Метод улучшения линейности однокаскадных усилителей

[Nick-nack]

Однокаскадные ОУ (например AD797, LT1469, серия THS40xx итд.)

На первой картинке - блок схема такого усилителя, диффкаскад, сломанный каскод, идеальный вк.
Yсиление такой структуры равно крутизне входа умноженной на импеданс выходного каскада.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Теперь модифицированный усилитель:

Добавлен корректирующий транзистор Q5, зеркало стало плавающим (V1) , нагрузка на УН (100кОм + 100пФ) , и! добавлена еще одна компенсационная цепь (C_comp2, R11) в точке 222.

Подбором импедансов в точках 111 и 222 (так же нужно учитывать и импедансы Q5 и зеркал) можно заметно улучшить линейность.

П.С. Работает во всех усилителях с дифференциальным выходом УН (например Холтон)

[wert]

проверено, см на 2 поста выше

Пока Ваша тема не покрывает оценки "бред".
Относительно девиации фазы и амплитуды в вашей теме ни слова.
Возможно предложенная вами схема и имеет все признаки класса А.
Давайте проверим на девиации, выложите в МС с Вашими моделями и режимами, если это не секрет, посмотрим коммутации и девиации на сложных сигналах.

---------- Сообщение добавлено 10:02 ---------- Предыдущее сообщение было 09:38 ----------

На всякий случай посмотрите мою разработку 2006 года, на ВЕГЕ обсуждалась Ссылка
Ваша разработка в подобной топологии только 2017 года.
А вот выходной каскад мной разработанный в 2006 г как раз отвечает всем признакам класса А и без охвата глубокой ОС. Коммутации отсутствуют, девиации амплитуды и фазы очень низки, практически как у каскада в режиме А. Выходной импеданс ниже мне известных ВК.
И модели в МС я не стесняюсь выкладывать.

[fakel]

Возможно предложенная вами схема и имеет все признаки класса А.

нет, там АВ.

Относительно девиации фазы и амплитуды в вашей теме ни слова.

Где, на каком сигнале?

[wert]

Сообщение от wert
Возможно предложенная вами схема и имеет все признаки класса А.
нет, там АВ.

Некоторые признаки каскада в классе А я уточнял в теме "транзисторный ламповик":
- отсутствие коммутационных искажений;
- отсутствие девиации амплитуды;
- отсутствие девиации фазы;
- стабильный выходной и входной импеданс в рабочей полосе частот, диапазоне напряжений и нагрузок...желательно на сложных сигналах.
Если претендент на экономичный класс А покроет перечисленное, тогда можно предположить, что он таки близок к А.

[fakel]

моделька

[Nikolav]

пожалуйстаВложение 305626

В командировке, покрутить модель не могу. Вопрос такой, почему бы не избавиться от электролитов, перемкнуть их, увеличив ток ГТ, на глазок, до 6,5мА?

[wert]

Вопрос такой, почему бы не избавиться от электролитов, перемкнуть их, увеличив ток ГТ, на глазок, до 6,5мА?

В 2006 году это все реализовано было и напечатано, на ВЕГЕ обсуждалось, потом в 2007 году УН в виде каскода модернизирован и на ВЕГЕ уже не раз вывешивался.
Посмотрите на ссылку УНЧ 2006 года, там уже обсуждался усилитель без лишних электролитов.

[Medan]

В 2006 году это все реализовано было и напечатано,

Читал,поддался соблазну, собирал. Фрагментльно отслушивал все фрагменты. Гармоники, действительно были очень маленькие. У Нелсона была подобно ВК структура, но это был весь унчик, без линеаризации конечно, это не столь важно для её эффективности для звука.

[Petr-1951]

В командировке, покрутить модель не могу. Вопрос такой, почему бы не избавиться от электролитов, перемкнуть их, увеличив ток ГТ, на глазок, до 6,5мА?

этот вариант я предложил как микрофонный усилитель с Ку=300 и выходным напряжением 1 В для звуковой карты. Поэтому и режимы по току выбирались для снижения шумов. Я уже отмечал что токи входных каскадов можно снизить еще в 3...5 раз, но тогда возрастут искажения. А что Вас смущают электролиты, которые под поляризующим напряжением 1,2 В, а переменное напряжение в 300...1000 раз меньше. Если Вам нужен усилитель для другой цели возьмите готовый, без электролитов, который предложил wert

---------- Сообщение добавлено 11:44 ---------- Предыдущее сообщение было 10:05 ----------

посмотрите мою разработку 2006 года

идея использования транзисторов в диодном включении вместо резисторов не нова
вот из патента 1986 года, для ПТ количество "диодов" требуется больше

[fakel]

идея использования транзисторов в диодном включении вместо резисторов не нова
вот из патента 1986 года, для ПТ количество "диодов" требуется больше

Не понимаю смысла этого патента, общий ток делится поровну между транзисторами, тогда как в Шиклаи ток первого транзистора в бета _{второго тр-ра} раз меньше чем второго. Вместо цепочки диод+резистор здесь более уместен источник тока, обеспечивающий незакрывание первого тр-ра при закрывании второго

[wert]

Не понимаю смысла этого патента

Я показывал графики ВАХ такой структуры - прямая линия, мало зависит от нагрузки, температуры (в теме "транзисторный ламповик"). Полная линеаризация всего и вся.
Вместо цепочки диод-резистор, нужно применять только прямосмещенный транзистор (диод), тогда не закроется в двухтакте.
Получается структура составного транзистора со 100% ОС и равным распределением токов между транзисторами.
Прямосмещенный транзистор обеспечивает стабильную, равную 1 обратную связь, не зависит от режимов (глубина ОС зависит от количества прямосмещенных транзисторов, пример в усилителе 2006).
Т.е. при применении комплементарной пары ВАХ составного транзистора стабильная прямая линия и мало изменяется при изменении режимов...
Потому применил чуть измененную топологию составного транзистора для двухтакта ВК в своем УНЧ 2006 г.
Кроме очень низких искажений ВК дает и малый выходной импеданс на порядок ниже ЭП.
Обеспечивает проход через ноль в духтакте без коммутации при токах режима АВ.
Температурная стабильность - ток покоя не зависят от температуры, можно организовать малый наклон уменьшения тока с ростом температуры.
ВК показывает удивительную нагрузочную способность при сохранении линейных режимов.
На тот момент (2006 г) это было некоей новизной (на ВЕГЕ обсуждалась статья) и до сего ничего лучше не нахожу.

[Petr-1951]

На тот момент (2006 г) это было некоей новизной и до сего ничего лучше не нахожу.

если уверен в новизне патентовать надо... видел по телевизору сколько патентов у medanа?

[теоретизирующий практик]

Offтопик:

Полная линеаризация всего и вся

Как в каскаде с ОК

Вместо цепочки диод-резистор, нужно применять только прямосмещенный транзистор (диод), тогда не закроется в двухтакте.

Можно применить и диод.

Получается структура составного транзистора со 100% ОС и равным распределением токов между транзисторами.

Получается эквивалент одного транзистора.

Т.е. при применении комплементарной пары ВАХ составного транзистора стабильная прямая линия и мало изменяется при изменении режимов...

Схема из трёх транзисторов практически эквивалентна ВАХ одного транзистора с ОК.

дает и малый выходной импеданс на порядок ниже ЭП

Это вряд ли.
И т.д. и т.п...


wert, Вы основы полупроводниковой техники почитайте, почитайте про ВАХ транзисторов. Главное про ВАХ диодов. Подсказка -про экспоненциальную характеристику. Хорошо бы освежить математику, о свойствах экспоненты... Ну и иногда надо включать мыслительный аппарат, а не налегать на симуляцию/моделирование.

Извините.

[shura1959]

Petr-1951, wert, Меломан
Спасибо за дискуссию, беседа способствует прогрессу. Помоделировал интересующую меня схему с Вашими идеями. В симуляторе искажения 0,0035%, при Ку=300, Uвх.=1мВ.

[wert]

Ну и иногда надо включать мыслительный аппарат, а не налегать на симуляцию/моделирование.

Между Вашим "фырканьем" и реализацией данного решения более 11 лет.
где Вы раньше то были. Потом написанное Вами вы бы проверили хоть в том симуляторе или на практике или карандашом экспоненты совмещайте.
Форумчане собирали, положительные отзывы есть. Medan тоже собрал такой усилитель и получил очень низкие искажения.
Вы кроме домыслов и упреков не представили ни одного аргумента.

Посмотрите тут ребята вопросы прямосмещенных транзисториков в нагрузке каскада ОЭ рассматривали, там не далеко на патент есть ссылка.

[Petr-1951]

wert, какой ток стока транзисторов М1, М2 в схеме рис. 3.1 Радиохобби 2006-03?

[wert]

На ВЕГЕ, на сайте РХ модели выложены, можно подробно все посмотреть.
По памяти токи стоков М1,2 ВК до 100 мА. В статье подробно есть об оптимальных токах ВК для минимизации искажений с трехмерными графиками.

[Petr-1951]

На ВЕГЕ, на сайте РХ модели выложены, можно подробно все посмотреть.
По памяти токи стоков М1,2 ВК до 100 мА. В статье подробно есть об оптимальных токах ВК для минимизации искажений с трехмерными графиками.

т.е. с током 100 мА работают уже входные транзисторы

[теоретизирующий практик]

Между Вашим "фырканьем" и реализацией данного решения более 11 лет.
где Вы раньше то были. Потом написанное Вами вы бы проверили хоть в том симуляторе или на практике или карандашом экспоненты совмещайте.
Medan тоже собрал такой усилитель и получил очень низкие искажения.
Вы кроме домыслов и упреков не представили ни одного аргумента.

Или мы о разных схемах? Я так о схеме из #368, и я так понимаю, что цитируемые мною Ваши высказывания так же о ней.
Давайте на промокашке просчитаем хотя бы Ку в схеме с ОЭ при общем токе цепи "Э" равном 2 мА, и нагрузке 500 Ом, и то же для одиночного транзистора.
1. Для упомянутой схемы
1.1 Ток эмиттера "Базового" транзистора (слева внизу) практически равен току коллектора "правого среднего" транзистора, и составляют по 1 мА.
1.2 Динамическое сопротивление эмиттерного перехода "базового" транзистора составит 4025/1(мА)=25(Ом).
1.3 Учитываем, что к току эмиттера "базового" транзистора прибавляется такой же ток правого транзистора.
1.4 Итак при единичном приращении напряжения эмиттерного перехода "базового" транзистора получаем сумму приращений токов в цепи "комплексного эмиттера", соответствующую эквивалентному сопротивлению эмиттера 12,5Ом.
1.5 Ку = 500 Ом / 12,5 = 40

Тот же расчёт для единичного транзистора с током эмиттера в 2 мА и нагрузкой 500 Ом даёт то же значение Ку. Повторяться не буду.

Так же можно убедиться что выходное сопротивление каскадов в схеме ОК при источнике напряжения на входе будут равны между собой и составят 12,5 Ом.

Нет, ну если дотошно разбираться, то у показанной схемы имеем удвоенное значение В ("беты"). И это ценой включения трёх транзисторов вместо одного.

Справедливости ради могу признать, что возможно я и погорячился , извините, и в какой то хитрой схеме с сверхбольшим сопротивлением нагрузки в коллекторе можно получить существенное улучшение параметров УНа, но никак не в выходном каскаде, и причём здесь класс А, или АБ?

[Petr-1951]

ну очень заинтриговали параметры, не выдержал, набрал модель ВК, и это при идеально подобранных ПТ

[wert]

т.е. с током 100 мА работают уже входные транзисторы

В статье есть
III. Особенности настройки.
1. Нагрузка плеч УН R11,R12 выбирается в диапазоне 400-700 кОм по минимальному Кг.
2. Карты напряжений, токов, рассеиваемых мощностей на элементах схемы УМЗЧ в статическом и динамическом режимах можно получить при помощи схемного файла УМЗЧ, представленного в формате МС7 - Amp_Rubalsky.cir, который находится на сайте http://www.radiohobby.tk/ .
3. Гармонические и интермодуляционные искажения УМЗЧ зависят от оптимального тока покоя ВК (60-80 мА на транзистор) и значений элементов двухполюсной (однополюсной) коррекции.

Или мы о разных схемах?

Возможно вы о какой то другой схеме писали, но я ни кого не пытаюсь оскорбить и не горячусь понапрасну, это у вас у молодых все так быстро происходит.

---------- Сообщение добавлено 16:19 ---------- Предыдущее сообщение было 16:17 ----------

ну очень заинтриговали параметры,

Мы в личке Ваши модели рассматривали и я вам правил, посмотрите, там должны быть нормальные результаты.
И в статье об усилителе также есть раздел о коммутационных искажениях ВК с моделями.
Что то Вы не то собрали и моим же методом оценки коммутационных искажений меня пытаетесь...подрихтовать
И кстати смотрите в полосе THD это также Амелиных работа и мой вклад в той работе есть по уменьшению ошибок с частотой. На сайте Амелиных посмотрите переписку.
На ВЕГЕ выкладывал информацию об эмуляции и измерениях, рассказывал как работает и файлы выладывал МС с настройками (в "транзисторном ламповике"), пользуйтесь на здоровье.