Универсальный УМЗЧ со стабилизацией режима

[asgladd]

Универсальный УМЗЧ со стабилизацией режима.

Схема усилителя представлена на рис.1 и 2.
Универсальным усилитель назван потому, что в выходном каскаде можно использовать любые мощные транзисторы (биполярные или полевые) без изменения схемы, причем глубокая ООС, действующая в нем, автоматически выводит каскад на режим супер-А ( с невыключаемым током выходных транзисторов) с параметрами 40 мА- ток минимума и 90 мА- ток покоя ( на каждый транзистор)- (смотри эпюры на рис.3) и поддерживает такой режим при любой температуре выходных транзисторов (нет термодатчиков!).В выходном каскаде применена схема вольтдобавки (на R19-R22,C6,C7,VD3, VD4), которая дает питание +/- 9 V усилителям обратной связи на VT15-VT32 и позволяет полностью использовать напряжение питания всего усилителя (даже для выхода на полевых транзисторах с напряжением затвор-исток более 4B).
Параметры выходного каскада : Кусил = 0,87, Rвх - более 700 кОм, Rвых = 0,17 Ома, полоса частот более 1 МГц, коэффициент гармоник 0,015 % - 0,03 % для 8 и 4-х Ом.
Добавляем к этому усилитель напряжения с усилением более 70 дБ, заводим общую обратную связь и получаем почти идеальный усилитель. Тестирование макета подтверждает получение неплохих параметров :
Коэффициент гармоник 0,01% / на частоте 20 кГц при номинальной мощности
На частотах ниже 5 кГц гармоники менее 0,001 %
Выходное сопротивление около 0,005 Ом (измерено до индуктивности L1).
Полоса усиления 5 Гц – 360 кГц/560 кГц (по уровню -3 дБ с входным фильтром и без )
Скорость нарастания выходного напряжения 50 В/мкС с входным фильтром на R3-C2.
Интересны и другие свойства усилителя :
Питание от нестабилизированного источника +/- 20 – 50 В.
Амплитуда выходного напряжения равна напряжению питания минус 2,5-3 В.
АЧХ не имеет выбросов, ограничение сигнала тоже без выбросов.
Выход защищен от короткого замыкания ограничением тока на уровне 10 А на каждый выходной транзистор.
Выходная мощность определяется фактически количеством параллельно включенных выходных транзисторов и мощностью блока питания. Например для блока питания
+/- 45 В-4А ( 40 В под нагрузкой) и двух транзисторах в плече (как на схеме) номинальная мощность не менее 90/140 Вт при 8/4 Ом нагрузки.
Универсальность схемы подтверждается ее абсолютной симметричностью (при включении питания отсутствуют щелчки) и возможностью использования усилителя в инвертирующем и неинвертирующем режиме и даже в режиме мощного ОУ без емкостей на входе и в цепи ОС ( при такой схеме входа и таких транзисторах с h21 более 500 входные токи усилителя менее 10 нА).
Усилитель стабильно работает даже при установке в цепях питания резисторов 5-10 Ом или при подключении к выходу емкости в несколько микрофарад (при полном сигнале)!!!
Универсальность схемы заключается и в том, что с её помощью может быть доработан почти любой имеющийся в наличии УМЗЧ (подходящей мощности и с любыми, даже не очень качественными, выходными транзисторами). Как говорится в известном фильме "легким движением руки брюки превращаются...". В нашем случае - это звучит так : "при наличии нескольких часов свободного времени на пайку схемы,(выделенной пунктиром), на монтажную плату размером 4х5 см (стоимость деталей – менее 250 руб) Ваш усилитель превращается ...
Во вложении представлены схемы в формате Микрокап-9 для желающих поэкспериментировать...При разработке печатной платы нужно учитывать, что "абсолютный ноль" на выходе устанавливается с помощью одного из резисторов R14 и R15, а ток покоя,при желании, может быть изменен с помощью резисторов R28 - R29.
Желающие сделать усилители с отрицательным выходным сопротивлением или с регулируемыми токами режима супер-А могут прочитать мою статью "Схемотехника УМЗЧ со стабилизацией режима" на сайте "Паяльник" http://cxem.net/sound/amps/amp225.php
Александр Гладкий

[dekko]

Offтопик:
та не, просто видят и слышат только то, чего хотят...

[Petr-1951]

Я говорю о реальных измерениях в железе, не скажу , что долго бился, но все мои попытки увидеть переключательные искажения вживую не удались, технику использовал достойную, пробовал и цифру и аналог.

не знаю какие приборы вы использовали, но найдите хотя бы древний С6-7 и посмотрите продукты искажений осциллографом. А насчет леса гармоник, так в установившемся режиме их нет, их можно увидеть на первых периодах виртуально (если вы до сих пор не поняли). А измерять в железе их до сих пор не научились, вот потому и разница в звучании усилителей с одинаковыми параметрами может быть как небо и земля.

[SAPR]

А насчет «не слышно» - переведите ВК в УМЗЧ из класса АВ в А – звучание изменилось? Это вы убрали КИ.

А если не изменилось?

[hippo64]

Offтопик:
А чего не видят, то нарисуют. Любители на ноль делить. И шлындрать возле этого нуля с умным видом

---------- Сообщение добавлено 11:14 ---------- Предыдущее сообщение было 11:09 ----------

А измерять в железе их до сих пор не научились,

Александр, повторяю и аналогом смотрел и цифрой. Вместо подсовывания картинок покажите методику и конкретное измерение в реале, пока их нет веры вам ни на ломаный грош. Много работал в свое время с матмоделированием, поэтому вашим выводам не верю, интерпретация модели и оценка погрешности занимает 95% труда и проверку несколькими способами, вы же как бабочка порхающая. Так в жизни не бывает.

---------- Сообщение добавлено 11:15 ---------- Предыдущее сообщение было 11:14 ----------

А если не изменилось?

Коллега Сапр прав, практически никогда не меняется

[Валет]

На выходе ZD-50 невозможно увидеть никаких значимых КИ, т.к. они подавлены сверхглубокой ООС.

А кто пытался увидеть? Кг ( от КИ в основном) измеряются в ZD-50 сотыми долями процента уже на 12Вт выходной мощности. Такие искажения легко можно увидеть за 2Т-фильтром. А уж на полной мощности и подавно.
Слышно или не слышно – другой вопрос. Честно измеренные искажения в 1-2 сотки %, имхо, это очень хороший показатель, не все такие искажения могут отличить.

---------- Сообщение добавлено 11:32 ---------- Предыдущее сообщение было 11:29 ----------

Коллега Сапр прав, практически никогда не меняется

Термин "транзисторное звучание" слышали? Оно появляется именно в усях в классе АВ, и именно из-за коммутации плеч.

[SAPR]

Offтопик:

Offтопик:
А чего не видят, то нарисуют. Любители на ноль делить. И шлындрать возле этого нуля с умным видом

Именно.
Лень было писать много букв, но попробую. Специально для Валета :
Я очень много времени убил на всякие однотактники, двутактники и псевдодвутактники в реж. А. Тут на форуме есть мои темы с этой хней.
Наконец, был сделан двутакт в реж. А, который для меня поставил, так сказать точку в поисках - он переиграл все предыдущие.
Играет он ну просто замечательно (и на мой ух, и всех кто слушал). Амплитудная характеристика выхлопа - идеальная прямая линия, ОУ питается синфазно с входным сигналом. Звук как слеза. В общем - супер- пупер высокий конецъ, даже греется, как положено высокому концу . НО:
Потом был собран этот композит в реж АВ. И первое слово при первом просушивании было "бля" (извиняюсь за выражение).
Потому, что он ничем не отличался по звучанию от высокого конца, который в реж А. Абсолютно ничем. И это подтвердили все, кто слушал оба усилителя.
Поэтому лично для меня коммутационные искажения неинтересны - если они есть и слышны, значит у Вас что-то не так в консерватории усилителе

[Валет]

Лень было писать много букв, но попробую. Специально для Валета :

Не буду спорить, вполне возможно, что усилители имеют неотличимое на слух звучание. Интереснее было бы знать их объективные параметры, чтобы делать какие-либо выводы.
Но не всегда так бывает. Вот другой пример (пост 171) сравнения усей с ничтожными и заметными КИ.

[SAPR]

вполне возможно, что усилители имеют неотличимое на слух звучание.

Но первый в реж. А, а второй в АВ, как жеж так?

Термин "транзисторное звучание" слышали? Оно появляется именно в усях в классе АВ, и именно из-за коммутации плеч.

А насчет «не слышно» - переведите ВК в УМЗЧ из класса АВ в А – звучание изменилось? Это вы убрали КИ.

---------- Сообщение добавлено 12:17 ---------- Предыдущее сообщение было 12:09 ----------

Интереснее было бы знать их объективные параметры, чтобы делать какие-либо выводы.

Да оба с двухпетлевой ОС и очень маленькими искажениями. В симуляторе у АВ -шника хвост высоких гармоник на уровне - 140, 160 дБ (в реж. А этого хвоста в симуляторе нет). А в реале хвоста не видно, ниже уровня шумов. И звучание обоих определяется типом ОУ - менял ОУ, менялся характер звучания. Причем в обоих усилителях одинаково.

[Валет]

Но первый в реж. А, а второй в АВ, как жеж так?

Искажения характеризуются также и величиной.

Слышно или не слышно – другой вопрос. Честно измеренные искажения в 1-2 сотки %, имхо, это очень хороший показатель, не все такие искажения могут отличить.

Если бы вы дали результаты объективных измерений, был бы предмет для разговора. А так обычный Hi-End: слышно–не слышно, понравилось-не понравилось.

---------- Сообщение добавлено 12:35 ---------- Предыдущее сообщение было 12:27 ----------

И звучание обоих определяется типом ОУ - менял ОУ, менялся характер звучания.

А это уже обычное аудиофильстство – сказки об особых «звуковых» качествах всего, даже полок под колонками. ОУ имеют технические параметры, по ним и можно понять степень влияния на параметры УМЗЧ.

[Ясен Пень]

А кто пытался увидеть? Кг ( от КИ в основном) измеряются в ZD-50 сотыми долями процента уже на 12Вт выходной мощности. Такие искажения легко можно увидеть за 2Т-фильтром. А уж на полной мощности и подавно.

Не надо фантазировать.

Искажения от КИ практически не зависят от выходной мощности. Это специфические искажения, существующие только в определенной области амплитудной характеристики усилителя и имеющие ограниченный по времени период и по абс величине амплитуду.

Именно такой их характер и определяет специфический вид графика THD/Pwr в усилителях класса AB.

[SAPR]

А это уже обычное аудиофильстство – сказки об особых «звуковых» качествах всего, даже полок под колонками.

И причем тут удифильство? Поменял ОУ - поменялся характер искажений, вносимых самим ОУ и это слышно, тем более что ОУ в обоих усилителях работает не в малосигнальном режиме. А вот коммутационные искажения - не слышно. Потому как они за порогом слышимости (в данном случае)

[Валет]

Искажения от КИ практически не зависят от выходной мощности.

Пустые слова, пока не представите подтверждения. В моем усе коммутационные импульсы с уменьшением мощности уменьшаются по амплитуде и увеличиваются по длительности. При средней мощности пропадают совсем. (Наблюдение на частоте 20кГц).

---------- Сообщение добавлено 13:11 ---------- Предыдущее сообщение было 13:06 ----------

А вот коммутационные искажения - не слышно.

Слышно или не слышно – другой вопрос. Честно измеренные искажения в 1-2 сотки %, имхо, это очень хороший показатель, не все такие искажения могут отличить.

Вот другой пример (пост 171) сравнения усей с ничтожными и заметными КИ.

Кроме объективных есть еще и субъективные причины, например, желание услышать или не услышать, т.е. аудиодиофильство.

PS. Мы, кажется, зациклились.

[SAPR]

Offтопик:

Кроме объективных есть еще и субъективные причины, например, желание услышать, т.е. аудиодиофильство.

Валет, а что собственно Вы хотите доказать? Я уже ничего не понимаю.

[Ясен Пень]

Offтопик:

Пустые слова, пока не представите подтверждения

Думаю, никакие подтверждения от меня вас не убедят. Проверьте лучше сами, у вас и так все для этого есть - и усилитель, и осциллограф, и Т-мост. Желания понимать элементарные вещи вот только нет, почему-то...

[Petr-1951]

Offтопик:

Потом был собран этот композит в реж АВ. И первое слово при первом просушивании было "бля" (извиняюсь за выражение).
Потому, что он ничем не отличался по звучанию от высокого конца, который в реж А. Абсолютно ничем. И это подтвердили все, кто слушал оба усилителя.
Поэтому лично для меня коммутационные искажения неинтересны - если они есть и слышны, значит у Вас что-то не так в консерватории усилителе

вот результат теста вашего композита при токе покоя 240 мА и 120 мА и питании +-20 В и ВК класса А при токе покоя 1,4 А

так что нечего удивляться что его звучание не отличается класса А

[SAPR]

вот результат теста

Хорошо или не очень?

при токе покоя 240 мА

У меня 120 мА

[dekko]

вот результат теста вашего композита при токе покоя 240 мА и питании +-20 В

в симуляции?

У меня 120 мА

в железе?

[Petr-1951]

Хорошо или не очень?

У меня 120 мА

на мой взгляд очень даже неплохо. А что касается тока покоя, то в одном из постов вы указали ток покоя 200-300 мА, вот я и взял среднее значение, если хотите могу перетестировать с током покоя 120 мА

[fagos]

Искажения от КИ практически не зависят от выходной мощности.

А по моему зависят, если подумать. КИ появляются пр открытии плеча, когда противоположное плечо еще проводит из-за его оставшихся носителей заряда в базовой области. То есть если мы подаем низкоамплитудный сигнал с малой скоростью нарастания будут одни КИ (практически незаметные и сглаженные), а если высокоамплитудный с высокой скоростью нарастания, то совсем другой компот получится.

[Валет]

Offтопик:

Валет, а что собственно Вы хотите доказать? Я уже ничего не понимаю.

Вот что:

Измерение Кг+шум в тысячные доли процента при этом не вызывают проблем при наличии распространенных приборов.

Такой способ измерения Кг удобен наглядностью, т.к. искажения можно видеть на осциллографе, а погрешность даже в 30% вполне приемлема, имхо, т.к. Кг при эксплуатации зависит еще от мощности, импеданса нагрузки, частоты.

Все остальное это ответы на вопросы и на возражения.

Думаю, никакие подтверждения от меня вас не убедят. Проверьте лучше сами, у вас и так все для этого есть - и усилитель, и осциллограф, и Т-мост. Желания понимать элементарные вещи вот только нет, почему-то...

Откройте глаза.

В моем усе коммутационные импульсы с уменьшением мощности уменьшаются по амплитуде и увеличиваются по длительности. При средней мощности пропадают совсем. (Наблюдение на частоте 20кГц).