Проект А без ОООС

[Mad optic]

"Зачат" новый проект - усилитель без ОООС. Причины его появления можно посмотреть здесь:
http://madoptic.narod.ru/projects/a-seb_page2.htm

Усилитель построен с использованием схемотехнических решений близких к Проект А с ОООС (https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=59713), но применены, возможно, не совсем традиционные подходы:
1) получение необходимой линейности не за счет использования линейных свойств полевых тр-ров, а применением оных с высокой крутизной (изначально разработаны для работы в ключевых схемах)
2) применение импульсного БП для питания усилителя.
Так как в УМ используется балансный выход с однотактными плечами, то потребляемый ток усилителя ПОСТОЯННЫЙ. Это и определило возможность использования импульсного БП.

Собственно, схема усилителя:



Усиление К=9.7, измерянная полоса пропускания расширилась до 500 КГц по сравнению с 255 кГц у предыдущего УМ. Частота единичного усиления 4.1 МГц. Для небалансного включения (RCA вход) по измерениям искажения на 1 КГц/1W составляют 0.046% для 8 ом. До 0.8W присутствуют только (!) вторая и третья гармоники. На 4 ом искажения очень близки по структуре.
С изменением частоты искажения не меняются. Во всяком случае, на 10 кГц изменений не видно совсем.

Максимальная выходная мощность представленного варианта составляет 10W на 10 ом. При уменьшении номинала нагрузки снижается до 8W/8ом и 4W/4ом.

Схема усилителя может быть оптимизирована под выходную мощность не менее 10 Вт для нагрузок от 4 до 8 ом (15 Вт на 6 ом) с повышением общей линейности усилителя приблизительно на 6 дБ. Сопротивление резисторов R40, 41 становится 750 ом, а R 5, 21 - 62 ом. R32 должен быть 43К. Также изменяются номиналы резисторов в истоковых цепях выходных источников тока М2 и М4 - теперь это сборки из 6 одно ваттных резисторов 3.92 ома. Ток покоя устанавливается резистором R18 3.9К на 2.28А. R2 тоже становится другим - два 2-ваттных резистора по 0.068 ом. Обратите внимание - необходимо применить другой импульсный БП. Теперь здесь можно использовать TRACO TOP 200-124 (C12 в этом случае не ставится).
Дополнительно: входная сборка должна быть FDC3601N (FDS снята с производства); операционники обязательно использовать ОРА1652 или AD823; на выходе применять можно довольно широкий выбор транзисторов, рекомендую FQP50N06L, FQP33N10L. Вместо 2SD1898 можно применить PBSS4240X.

Ниже приведена аппаратная реализация усилителя, она немного отличается от предыдущего усилителя Проект А, но корпус используется того же типа.

Собственно, п/плата усилителя 4-х слойная с металлизацией 105 мкм, размером 203х146 мм и выглядит так:


Вид спереди моноблока: , сзади:
Вид частично разобранного изделия:

Измерения усилителя приведены на сайте (по ссылке выше).

Развитие проекта - усилитель Perfectio (28 W/6 ом):

[Prophetmaster]

ИБП именно для этой схемы выхода (балансные однотактные) более всего подходит с инженерной точки зрения. Но это надо проверить и кому-то придется это сделать. Cудя по всему - жребий выпал мне .

Вот мне и интересно, как это у Вас получится

Двутактный УМ в режиме А с постоянным током потребления с ИБП на основе DC-DC конвертора PH300S280-48 TDK-Lambda мною построен и отслушан.

Было что-нибудь на Форуме об этом? Я не видел, но мог и пропустить. Какие впечатления о звуке?

Да, и мне самому интересно послушать и ваши системы (особенно нового "монстра") в сравнении с Проект А существующим и новым.

Совсем новый "монстр" еще не готов и в ближайшее время не будет, но УМ на BUF634 фунциклирует

[PMCF]

Было что-нибудь на Форуме об этом? Я не видел, но мог и пропустить. Какие впечатления о звуке?

Впечатления о звуке самые "высококонечные", у меня сделаны два балансных безОООСных однотактных УПТ аппарата, с тройками биполяров на выходе, с фазорасщепителем на входе (входной разъем RCA). Главная проблема - мощность не более 10 Вт (ток покоя приходится делить пополам).

[Orion33]

Как мне кажется, применение ИБП не всегда рационально. Я, например, не разделяю идеологии применения ключевых компонентов, а забиваюсь на недешевые латералы. Поэтому ставить такие же только для обеспечения постоянного тока считаю расточительством. Да и сам хороший ИБП не может быть дешевым, по моим прикидкам для необходимой мне выходной мощности мощность источника питания одного канала должна быть около 400Вт. Поэтому я пока что за классический мостик. Правда, повторюсь, также пока дальше модели дело никуда и не зашло

[ankus]

Когда-то я был фанатом симметричных двухтактных схем, пока не прочитал статью Пасса о том, что акустичекие волны однотактны по определению, так же как и человеческий слуховой аппарат. Теперь на эту тему не заморачиваюсь.

Нельсон пошутил, а кто-то и поверил...
Однако сигналы по слуховым нервам передаются во время-импульсной форме.

[Mad optic]

по моим прикидкам для необходимой мне выходной мощности мощность источника питания одного канала должна быть около 400Вт. Поэтому я пока что за классический мостик.

Не вопрос, уж выбор-то промышленных ИБП достаточно широк. У того же TRACO есть TXL350/750/1000 на 350, 750 и 1000 Вт соответственно. Как вам - 48В / 21 А? И размер небольшой (для киловатта мощности) - 295х127х41 мм.

А "классический мостик" при больших токах требует целую батарею емкостей, и то, после нее стабилизатор желательно разместить. Пока не попробовал, но мне кажется, что импульсный БП для систем с постоянным током потребления предпочтительнее.

[pavday]

....давно применял китайский ибп в балансных безОООСных однотактных...с током 4А...звук замечательный....

[Orion33]

Не вопрос, уж выбор-то промышленных ИБП достаточно широк.

Вопроса как раз 2: цена и частота преобразования. Если растет вторая, то и первая тоже, причем совсем не пропорционально
http://ru.farnell.com/tracopower/txl...50w/dp/2102156 - 153евро. И это только на один канал. За такие деньги можно два 350 ваттных тора заказать, купить 4 хорошие банки по 33-68 тыс мкф и радоваться не меньше. Выигрыш будет только в массе. В цене как-то не получается. В звуке - маловероятно.

По смехотехнике еще хотел сказать, что я бы попробовал диффкаскад на токовое зеркало нагрузить. Оно здорово линеаризует, не требует доп. опоры и увеличивает КУ, который можно погасить усилением местной ООС.

[Mad optic]

По смехотехнике еще хотел сказать, что я бы попробовал диффкаскад на токовое зеркало нагрузить. Оно здорово линеаризует, не требует доп. опоры и увеличивает КУ, который можно погасить усилением местной ООС.

В предыдущем усилителе нечто такое уже есть (токовые зеркала с управляемым смещением выхода можно прямо оттуда брать). Но здесь хочется простого решения. Хотя, время еще есть внести изменения. Подумаю.

P.S. Кстати, у того же Пасса есть еще один интересный вариант стабилизации выхода каскада с активной нагрузкой (http://www.firstwatt.com/pdf/prod_f1_srv.pdf). Но я всецело стремился избежать введения даже незначительной ОС с выхода на вход усилительного элемента в своей схеме (R15, R16 в моей схеме так и просились в цепь ОС, а Пасс не удержался со своими R7, R8).
---------- Сообщение добавлено 00:05 ---------- Предыдущее сообщение было 00:02 ----------


PMCF,
pavday,

Спасибо за отклики! Ваши ответы дают возможность надеяться, все-же, в благополучном исходе данного мероприятия

[Prophetmaster]

применение импульсного ИП для питания усилителя.

Эти блоки питания планируются? http://www.tracopower.com/fileadmin/...article_e1.pdf

Технические параметры нашел, только там не указана частота преобразования. Еще, интересно, при каком токе нагрузки у него пульсации <100 мВ амплитудой?

Efficiency: 91 %typ.
Input voltage: 90...264 VAC
No. of outputs: 1 output
Output voltage 1: 24 VDC
Power: 100 W
Operating temperature: -25...+70 °C
Dimensions L x W x H: 101.6 x 50.8 x 31.8 mm
Input frequency: 47...63 Hz
Output current 1: 4.2 A
System deviation, supply: 1.0% max.
System deviation, load: 1.0% max.
Input voltage, AC: 90...264 VAC
Overvoltage protection: typ 125 % Out nom
Residual ripple: <100 mV_PP
MTBF: 1400000h
Derating: from 50 °C
Output current limitation: foldback

[PMCF]

Mad optic , если не затруднит, можно выложить из моделирования, какие вариации тока потребления от ИП имеют место в точке соединения стоков М1 и М3 при мощности в нагрузку, близкой к максимальной, на частоте 100кГц?

[Semigor]

Я думаю, что для ГТ дифкаскада целесообразней было бы сделать "подземное" отрицательное питание. Тогда затворы транзисторов дифкаскада можно просто привязать к земле и, несколько снизить общее напряжение питания.

[Mad optic]

Эти блоки питания планируются?

Технические параметры нашел, только там не указана частота преобразования.

Да, эти. Только даташит лучше посмотреть здесь http://www.tracopower.com/fileadmin/...ets/top100.pdf
Частота указана 100 кГц.
В общем, все характеристики есть.

---------- Сообщение добавлено 16:53 ---------- Предыдущее сообщение было 16:52 ----------

можно выложить из моделирования...?

Можно. Чуть попозже.

---------- Сообщение добавлено 16:54 ---------- Предыдущее сообщение было 16:53 ----------

Я думаю, что для ГТ дифкаскада целесообразней было бы сделать "подземное" отрицательное питание. Тогда затворы транзисторов дифкаскада можно просто привязать к земле и, несколько снизить общее напряжение питания.

Так то оно так. Только еще один ИП нужен.

---------- Сообщение добавлено 16:58 ---------- Предыдущее сообщение было 16:54 ----------

По смехотехнике еще хотел сказать, что я бы попробовал диффкаскад на токовое зеркало нагрузить. Оно здорово линеаризует

Самому интересно стало.
Вот результаты двух моделирований: 1) базовой схемы с резисторами в нагрузке 2) с активной нагрузкой, построенной по схемотехнике УН предыдущего усилителя Проект А (с ОООС).

Моделирование в обоих случаях для одинакового выходного сигнала. Усиление УМ в первом случае 5.2, во втором 9.12.

Какой больше нравится?


P.S. Файлы заменены новыми. По непонятной мне причине при пересчете второй файл был немного другим, что и вызвало сомнения в его корректности.

[Semigor]

Это мелочи, ведь источник слаботочный, зато можно сделать УПТ.

---------- Сообщение добавлено 19:30 ---------- Предыдущее сообщение было 19:30 ----------

Это мелочи, ведь источник слаботочный, зато можно сделать УПТ.

[Mad optic]

зато можно сделать УПТ.

Делать УПТ, чтобы потом интегратором давить входное смещение от источников? Неизвестно, что хуже - нормальная емкость или микросхема со всем своим окружением, где, кстати, тоже емкость есть .

[Semigor]

Интегратор хуже, Вы правы, но я убежден, что источник не должен иметь постоянки на выходе.

[Soundfile]

А если-так?

[Mad optic]

Интегратор хуже, Вы правы, но я убежден, что источник не должен иметь постоянки на выходе.

"Хорошо бы, чтобы было хорошо" - это основной message одного из наших популярных первых лиц. Я тоже за! Но далеко не все источники, даже отрегулированные на ноль на выходе имеют термостабилизацию этого нуля. А появление даже 3-4 мВ на выходе источника уже откликаются более 100 мВ на АС.
На стабильность выхода влияет не только изменение температуры окружающей среды, но и само термосостояние системы. Даже при стабильной внешней температуре оно изменяется в течении 1.5-2 часов для блоков массой до 10 кГ. Думаю, вам это все известно.

Еще раз, я -за! Но....

---------- Сообщение добавлено 21:34 ---------- Предыдущее сообщение было 21:02 ----------

можно выложить из моделирования, какие вариации тока потребления от ИП имеют место в точке соединения стоков М1 и М3 при мощности в нагрузку, близкой к максимальной, на частоте 100кГц?

Не совсем понятно, почему на 100 кГц, но вот, пожалуйста:


Размах амплитуды тока на выходе почти максимальный (1.62 А), неравномерность суммарного тока - 50 мА (p-t-p). При частоте 20 кГц он не превышает 5 мА, если я правильно помню.

[Semigor]

Не буду настаивать, но несколько сотен миливольт на АС - это ничто.

[PMCF]

Не совсем понятно, почему на 100 кГц, но вот, пожалуйста:


Размах амплитуды тока на выходе почти максимальный (1.62 А), неравномерность суммарного тока - 50 мА (p-t-p). При частоте 20 кГц он не превышает 5 мА, если я правильно помню.

Спасибо, вопрос касался 100кГц по двум причинам, не строго техническим, более интуитивным:
1) Я нахожу рациональное звено в точке зрения Ю.Макарова, что "прозрачность" звука, чистота низкоуровневых послезвучий должны иметь связь со способность усилителя "разрешать" рядом расположенные по времени импульсы, т.е. применим анализ с точки зрения свойств импульсного усилителя. Это объясняет полезность широкополосности и большой приведенной скорости нарастания (ПСН).
2) Применение операционных усилителей многим не нравится концептуально, на вопрос почему, отвечают, что они "звенят", т.е. имеют колебательные переходные характеристики, которые на высоких частотах и на микровольтах создают свои искуственные, не существующие в исходном сигнале "импульсы".
То что я вижу на кривой вариации токопотребления (острые колышки направленные вниз), по моему, отражает возникновение "искуственных импульсов". Предпочтительнее, ИМХО, вариации токопотребления пусть с большей амплитудой, но гладкие, синусоподобные. Также нужно учитывать, что в реальном устройстве проблема "звона" обычно сильнее выражена, чем при моделировании.

[Mad optic]

То что я вижу на кривой вариации токопотребления (острые колышки направленные вниз), по моему, отражает возникновение "искуственных импульсов". Предпочтительнее, ИМХО, вариации токопотребления пусть с большей амплитудой, но гладкие, синусоподобные. Также нужно учитывать, что в реальном устройстве проблема "звона" обычно сильнее выражена, чем при моделировании.

Непонятно мне, зачем тогда спрашивали эту диаграмму для критического режима - близкого к максимальному. Я не сторонник делать измерения линейности в усилителе, близком к клиппингу. Думаю, для ответа на ваши вопросы подойдет более подходящая диаграмма (ниже). Ток уменьшен всего до 1.5 А в амплитуде, при той же частоте.



Думаю, данная диаграмма развеет сомнения.