Наш Тихоня, или как приручить композит

[Electrovoicer]

Помимо "Чистюли" я решил сделать целую серию небольших модулей различного назначения, на базе которых можно будет построить то или иное аудио-устройство.
Их общим свойством является высокая сложность повторения в домашних/радиолюбительских условиях в связи с многочисленными "подводными камнями" современной высокотехнологичной и высокочастотной элементной базы. Однако хочется сделать некоторые решения более доступными широкому кругу любителей. Выход я нашел в разработке семейства небольших и недорогих плат, в которых особое внимание уделено тем проблемам, которые не могут быть решены без специального оборудования. А компромиссное их решение сведет "на нет" некоторые преимущества современной элементной базы.
Итак, "Тихоня". Что это, и для чего он нужен?
Много копий сломано об тему композитных усилителей для наушников. Большая часть конструкций, попадавшаяся мне на форуме, не раскрывает всех возможностей применяемых компонентов из-за сложности обеспечения устойчивости при желаемом быстродействии и линейности. Мощные ОУ с ТОС, используемые в таких конструкциях, как правило, используются с небольшим коэффициентом усиления, не позволяющим перевести входной усилитель в "малосигнальный" режим, обеспечивающий максимальную результирующую линейность. А попытки увеличения местного усиления ОУ с ТОС в составе "композитов" как правило приводят к самовозбуждению и драматическим последствиям в реальных конструкциях. Это связано со многими факторами, и немаловажными являются топология ПП и плохо выбранные цепи частотной коррекции.
Я решил взять наиболее дешевый (но далеко не самый плохой!) DSL-драйвер и попытаться его "разогнать" (усиление в местной ООС - 30), при этом обеспечив приличный запас устойчивости всей конструкции, сохранив малую чувствительность к внешним ВЧ-помехам и характеру нагрузки. Выбор пал на счетверенный THS6214.
Входной усилитель - ADA4898. Концептуально хотелось сохранить подход и характеристики, примененный в усилителе Oriel Z1, при этом уменьшив себестоимость.
Модуль обладает дифференциальным входом и изначально предполагает подключение к ступенчатому аттенюатору с выходным сопротивлением 3 КОм. Разумеется, его можно использовать в неинвертирующем включении. Сейчас номиналы на схеме - предварительные, окончательно их подтвержу, собрав модуль.
"Тихоня" обеспечивает КНИ ниже -120дБ в диапазоне рабочих частот, напряжений и нагрузок (включая низкоомные наушники). Выходное сопротивление модуля в основном определяется выходным LRCL-фильтром и составляет менее 0.1 Ом. Питание модуля - от стабилизированного биполярного источника +-5..12В. Встроенная защита от КЗ и появления "постоянки" на выходе повышает живучесть "Тихони". Размер 4-слойной печатной платы - 51мм х 28мм, на обратную сторону можно (и даже нужно во многих случаях) приклеивать радиатор. Топология платы обеспечивает, в частности, минимально возможную паразитную емкость на инвертирующих входах ОУ с ТОС и вблизи 1.5КОм-резисторов обратной связи.

В схемотехническом плане предлагаю обратить внимание на следующие моменты:
- индуктивная коррекция ОУ с ТОС
- использование параллельного включения секций ОУ
- способ реализации защиты по току и напряжению

Полагаю, достигнуто очень и очень неплохое соотношение цена/качество.

Вопросы:
1. Нужна ли такая конструкция сообществу? Готовить ли вариант для "Толкучки"?
2. Нужно ли "классическое" неинвертирующее исполнение с высоким входным импедансом?
3. Нужно ли написать что-то вроде "инструкции по применению" с различными вариантами включения и рекомендациями?
4. Необходима ли плата выпрямителей/стабилизаторов?



Схема tichonya_schematics.PDF

[EDDiE]

1. Нужна ли такая конструкция сообществу? Готовить ли вариант для "Толкучки"?

Я бы себе взял такой.

2. Нужно ли "классическое" неинвертирующее исполнение с высоким входным импедансом?

ИМХО, надо стремиться к этому, но даст ли это какое-то изменение звучания в лучшую сторону?

3. Нужно ли написать что-то вроде "инструкции по применению" с различными вариантами включения и рекомендациями?

Можно и написать, если время есть.

4. Необходима ли плата выпрямителей/стабилизаторов?

Мне не надо. Т.к. Ваш размер п/п может мне не подойти.

Offтопик:

Р.S. Иммерсионным золотом покрывать контактные площадки не надо.

[Electrovoicer]

ИМХО, надо стремиться к этому, но даст ли это какое-то изменение звучания в лучшую сторону?

я бы сказал, инвертирующее включение с низкоомным регулятором более предпочтительно. но все привыкли к "классике", как наиболее удобной в применении

Offтопик:

Р.S. Иммерсионным золотом покрывать контактные площадки не надо.

Отнюдь. Это связано с технологической необходимостью - для правильной пайки в печке по термопрофилю с применением термопасты

[EDDiE]

Offтопик:

Отнюдь. Это связано с технологической необходимостью - для правильной пайки в печке по термопрофилю с применением термопасты

\
Дык у каждого такая печка (ещё и с инертным газом) дома есть? SIA писал, что такие п/п надо паять в инертной среде, иначе, если паять в домашних условиях, образуется окисная плёнка на поверхности. Или Вы предлагаете уже готовые, запаяные п/п ?

[Electrovoicer]

Offтопик:

Дык у каждого такая печка (ещё и с инертным газом) дома есть? SIA писал, что такие п/п надо паять в инертной среде, иначе, если паять в домашних условиях, образуется окисная плёнка на поверхности. Или Вы предлагаете уже готовые, запаяные п/п ?

конечно! именно потому, что повторить это дома проблематично.
большинство жалоб на форуме связано с тем, что радиолюбители или не пропаивают, или перегревают чипы с теплоотводящими площадками

[dekko]

я бы сказал, инвертирующее включение с низкоомным регулятором более предпочтительно. но все привыкли к "классике", как наиболее удобной в применении

Offтопик:
я уже давно ( не без влияния Агеева, заочного)применяю такой способ регулировки

[Electrovoicer]

Встречаем первого Тихоню.
Запустил сегодня, пока без защиты.
Нрав смирный, не кусается. Сердце у Тихони горячее, с радиатором (на картинке) около 45-50 градусов в номинальном режиме.

[Electrovoicer]

Наладил защиту по току и постоянке, работает прекрасно. Время срабатывания около 10 мкс.
Также нашел оптимальную коррекцию (оказалась очень близка к модели).
Инвертирующее включение. Сигнал на входе меандр 1МГц, 5В п-п, фронт/спад 10нс.
Нагрузка 100 Ом, размах на нагрузке 20В п-п.

Скорость нарастания около 300В/мкс. Если затормозить усилитель до заявленных 200В/мкс, небольшое перерегулирование на фронтах исчезнет полностью.

P.S. потребление "Тихони" в режиме покоя около 80ма/+-12В

[OlegCH]

Есть ли возможность длину сабжа сделать в пределах 45 мм?
Просто есть небезизвестный аппарат Hifiman HM-801, в котором сменный модуль усилителя имеет габаритные размеры 46х35мм
http://www.head-direct.com/userfiles...dule_page1.jpg
Если бы была возможность поместить усилитель в штатное гнездо плеера, то круг интересующихся изделием мог бы быть несколько шире.

[belka]

1 мег. Ваш тихоня .

Offтопик:
Растянул бы на весь экран одно колебание, не стесняйся. Хочется посмотреть, как осцилл прорисовывает.

[Electrovoicer]

Растянул бы на весь экран одно колебание, не стесняйся. Хочется посмотреть, как осцилл прорисовывает.

если очень хочется, то можно


Все, считаю испытания законченными.
По очень пессимистичной оценке, THD < 120 dB (1КГц, 20В р-р, нагрузка 100 Ом). Приводить спектры смысла не вижу - в моем измерительном тракте присутствие нагруженного на 100 Ом "Тихони" остается незамеченным.

[belka]

Offтопик:
Не души его больше, всё класс.

[Shaq]

А линия терминирована?

[Electrovoicer]

А линия терминирована?

конечно. пришлось на входе 50 Ом повесить - фронты с генератора 10 нс

[Shaq]

А выходная линия?

[EDDiE]

А эти синие электролиты по бокам п/п никак нельзя заменить SMD-конденсаторами?
Типа развести дорожки под SMD-конденсаторы.....
Чё-то, как-то некузёво смотрятся.

[Velzivul]

А эти синие электролиты по бокам п/п никак нельзя заменить SMD-конденсаторами?
Типа развести дорожки под SMD-конденсаторы.....
Чё-то, как-то некузёво смотрятся.

Поддерживаю данное пожелание, ещё бы были не лишними отверстия для крепления по углам платы.

---------- Добавлено в 14:19 ---------- Предыдущее сообщение в 13:31 ----------

Electrovoicer, Павел, Вы уже успели послушать макет, как с отработкой на НЧ?
Немного смущаеют номиналы электролитов С14 и С25, по моим наблюдениям оптимальный номинал должен быть не менее 470uF.

[Electrovoicer]

"на борту" находятся только емкости, принципиально необходимые для корректной работы. рядом с модулем на вышей "макетке" должны располагаться электролиты большой емкости. учитывая токовые возможности модуля, я рекомендовал бы не менее 2200мкф в плечо после стабилизаторов, а то и все 4700.

конечно, рассматривал вариант с смд-емкостями, хотя бы в силу их большей технологичности. к сожалению, не нашел ничего, отвечающего моим требованиям к данным конденсаторам в данном месте, помещающегося на плату и не увеличивающего заметно габарит по высоте.

[Velzivul]

онечно, рассматривал вариант с смд-емкостями, хотя бы в силу их большей технологичности. к сожалению, не нашел ничего, отвечающего моим требованиям, помещающегося на плату и не увеличивающего заметно габарит.

А размеры настолько принципиальны?

[Electrovoicer]

А размеры настолько принципиальны?

некоторые просят еще уменьшить размер

---------- Добавлено в 15:20 ---------- Предыдущее сообщение в 15:20 ----------

А выходная линия?

выход нагружен на 100 ом