаботочной части желательно делать где то там же, где и будет располагаться выходная колодка - между ВК и УН

Совершенно без разницы, там токи никакие(и 50ma не наберется),поэтому на вход ничего наводится не будет.

[Pest]

1. Все зависит от кошелька (но если подбирать транзисторы,то дешевым усилитель все равно не получится).

Да, но если не подбирать транзисторы будет нелинейность, как и от компромиссной платы и компоновки... Хотя по мне лучше не подбирать транзисторы, чем иметь плохую компоновку или плату, т.к. нелинейность ВК хорошо гасится обратной связью, а любые наводки на входные каскады и делитель ОС не гасятся вообще.

2. Их надо правильно развести,иначе никакого выигрыша можно и не получить,а только проблем хапнуть.

Ключ к хорошей разводке цепей питания ВК в минимизации контуров по которым протекает ток потребления. Так же они должны быть симметричными относительно самых чувствительных элементов схемы.

Зачем? Чтобы вых.провод на слаботочку всю грязь наводил.

Выходной сигнал с точки зрения предварительных каскадов и обратной связи - самый чистый сигнал в усилителе. А плечи питания ВК - самый грязный. К тому же для правильной работы ООС важно, чтобы потенциал земли предварительных каскадов был как можно ближе к потенциалу земли выхода.

Землю сверху заливать специально не стал - она там не нужна.ИМХО.

При отсутствии полигона значительно увеличивается площадь контуров протекания сигнального тока, и соответственно их восприимчивость к магнитным полям (самые сильные из которых - от ВК). Полигон так же обеспечивает защиту от емкостных наводок. Кроме этого при наличии полигона снижается индуктивность дорожек которые разведены над ним. Вообще в хорошей плате должно быть так - где нет полигона, там нет и дорожек

Совершенно без разницы, там токи никакие(и 50ma не наберется),поэтому на вход ничего наводится не будет.

Импеданс даже у цельного полигона земли имеет не нулевое значение. К тому же ток потребления первого ЭП может иметь в себе скачкообразную составляющую на высших частотах работы схемы из-за входной емкости последующего каскада.
Я уже не говорю о синфазной наводке, которая может поступать через ввод питания УН и протекать прямо вблизи ко входным каскадам.