Мой новый УМЗЧ

[Slava!!!]

Данный усилитель был разработан для использования в составе триампинга для замены моего существующего усилителя на микросхемах. Для испытания был собран стереомакет с предусилителем и регулятором громкости.

Важным пунктом ТЗ, следующим из предназначения для триампинга, являлась возможность работы всех каналов УМЗЧ от одного блока питания. Обычно в радиолюбительских многоканальных УМЗЧ на каждый канал делается свой БП, что позволяет избежать образования земляных петель. Однако такое решение представляется неоправданно громоздким ( минимум 6 трансформаторов, а с учетом питания кроссовера и вспомогательных цепей может быть и больше).

В макете оба канала УМЗЧ и предусилитель питаются от одного двухобмоточного трансформатора. (пред - через параллельный стабилизатор). Для ликвидации земляных петель на УМЗЧ предусмотрен балансный вход.

Сам УМЗЧ выполнен с входом на ОУ AD823, выходом на полевых транзисторах. Усилитель напряжения выполнен в виде комбинации развернутого дифкаскада а-ля Сухов/Агеев и каскада ОЭ с миллеровской коррекцией, нагруженного на генератор тока. Ток покоя каскада ОЭ выбран равным 25 мА, что позволяет раскачивать выходной каскад без дополнительного эмиттерного повторителя. Миллеровская коррекция представляет собой местную частотозависимую ООС, что снижает выходное сопротивление и увеличивает линейность на высоких частотах, где усилителю напряжения необходимо обеспечивать перезарядку входной емкости выходного каскада.

УМЗЧ питается от +- 35 - 40 В. Выходная мощность - 30 Вт. Заметно значительное недоиспользование напряжения питания, вызванное применением повторителя на полевых транзисторов на выходе и особенностями схемотехники усилителя напряжения. Тем не менее меня такая мощность устраивает. При необходимости можно поднять мощность, подав на усилитель напряжения отдельное повышенное питание.

На выходе УМЗЧ установлена цепочка из параллельно включенных дросселя и резистора 8 Ом, а также снабберная цепочка с выхода на массу из резистора 8 Ом и конденсатора 0,1 мкф (на схеме не показаны).


Предусилитель выполнен по композитной схеме на ОУ AD823 и AD826. Громкость регулируется потенциометром ALPS RK27 50 кОм.

Защита и софтстарт макета особенностей не имеют.

Замерить нелинейные искажения имеющимся оборудованием не удалось. Имеющаяся у меня звуковая карта E-MU0204USB в режиме прямого соединения входа с выходом дает 0,006% НИ (замерено Спектраплюсом). Заметного отличия спектрограмм при прямом соединении входа и выхода карты и при подключении усилителя с резистивной нагрузкой 8 Ом обнаружено не было. Таким образом, гармоники усилителя меньше таковых для примененной звуковой карты.

Тест на IMD дал аналогичный результат - собственная нелинейность карты превысила нелинейность усилителя.

В настоящее время макет прогревается и отслушивается. Пока заметных на слух недостатков не выявлено.

Схемы и платы.rar

Критика приветствуется

Добавил модель в Микрокапе

[finn32]

Offтопик:
При экспорте изображения в С-План, желательно ставить галочку напротив поля "Все элементы". Тогда не будет огромных незанятых белых полей.

[Vjumajlo]

Сам УМЗЧ выполнен с входом на ОУ AD823, выходом на полевых транзисторах.

Судя по схемке/печатке на выходе "сладкие парочки" 2SK1058/2SJ162? Если они, то чьи - кто их папа-мама?
4-ре на одном радиаторе, столько же на втором. Отсюда ещё вопросы:
1) - что применено в качестве термопрокладок под латералами; и соответственно 2) - величина паразитных емкостей истоков на землю - как-то измерялась, учитывалась, обсчитывалась при коррекции усилителя, или всё сразу - раз, и "в яблочко"?

[MikeF]

Регулировка тока покоя пугает.

[SAPR]

1. Пугает обилие ОУ для псевдо балансного входа - если еще и многоампинг, то фильтры тоже балансные?
2. две пары латералов для мощности в 30 Вт - смешно.
3. Зачем VT2 - в ОУ собственный выхлоп хороший.

[audiomun]

Регулировка тока покоя пугает.

Да, явно туда просится транзистор/термодатчик, и конденсатор в 1 мкФ..... Выходной каскад УН на VT3 - мало того, что сам исходно не слишком линейный(ОЭ), так эта ситуация ещё и ухудшена стабилитроном VD1 в его эмиттере.....

[SAPR]

туда просится транзистор/термодатчик, и конденсатор в 1 мкФ

Конденсатор обязательно, а термодатчик ни к чему, достаточно подстроечник включить правильно.

УМЗЧ питается от +- 35 - 40 В. Выходная мощность - 30 Вт

Питание используется крайне плохо.

недоиспользование напряжения питания, вызванное применением повторителя на полевых транзисторов на выходе

И причем тут полевой выхлоп?

и особенностями схемотехники усилителя напряжения.

Недостатками, а не особенностями.

Ток покоя каскада ОЭ выбран равным 25 мА, что позволяет раскачивать выходной каскад без дополнительного эмиттерного повторителя.

И это правильно.

[Slava!!!]

Судя по схемке/печатке на выходе "сладкие парочки" 2SK1058/2SJ162? Если они, то чьи - кто их папа-мама?

Они, родные. Приобретены в ближайшем магазине. Явный фейк мне в нем пока не попадался.

4-ре на одном радиаторе, столько же на втором. Отсюда ещё вопросы:
1) - что применено в качестве термопрокладок под латералами; и соответственно 2) - величина паразитных емкостей истоков на землю - как-то измерялась, учитывалась, обсчитывалась при коррекции усилителя, или всё сразу - раз, и "в яблочко"?

Термопрокладки - 1 мм оксида алюминия. В расчетах емкость дополнительно не учитывалась.

---------- Сообщение добавлено 14.41 ---------- Предыдущее сообщение было 14.35 ----------

1. Пугает обилие ОУ для псевдо балансного входа - если еще и многоампинг, то фильтры тоже балансные?

Выход фильтров планируется аналогичным примененному в предусилителе макета.

И почему "псевдобалансный"? Полноценный балансный вход.

2. две пары латералов для мощности в 30 Вт - смешно.

Радиатор на полной мощности греется заметно.

К тому же в случае реализации варианта с раздельным питанием две пары транзисторов будут точно нужны (с учетом реактивности нагрузки).

Да и линейность от второй пары только выше.

---------- Сообщение добавлено 14.54 ---------- Предыдущее сообщение было 14.41 ----------

Да, явно туда просится транзистор/термодатчик, и конденсатор в 1 мкФ.....

Насчет термодатчика положился на опыт ряда форумчан, собиравших усилители на данных транзисторах и утверждавших, что термодатчик не нужен. И у меня макет два дня отработал на достаточной мощности без аварий.

Насчет конденсатора. Ну, зашунтируем мы подстроечник (около 100 Ом в среднем положении). Но ведь емкости выходных транзисторов, перезарядку которых мы хотим ускорить, отделены резисторами в затворах по 220 Ом. Много ли мы выиграем?

Выходной каскад УН на VT3 - мало того, что сам исходно не слишком линейный(ОЭ), так эта ситуация ещё и ухудшена стабилитроном VD1 в его эмиттере.....

Каскад охвачен местной ООС через конденсатор С7. Поскольку сигнал ООС заведен не на базу VT3, а на эмиттер VT1, стабилитрон оказывается в петле указанной ООС и линеаризуется ею.


Насчет ненадежности подстроечника в регуляторе тока покоя. Вариантов, когда при обрыве подстроечника ток покоя устанавливается в ноль, без существенного усложнения данного узла я не вижу. Простое шунтирование постоянным резистором при сохранении требуемого диапазона регулирования приведет при обрыве к росту тока покоя в несколько раз.
Возможный вариант - измерение напряжения смещения после настройки тока покоя и шунтирование регулятора стабилитроном на несколько большее напряжение.

И с обрывами многооборотных подстроечников я пока не сталкивался, хотя применяю их достаточно широко.

[finn32]

Вопрос в том, почему не соединен ползунок с нижним по схеме выводом потенциомтра.

[Slava!!!]

Вопрос в том, почему не соединен ползунок с нижним по схеме выводом потенциомтра.

Просто так удобнее было разводить плату

[ntechmen]

Каскад охвачен местной ООС через конденсатор С7. Поскольку сигнал ООС заведен не на базу VT3, а на эмиттер VT1, стабилитрон оказывается в петле указанной ООС и линеаризуется ею.

местная ООС через C7 частотно зависима, эффект от нее будет заметен только на вч. Да и основной смысл ее здесь не в линеаризации каскада. C7 Это коррекция на опережение, помогает сформировать АЧХ усилителя (при разомкнутой петле оос).

[MikeF]

Просто так удобнее было разводить плату

Чинить если что будет менее удобно

[Slava!!!]

местная ООС через C7 частотно зависима, эффект от нее будет заметен только на вч. Да и основной смысл ее здесь не в линеаризации каскада. C7 Это коррекция на опережение, помогает сформировать АЧХ усилителя (при разомкнутой петле оос).

На НЧ общая ООС усилителя достаточна глубока для линеаризации всего и вся. Основные проблемы с линейностью у усилителей с общей ООС бывают как раз на ВЧ.

Какой смысл схемотехнического решения основной, а какой нет - зависит исключительно от мнения разработчика. Любая ООС линеаризует усилительный каскад. За счет применения стабилитрона в эмиттере и соответствующего увеличения номинала R8 петлевое усиление достаточно велико для заметной линеаризации.

Применение традиционной местной ООС в виде резистора вместо стабилитрона в эмиттере каскада повысило бы выходное сопротивление УН, а нам желательно его снизить.

[ntechmen]

На НЧ общая ООС усилителя достаточна глубока для линеаризации всего и вся.

Всемогущая ос - это да, правит все, пока кривизна не превысит возможности ос ..., Может ей помочь -

Применение традиционной местной ООС в виде резистора

Применение традиционной местной ООС в виде резистора вместо стабилитрона в эмиттере каскада повысило бы выходное сопротивление УН, а нам желательно его снизить.

И нагрузили VT13 на ГСТ. (выходное сопротивление ун-а будет определятся возможностями ГСТ)

Не заменит стабилитрон, буфера для кун, особенно для полевых. Без повторителей для выхода на FET, получается плавающий полюс п.ф. каскада ун (грубо говоря - зависимость АЧХ каскада ун от тока на выходе усилителя т.к. через емкости затвор-исток оказывают влияние на ун и ничем не развязаны по току),а он у вас охвачен общей оос. Крайне вредно это..

[Slava!!!]

Всемогущая ос - это да, правит все, пока кривизна не превысит возможности ос ..., Может ей помочь - применение традиционной местной ООС в виде резистора

И тем самым снизить глубину ООС через С7. Сомнительная помощь.

И нагрузили VT13 на ГСТ. (выходное сопротивление ун-а будет определятся возможностями ГСТ)

Да ну?

Выходное сопротивление УН будет определяться выходными сопротивлениями каскада ОЭ (охваченного ООС) и ГСТ, включенными параллельно. С приемлемой точностью можно считать, что будет равно наименьшему из них.

Не заменит стабилитрон, буфера для кун, особенно для полевых. Без повторителей для выхода на FET, получается плавающий полюс п.ф. каскада ун (грубо говоря - зависимость АЧХ каскада ун от тока на выходе усилителя т.к. через емкости затвор-исток оказывают влияние на ун и ничем не развязаны по току),а он у вас охвачен общей оос. Крайне вредно это..

Буфер решает ту же задачу - снижение выходного сопротивления каскада, питающего входа полевиков. Причем снижает на величину бета примененных транзисторов - в 50 - 100 раз. Зависимость АЧХ от выходного сигнала, вызванная модуляцией входной емкости выходного каскада, при этом не устраняется - просто соответствующий полюс сдвигается в более высокочастотную область. Аналогичный эффект оказывает и снижение выходного сопротивления УН без применения буфера.

[ntechmen]

И тем самым снизить глубину ООС через С7. Сомнительная помощь.

При этом местная оос по току улучшает линейность самого кун, улучшает термостабильность каскада.

Буфер решает ту же задачу

Только буфер и решает эту задачу эффективно, в добавок изоляция емкости от кун крайне положительно отражается на быстродействии каскада.

Радикально выходное сопротивление ун-а без применения буфера на эп в данном случае можно снизить, только значительным увеличением тока покоя ун-а, со всеми плюсами и минусами.
Те которые задачи вы возлагаете на стабилитрон, он не решит.

Ладно, на споры у меня просто нет времени ... Желаю успехов.

[zoog]

Стабилитрон там только для увеличения R8 (вместо использования источника тока)? А что мешало поставить резистор, шунтированный конденсатором?

[audiomun]

Каскад охвачен местной ООС через конденсатор С7.

В обсуждаемом случае имеем, буквально - нелинейный каскад охвачен нелинейной местной ООС..... Можно выбрать другой путь - одновременно улучшать исходную линейность каскада и уменьшать номинал C7.

[Slava!!!]

В обсуждаемом случае имеем, буквально - нелинейный каскад охвачен нелинейной местной ООС..... Можно выбрать другой путь - одновременно улучшать исходную линейность каскада и уменьшать номинал C7.

С чего бы это данная ООС нелинейна?

Номинал С7 уменьшать нельзя - он помимо прочего корректирует АФЧХ петлевого усиления.

---------- Сообщение добавлено 23.24 ---------- Предыдущее сообщение было 23.22 ----------

Стабилитрон там только для увеличения R8 (вместо использования источника тока)? А что мешало поставить резистор, шунтированный конденсатором?

Можно. Только линейность стабилитрона в предлагаемом каскаде и так достаточно велика - через него протекает практически постоянный ток.

[Luch]

Судя по схемке/печатке на выходе "сладкие парочки" 2SK1058/2SJ162? Если они, то чьи - кто их папа-мама?

Они, родные. Приобретены в ближайшем магазине. Явный фейк мне в нем пока не попадался.

И папа, и мама у этой парочки RENESAS. У нормальных в верхнем левом круглом оттиске на фланце страну производителя
вписывают очень мелко, но буквы четкие.