Новый усилитель мощности без драйверного каскада.

[Dimatishov]

Всем привет. Представляю новую конструкцию Усилителя мощности по мотивам Александра Котова "Усилитель без драйверного каскада"
http://akotov.narod.ru/amp.html
http://akotov.narod.ru/4.html
который по звуку плиближается к клону гибрида AI-51, но по певучести чуть-чуть немного уступает.

Прочитав в журналах радио несколько статей о драйверных и выходных каскадах современных УМЗЧ долго-долго симулировал в микрокапе и
нашёл подходящее мне сочетание. Оказалось, что оно один в один совпадает со схемой Александра Котова.
Единственное важное отличие - у меня на выходе биполярные транзисторы, а у автора MOSFET. Ну еще немного отличий есть.

Схема разрабатывалась из соображения минимальных искажений для эксплуатации без ОООС и максимальная устойчивость усилителя.
Схема работающая в железе (цобель и индуктивность опущены):



Файл микрокап для моделилования
SuperAmp.CIR

Схема блока питания:



В схемах могут быть ошибки - только для ознакомления.
Если кого-то интересует плата - пишите в личку.
Проект не коммерческий, но платы выкладывать не буду.

Собранный прототип с первого раза запустился и работает уже давно и долго, радуя своим звуком.
Звук без ОООС хорош но мне не понравился (после гибрида) он меняется в зависимости от нагрузки усилителя напряжения. Зато с очень неглубокой
ОООС работает просто волшебно (можно посчитайть сколько). Усилитель абсолютно устойчив, мой экземпляр не сваливался в возбуд без всяких коррекций,
благо запас по фазе огромен. Усилитель очень прост.

Контроль баса - достаточный, любая акустика с ним оживает. Сцена не как у транзисторных с глубокой ОООС - два моно канала,
а как у лампового - вся сцена между акустикой и вне её в зависимости от записи - это самое важное отличие.
Середина завораживающая, общих искажений настолько мало, что любой металл вообще не сваливается в кашу...

В таком маленьком корпусе удалось выдавить по 100 Вт на канал. Греется сильно - но звук от степени нагрева не завист.
Установка двух транзисторов для контроля тока покоя (как у LYNX16-17) полностью устранило его сильное "уплывание"

Спектр искажений измерен при напряжении на выходе около 17V RMS на реальной железяке.
ПК при помощи которого снимал характеристики был заземлён и присутствовала земляная петля.
1. Без ОООС 2. С ОООС 3. Сравнительные характеристики



Можно критиковать. Это мой первый самостоятельно разработанный усилитель.
Дополнительно снятые характеристики с гальванической развязкой от сети ПК и симуляции:



Фото: 1. Усь в разборе 2. В сборе 3. Весь комплект (Снизу DAC1865, выше DAmp+кроссовер, выше данный усилитель)
4. Фото акустики из конструктора Георгия Крылова с которыми проводился тест

[dolin]

В данном усилителе по этому поводу можно не морочиться - здесь один каскад усиления напряжения, поэтому динамических искажений не будет

Вот в чем достоинство этого усилителя

IDDQD, подскажите из моих картинок можете сказать какая глубина ОООС, а то я в этом не очень разбираюсь.
Без ОООС: я поставил резик R21=22000000Kom, а R36=3Kom

см.название файла

[IDDQD]

как можно это слушать. Как-то непонятно. У ТС R36=3k при введении ОООС.

Там в схеме (синенькая) введена ОООС R21, при этом R36 100k. В безосном варианте, я полагаю, нужно R21 подключить не к выходу, а заземлить и уменьшить R36 до 3k - тогда усиление уменьшится до ~27db

[dolin]

Изменил
Без ОООС: я поставил резик R21=220Kom на землю, а R36=3Kom

Картинки из поста 41
1)https://forum.vegalab.ru/attachment....7&d=1415480994
2)https://forum.vegalab.ru/attachment....8&d=1415481008
не изменились

[IDDQD]

подскажите из моих картинок можете сказать какая глубина ОООС, а то я в этом не очень разбираюсь.
Без ОООС: я поставил резик R21=22000000Kom, а R36=3Kom

Та-ак. Красенькая 180 - усил инвертирующий - значит это фаза. Синенькая это усиление в "разах". Судя по картинке усиление в 22 раза, что соответствует 27db. Т.е. при подаче на вход 0.9V получим на выходе 20 V (14.2 RMS) (40 вольт от пика до пика) - это на нагрузке 4 ом ~50 Вт выходной мощности.
На картинке с ОООС усиление ~26 раз - что-то в районе 30db. Значит глубина обратной связи также порядка 30 db. Кстати, горб в районе 3 МГц это не хорошо...

[dolin]

IDDQD, а какая глубина ОООС?
Без ОООС:нагрузка 3 Ом, на выходе 12 V (24 вольт от пика до пика).

[IDDQD]

IDDQD, а какая глубина ОООС?
Без ОООС:нагрузка 3 Ом, на выходе 12 V (24 вольт от пика до пика).

Если резистор R36 100к, то усиление усилка (с разомкнутой осью) 61db, если его уменьшить до 47к то 56db. С замкнутой ОООС коэффициент усиления определяется соотношением R21/R1 (примерно в 22 раза) или 27db. Соответственно в 1 случае глубина обратной связи ~34db во втором ~29db. Если обратную связь разомкнуть (заземлить R21) то усиление будет во многом зависеть от R36 - если он 3к усиление без обратной связи 27db.

[SashaNetrusov]

Как уменьшение Р36 сказывается на характер спектра искажений?

[Dimatishov]

Как позже выяснилось зря выкинул резистор R36 (по схеме автора), без него усилок глубокоосный с низким полюсом... Не повторяйте моих ошибок...

Это вы просто погорячились.....

---------- Сообщение добавлено 20:54 ---------- Предыдущее сообщение было 20:43 ----------

ТС говорит, что слушал усь без ОООС, IDDQD пишет, что коэффициент усиления с разомкнутой цепью ОООС составляет 61db. 60db по напряжению это 1000 раз,
как можно это слушать. Как-то непонятно. У ТС R36=3k при введении ОООС

Внимательно считам. А проще модельку покрутить. Всё там хорошо с усилением. Зависит от величины нагрузки усилителя напряжения. R36 естественно его нужно уменьшить.

---------- Сообщение добавлено 20:57 ---------- Предыдущее сообщение было 20:54 ----------

Я попробывал в симуляторе от 3 до 8 Ом - все замечательно !
Но надо разумеется подбирать транзисторы из доступных в продаже и номиналы сопротивлений.

Спасибо за работу.

---------- Сообщение добавлено 20:58 ---------- Предыдущее сообщение было 20:57 ----------

Если резистор R36 100к, то усиление усилка (с разомкнутой осью) 61db, если его уменьшить до 47к то 56db. С замкнутой ОООС коэффициент усиления определяется соотношением R21/R1 (примерно в 22 раза) или 27db. Соответственно в 1 случае глубина обратной связи ~34db во втором ~29db. Если обратную связь разомкнуть (заземлить R21) то усиление будет во многом зависеть от R36 - если он 3к усиление без обратной связи 27db.

Всё правильно.

---------- Сообщение добавлено 21:06 ---------- Предыдущее сообщение было 20:58 ----------

А если на выход поставить параллельный каскад как у гибрида, то ,может ещё лучше будет?

Пробовал, не тянет его усилитель напряжения ни как....

[SashaNetrusov]

Пробовал, не тянет его усилитель напряжения ни как....

Ну можно ж добавить после УНа ещё один эмиттерный повторитель. Однотактный, например...

[Александр Котов]

Собственно однокаскадным упрощенным усилителем является схема
http://akotov.narod.ru/4.html

А упрощенной она названа по отношению к этой:

http://akotov.narod.ru/woofer.html


Схема же "усилителя без драйверного каскада" является двухкаскадной (два каскада усиления напряжения):

http://akotov.narod.ru/amp.html

---------- Сообщение добавлено 14:23 ---------- Предыдущее сообщение было 14:14 ----------

Схему я симулировал на 20 кГц и нагрузке 6 Ом (тогда у меня была акустика на 6 ом). Искажения по симулятору Circuit Maker Pro 0,013% (14 вольт на выходе).

---------- Сообщение добавлено 14:45 ---------- Предыдущее сообщение было 14:23 ----------

Если исключить ООС, то при выходном напряжении около 22 вольт искажения 1%. Усиление 35 дб без ООС.

[Mickhail]

А не может OP1117 так вредить? И потом ,вероятно это может только в капе видеться. В живую смотреть и слушать надо. Может Дмитрий проверит? Но похоже он закончил конструкцию и проект закрыт. Тем более звук по его уверениям отменный(даже в сравнении с ламповым).
С уважением Михаил

[dolin]

А не может OP1117 так вредить? И потом ,вероятно это может только в капе видеться.

Все может...Вы сами то меандр в симуляторе смотрели?

Покрутил еще, пришлось быстродействие ВК ухудшить -вернутся к начальным номиналам.
Вроде лучше, надо уже в железе смотреть

[Dimatishov]

Александр Котов, приветствую. Как долго не мучался в симуляторе - оказалось сделал как у вас. Вот интересно насколько будет слышно разницу с биполярами и полевиками на выходе??? С биполярами не собирали случаем, может на макетке?

---------- Сообщение добавлено 20:30 ---------- Предыдущее сообщение было 20:26 ----------

10кОм на входе это вся линейность псу под хвост. Лучше интегратор завести на противоп. вход ДК

Пропал, хоть поясни - почему линейность под хвост. В симмуляторев таком варианте разницы нет.

[Александр Котов]

Dimatishov, я забыл заметить (и это есть в графиках - а они совпадали с измерениями), что частота первого горба =56 кГц. Это и есть причина "лампового" звука. Результат - фаза не крутится в звуковом диапазоне так, чтобы было заметно на слух. Недостаток однокаскадного построения - малая глубина ООС. При применении мосфетов на выходе это сказывается как недостаток проработки на НЧ - особенно на "тяжелых" АС.

---------- Сообщение добавлено 23:20 ---------- Предыдущее сообщение было 23:09 ----------

Вот интересно насколько будет слышно разницу с биполярами и полевиками на выходе???
С биполярами не собирали случаем, может на макетке?

Конечно, не спроста я стал делать оконечник на мосфетах. Тогда (когда перешел на мосфеты) IRF540N еще и упали в цене до 15 руб. Это сподвигло на эксперементы. И вышедший тогда усил от Pioneer получил хорошие отзывы. (Однако сейчас производство IRF продано, и выводы транзисторов превратились в фольгу. Сейчас я ставлю IRFP140N/IRFP9140N - их по-прежнему добросовестно делают на Vishay).
Я делал на биполярах, ессно. Звук хороший, но, видимо, к мосфетам меня склонило меньшее количество кремния на пути сигнала. На слух, конечно. Для меня это - основной критерий.

[SashaNetrusov]

Я делал на биполярах, ессно. Звук хороший, но,

А характер выходного спектра в какую сторону меняется?
А если однокаскадник с боковыми мосфетами на выходе?

[Александр Котов]

Похоже, что на мосфетах спектр короче. С другими типами полевиков не делал.

[fakel]

Пропал, хоть поясни - почему линейность под хвост. В симмуляторев таком варианте разницы нет.

Тута я ;)
Ток базы нелинеен, на таком большом резике создает нелинейное напряжение, которое прикладывается на вход совместно с полезным сигналом. Ну и Миллер вылазит, частотка падает. Чем меньше бета, тем заметнее

[dolin]

Ток базы нелинеен, на таком большом резике создает нелинейное напряжение, которое прикладывается на вход совместно с полезным сигналом

fakel, а как это можно устранить?

[Dimatishov]

При применении мосфетов на выходе это сказывается как недостаток проработки на НЧ - особенно на "тяжелых" АС.

Как раз с биполярами, такого не заметил - всё отлично. Опять палка о двух концах. Тогда возможно вариант с мосфетами будет более идеален для чисто СЧ-ВЧ секции, а с биполярами как широкополосный.

Все может...Вы сами то меандр в симуляторе смотрели?

Смотрел всё там хорошо вроде.

[fakel]

fakel, а как это можно устранить?

Выкинуть резистор нафиг!

---------- Сообщение добавлено 18:51 ---------- Предыдущее сообщение было 18:51 ----------

И всего делов!