Каскодный УНЧ с компенсацией нелинейности

[теоретизирующий практик]

Добавил полную схему усилителя в первое сообщение 16.03.012

Анатолий.

[теоретизирующий практик]

[quote="SashaNetrusov;1491024"]Дифкаскад можно и в сильноточной части применить. Два мощных полевика. Низковольтный источник тока на 4 А. Сток одного из полевиков на низковольтный источник питания посадить...[/quote/

Может быть. Тогда логично идти до конца, ИТ на мощноом ПТ, дифкаскад на двух мощных ПТ, продолжение дифкаскада двумя npn транзисторами с ОБ, выходной дифференциальный дроссель в нагрузке, и симметричное возбуждение. Добавляется "подкачка" избыточным током обеих плеч в точки совокупления стоков двух мощных ПТ с эмиттерами тразисторов с ОБ.
Анатолий.

[audiomun]

Анатолий, приветствую, вот видишь, выложил схему, обсуждение сразу активизировалось. Сама идея такой линеаризации очень понравилась и выглядит перспективно +1. Думаю, что все-же передаточная ВАХ на рис.3 линейнее, чем на рис.4, вдобавок, имеет мягкое ограничение при клиппировании сигнала.

Согласен, выкладываю "непропечённую" схему.

Схема действительно с несколькими "ляпами" - Д5, Д6 вроде как стабилитроны, а символика диодов, Д10 наоборот, диод, а символ стоит стабилитрона. Смещение Т3 сделано на стабилитронах Д4 - Д6 в прямом включении, почему не диоды, поделись, это тоже ноу-хау, или у тебя просто таких стабилитронов навалом? Желаю успеха. Вячеслав

[теоретизирующий практик]

имеет мягкое ограничение при клиппировании сигнала.

Да клиппирование мягкое, но за счет снижения неискаженной мощности раза в 2, не меньше, считаю что большая цена за мягкость перегрузки, тем более в классе А. Надо так же учесть, что при введении существенной ОС "мягкость", в сильной степени деградирует, а вообще боз ОС выходное сопротивление очень большое, по существу ИТУН.

Д6 вроде как стабилитроны, а символика диодов, Д10 наоборот, диод, а символ стоит стабилитрона

Не смотрите на символику, главное марка. Диоды д814 можно принимать с любой буквой я написал первую попавшуюся. В этой серии очень удобная форма прямой ВАХ, длинная пятка около 0,75В, а затем резкое открывание с малым динамическим сопротивлением.

Смещение Т3 сделано на стабилитронах Д4 - Д6 в прямом включении, почему не диоды

Стабилтроны вообще то тоже диоды. Два диода при выбранном прямом токе создают как раз заданное смещение 1,6В и спокойно выдерживают токи до 150мА. Проверено много раз.

Анатолий.

[audiomun]

В этой серии очень удобная форма прямой ВАХ, длинная пятка около 0,75В, а затем резкое открывание с малым динамическим сопротивлением.

Все так, просто решил, что чего-то не знаю про них, Д814а еще и по прямому применению в качестве стабилитронов одни из лучших по динамическому сопротивлению и дубовые, не то что современные стекляшки. Вячеслав

[теоретизирующий практик]

Все так, просто решил, что чего-то не знаю про них, Д814а еще и по прямому применению в качестве стабилитронов одни из лучших по динамическому сопротивлению и дубовые, не то что современные стекляшки. Вячеслав

Да, этот оптимум по Rд для стабилитронов большинства серий обычно находится в районе 8 В.

[audiomun]

Анатолий, хотел тебе сказать, да смотрю, ты сам убрал в последней схеме - диоды Д13, Д14, Д15, это из-за них были проблемы при выходе из ограничения? Вячеслав

[SashaNetrusov]

R12-R14 лучше на какие нить низковольтные источники тока заменить, что бы с +5В всякая гадость не лезла в тракт. Можно источник на 3.3В стабилизированный линейный вклинить....

[SashaNetrusov]

В качестве нагрузки на каскод я бы вот это предложил:

В эмиттере низковольтный источник тока стоит.
Стабилитрон электролитом надо зашунтировать.

[теоретизирующий практик]

R12-R14 лучше на какие нить низковольтные источники тока заменить, что бы с +5В всякая гадость не лезла в тракт. Можно источник на 3.3В стабилизированный линейный вклинить....

У меня там пара 7805 стоит, на ИП 5В вроде все чисто, сопротивление общего номинала 2 Ома по сравнению с входным сопротивлением каскада с ОБ имеет значительно меньшую динамическую проводимость, и полезный сигнал практически не кушает. Схема и так страшно сложная, (иначе как объяснить вялость обсуждения )С ИП 3,3 В номинал резистора также уменьшиться, наверное компромисное решение 5В все таки возможно.

В качестве нагрузки на каскод я бы вот это предложил

На первый взгляд такая нагрузка "перехватит" всё управление выходным током на себя в силу излишнего Ку, получится что фактически выходную мощность только она и будет выдавать до "посинения" (ограничения) не позволяя выравнивать доли нижней и вернейй сторне.
Там у меня по схеме что то вроде каскада сравнения токов отдаваемых снизу и сверху. Для полного баланса токов, учитывая не абсолютность транзистора и стабилитронов надо нижнюю часть R8 выставить немного больше верхней части.

Анатолий

---------- Добавлено в 11:35 ---------- Предыдущее сообщение в 11:29 ----------

ты сам убрал в последней схеме - диоды Д13, Д14, Д15

Просто по рассеяности не вставил, эти диоды ограничивают обратное напряжение на эмиттере Т3 с - 4В до примерно -0.5В при ограничении в момент снижения тока Т2 меньше 2 А (до нуля). Вообще большинство транзисторов переносят обратное напряжение на эмиттере в 4В (точнее 3,4В) без всякой обиды.

[SashaNetrusov]

На первый взгляд такая нагрузка "перехватит" всё управление выходным током на себя в силу излишнего Ку, получится что фактически выходную мощность только она и будет выдавать до "посинения" (ограничения) не позволяя выравнивать доли нижней и вернейй сторне.
Там у меня по схеме что то вроде каскада сравнения токов отдаваемых снизу и сверху. Для полного баланса токов, учитывая не абсолютность транзистора и стабилитронов надо нижнюю часть R8 выставить немного больше верхней части.

А вон оно что. За счёт тока нижнего транзистора снижается максимальный ток верхнего. Увеличение КПД. Тогда логично...
А так если забыть о КПД, то можно снижать сильно амплитуду переменной составляющей тока каскода по отношению к току покоя. Снижая тем самым вклад в нелинейность каскода. Роль Т1 смещается в компенсацию нелинейности не каскода , а динамической нагрузки.

[теоретизирующий практик]

Роль Т1 смещается в компенсацию нелинейности не каскода , а динамической нагрузки.

Да, но будет тенденция снижения размаха выходного тока нижнего плеча (и зачем нам тогда компенсация?) и перенос всей нагрузки на верхнее плечо, с нелинейным В от тока, что может свести на нет саму предложенную идею. Вообще тогда получится скорее двухкаскадный усь , чем однокаскадный.

Другое дело, перевести движок R8 вниз, и тогда верхнее плечо получится пассивным (не усиливющим мощность выходного сигнала) источником стабильного тока. Ну типа дросселя, с бесконечной индуктивностью, но большой потерей напряжения. Очевидно, что КПД такой конфигурации не более 25% в идеале. Дроссель в этом отношении имеет удвоенное преимущество.

Анатолий.

[SashaNetrusov]

теоретизирующий практик, Ну да, двухкаскадный. Можно варьировать соотношением размахов тока каскода и выходного каскада добиваясь наибольшего снижения результирующих искажений, а то что осталось добить регулируемой нелинейностью на Т1. Если , конечно, она работает в нужную сторону.

[теоретизирующий практик]

а то что осталось добить регулируемой нелинейностью на Т1.

В осадке останется нелинейность определяемая нелинейностью В транзистора Т6 от тока, имеющая случайную зависимость нелинейности. Скорее всего регулировкой в первом каскаде, имеющем вполне определенную закономерность переходной ВАХ не удастся скомпенсировать искажения в Т6. В предлагаемой схеме ставка на то, что имея большой размах выходного линейного тока Т3, можно встроить в блок Т6 местную ОС, с глубиной, достаточной для линеаризации верхнего плеча.
Вообще по поводу Т6 в схеме затруднительно сказать, по какой схеме он включен? С ОК или с ОБ. Истина гдето посредине. Среднее между ОБ и ОК. С одной стороны, рассматривая цепь управления со стороны выходного тока Т3 скажем: схема с ОК. С другой стороны , рассматривая управление по току выходной цепи (провод на выход), скажем: схема с ОБ.

Анатолий.

[SashaNetrusov]

Т6 хоть и имеет местную ОС, всё равно вносит значительную нелинейность, т.к. размах выходного тока его от нуля до максимума. И в основном здесь играет нелинейность эмиттерного перехода. А зависимость бетты от выходного тока у некоторых транзисторов практически линейная чуть ли не от нулевых токов.

[теоретизирующий практик]

Т6 хоть и имеет местную ОС, всё равно вносит значительную нелинейность, т.к. размах выходного тока его от нуля до максимума. И в основном здесь играет нелинейность эмиттерного перехода. А зависимость бетты от выходного тока у некоторых транзисторов практически линейная чуть ли не от нулевых токов.

Пусть так, значит для получения наилучшего качества, T6 надо переводить ближе к пассивному источнику тока. "В кармане" есть одна заготовка ( не подумайте что кукишь ), позволяющая резко повысить линейность блока Т6, уже опробованная, но с имеющимися в наличии транзисторами "сделано в СССР" имеющая склонность к лавинному пробою (у имеющихся транзисторов очень малО напряжение переворота фазы базового тока). Хоть применяй транзисторы для строчной развертки! Возможно и попробую таковые, тогда выложу здесь.

Добавил утром.
Собственно предмета спора нет как такового, не надо переводить Т6 в пассивный режим. Сам при настройке подбирал режим Т1 по минимуму искажений в полностью собранной схеме, очевидно, что при подборе автоматически была в некоторой степени скомпенсирована и нелинейность U б-э транзистора Т6.
Здесь надо быть реалистом, и учитывать, что идеальной компенсации добиться (в более менее широком диапазоне токов) вообще невозможно, но снизить разницу между 19 А/В в начальной точке, и 60 А/В в конечной точке до 16 А/В +/- 3 % во всем рабочем диапазоне токов это значительно лучше, чем трехратное изменение крутизны без компенсатора (но с обрезкой начальной кривой пятки от 0 до 2х А). Полагаю, что два этих приема: линеаризация, и выборка центральной наиболее прямой части ВАХ имеют право на жизнь.

Анатолий

[теоретизирующий практик]

Решил не тянуть резину, и привести обвязку Т6, обеспечивающую практически значительно лучшее и линейное деление выходной мощности между верхним и нижним плечем. Резисторы R1 и R2 имеют одинаковый номинал. Сумма резисторов задаёт ток усилителя в цепи Т1 - Т6, она расчитывается по току, и по напряжению U б-э Т7. Схема по существу является широко применяемой схемой источника тока, но токозадающий резистор расщеплен пополам.
В отличии от требований к транзисторам источника тока, и требований к Т6 в исходной схеме, требования к транзисторам приведенной схемы заметно ужесточаются.
1. Частота начала снижения коэффициента передачи Т6 с ОЭ должна быть раз в 8 больше, чем наивысшая частота воспроизведения,
2. Транзистор т7 должен быть вообще высокочастотным.
3. Напряжение переворота фазы базового тока у Т6 - больше чем напряжение питания. Можно принять допустимое напряжение U э-к при I б=0.
4. Желательно Т6 выбрать с запасом области допустимых режимов, по крайней мере для данного уся на постоянном токе она должна охватывать две точки, 2,5А; 50В и 5А; 25В. , а если шире, то будет надежнее. Это ужесточение требований связано с тем, что в исходной схеме Т6 работает в режиме , близком к схеме с ОБ и с источником сигнала имеющего низкий импеданс, а в этой в режиме с ОЭ, с источником сигнала с большим внутренним сопротивлением.

Анатолий.

[audiomun]

в исходной схеме Т6 работает в режиме , близком к схеме с ОБ и с источником сигнала имеющего низкий импеданс, а в этой в режиме с ОЭ, с источником сигнала с большим внутренним сопротивлением.

Анатолий, на мой взгляд - транзистор Т6 в обоих вариантах все-таки работает по схеме ОК, поскольку управляется напряжением сигнала по выводу базы, проходящего либо через Д7 и Д8 в первом варианте, либо через Т7 во втором. Вячеслав

[теоретизирующий практик]

сопротивлением.



Анатолий, на мой взгляд - транзистор Т6 в обоих вариантах все-таки работает по схеме ОК, поскольку управляется напряжением сигнала по выводу базы, проходящего либо через Д7 и Д8 в первом варианте, либо через Т7 во втором. Вячеслав

Вячеслав, по каким схемам работает Т6 можно конечно иметь разные точки зрения, и возможно все они будут иметь свои доказательства, я просто пытаюсь донести, что в исходной схеме источник сигнала низкоомный, и потому транзистор работает устойчиво, а в приведенной последней, при большем качестве деления мощностей, источник в цепи базы Т6 высокоомный, что может быть причиной лавинного пробоя (у меня три транзистора накрылось, пока не переделал схему по варианту первого поста), и ограничения частотных свойств схемы. Воистинну, здесь, возможно, применимо утверждение: чем короче тракт, тем лучше, и поговорка: главный враг хорошего - лучшее.

Анатолий

[SashaNetrusov]

Анатолий, Т6 , Т7 должны отслеживать ток через нагрузку в полосе рабочих частот, поэтому особых требований в их быстродействии нет. Каскад сделать устойчивым не представляется проблемным.

[audiomun]

Схема и так страшно сложная, (иначе как объяснить вялость обсуждения

Анатолий, схема как-раз банально проста, просто нужно учесть психологию - привлекательность всегда заключалась в простоте реализации(она здесь присутствует, правда, с натяжкой), и высоких характеристиках - ты о них вообще не говоришь, поэтому получается "кот в мешке". Вячеслав