Вариант простенького усилителя на Дарлингтонах

[Hennady]

Схема данного усилителя была промежуточным вариантом в конструировании усилителя для дома, аналогичный набор деталей только с комплиментарным выходом и взвешенным смещением, участвовал в сравнительном прослушивании с ламповым усилителем, где показал себя весьма не плохо....
Схему восстановил по памяти, возможно позже соберу в железе...
работала она в паре со стереодрайвером, но из-за конструирования макапов АС постоянно чтото переделывалось добавлялось и убиралось (в частности ООС в стереодрайвер, биванинг и т.д. т.п... )

схема Hennady 2009

Скрытый текст

*схема использует внутреннюю структуру сборки Дарлингтона, именно поэтому Rвх порядка 7ком,
* коэффициент усиления определяется соотношением R2/R3=10 (20dB)
* половина питания выставляется при помощи резистора R4 (после регулировки начального тока, также подрегулировать половину питания)
* начальный ток выставляется R7, меряется милливольтметром - 182 миливольт на резисторах R8 и R9
*от нестабилизированного БП в АС слышался "легкий" фон как впрочем от ламповика также был легкий "фон" если ухо приложить к динамику было слышно - (какая именно схема БП была реализована сейчас не вспомню, но все же предпочитаю стабилизированный БП)...
*транзистор VT1 устанавливается на небольшой радиатор...

P.S. начальный ток выставлялся различный, самый оптимальный получился 182мА, причем такой ток становился после "прогрева" усилителя
P.S2. все ж таки в БП похоже был диод, который потом поменял на стабилизатор (вложение подправил)
именно с таким током усилитель и участвовал в сравнительном прослушивании...

[свернуть]

схема Hennady 2010/1 (FURIOUS domestic amplifier) со следящей Обратной Связью

Скрытый текст

*входной каскад УН позаимствован у усилителя 2009, т.к. отсутствуют электролитические конденсаторы на входе)
* благодаря следящей обратной связи Rвх 35кОм,
* с добавкой С4 в генератор - Нижняя граница частоты 6Гц
*топология симметрична по току: транзистор УН и аналогична ему нагрузка на транзисторе, который работает как генератор
* симметричность по напряжению на выходе схемы настраивается подбором резистора R19
* генератор "разгоняет" усиление УН без нагрузки до 58дБ, нагрузка в виде симметричного токозадающего делителя эммитерного повторителя ослабляет усиление УН до 20дБ
* выходной конденсатор "сидит" именно на "земле"
* катушка индуктивности на выходе снижает искажения выше 20кГц
* вторичка трансформатора 57 Вольт минимум 1.2 А для одного канала
* на выходе стабилизатора принципиально отсутствует конденсатор
* Тау стабилизатора ослабляет/устраняет щелчки при включении выключения питания - позже была установлена RС -"гирлянда"
* выходное сопротивление усилителя 0.8 Ома
* выходная мощность при нагрузке 8Ом = 25Ватт
* искажения на максимальной выходной мощности THD=0.75%, номинально THD=0,35%

[свернуть]

Схема Hennady 2010/2
*после СРПП в 2010 попробовал вариант со взвешенным питанием...(вложение)

Схема ИТУН Hennady 2010/3

Скрытый текст

*(вложение )
* R вх = 5кОм
* мощность и Rвых не мерял
*подбором проволочного R6 регулировался начальный ток
*цепь смещения перемещена в эмитерные цепи, и ток через эммитерные резисторы "давит" 1.5А
*начальный ток самих транзисторов порядка 150mA
*в качестве термостабилизации применил также Дарлингтон
*схема работает только с широкополосником и желательно ИМХО с механическим демпфированием(закрытая малогабаритная АС)
*К усиления схемы на нагрузке 8 Ом = 21dB, без нагрузки = 54dB
*вместо С1R1 пробовал подключать входной трансформатор - звучание вполне Ок...

[свернуть]

Схема Hennady 2011(см. вложение №5)

Скрытый текст

* это работающий усилитель, очень прилично "раскачивающий" трехполоску 80литров с фазоинвертором
* питание выходного каскада взвешенное однополярное, диодный мост - шоттки
* питание буферного(скорее бустерного) каскада также взвешенное стабилизированное однополярное, диодный мост - шоттки
* начальный ток бустерного каскада составляет 3,5mA, выходного 90...100mА
* коэффициент искажений 0,24%
* Входное сопротивление 220кОма
* на входе стоит регулятор громкости 22кОм с логарифмической функцией
* выходная мощность на нагрузке 8Ом 30ватт
* выходное сопротивление 0,35 Ома
* К усиления = 20дБ
* U макс ~2 вольта
* схема собирается навесным монтажом, эмалированный медный провод диаметром 0,6-0,7мм, в теме выложена 3Д схема объемного монтажа

[свернуть]

P.S. если есть какие вопросы замечания - пишите...

[Hennady]

Hennady, Нет ли горба на частотах ниже 10 Гц за счёт ПОС?

посмотрел - есть на 2 Гц
при увеличении выходного конденсатора С7 до 40000uF , горбик сглаживается полностью....

если при отсутствии сигнала диффузор, подключенный к усилителю, начинает совершать колебания ниже частоты собственного механического резонанса.

не, такого нет, ничего не болтается, наоборот как то "поджалось" и по "звучанию" тоже....

[fagos]

Hennady, вы показали график АЧХ на резистивную нагрузку, верно? Глянуть бы и фазу заодно, да хотя бы на эквивалент с резонансной частотой, как у Шкритека в книге. Опасаюсь, конечно же, подвозбуда на НЧ, от него в данный момент возможно спасает входная емкость конденсатора в качестве фильтра.

[Hennady]

Hennady, вы показали график АЧХ на резистивную нагрузку, верно?

верно.

Глянуть бы и фазу заодно, да хотя бы на эквивалент с резонансной частотой, как у Шкритека в книге.

какая именно схема эквивалента?
вот такая подойдет?


вот АЧХ +0,4дБ и фаза +4град


---------- Сообщение добавлено 21:22 ---------- Предыдущее сообщение было 20:51 ----------

вот такая фаза получается, если сглаживаю пик на 2Гц, т.е. исключаю действие ПОС Фазу крутит на +20градусов:

[fagos]

какая именно схема эквивалента?
вот такая подойдет?

Да, примерно такую я и имел ввиду. Думаю, ее достаточно. ФЧХ и АЧХ вроде без криминала - ну есть горбик, но на устойчивость повлиять не должен вроде. Судя по графикам я бы тоже отдал предпочтение варианту с ПОС))

[Hennady]

Судя по графикам я бы тоже отдал предпочтение варианту с ПОС))

P.S. я же ранее вот так и восклицал: низы не "плывут" все четко/разборчиво....

---------- Сообщение добавлено 23:06 ---------- Предыдущее сообщение было 21:42 ----------

что еще бы хотел добавить - это расчет выходной мощности:
амплитуда выходного сигнала с искажениями в 0,12% получается 20 Вольта (при Uвх=2В)
реальное (действующее) значение для синусоидального сигнала равно 20/1,414=14.14 вольта
для нагрузки в 5,4 Ома выходная мощность Furiousa составит 14.14*14.14/5,4= 37 ватт

Т.к. пиковая мощность реального музыкального сигнала совпадает с максимальной неискаженной синусоидальной, т.е. 37ватт
мощность реального среднестатистического музыкального сигнала (с пиками до 12 дБ) будет равна 37/16=2.3 ваттa
ИМХО для озвучивания площади до 20м.кв.в. достаточно примерно 1 ватт при чувствительности акустики 94дБ
для менее чувствительной акустики будет требоваться дополнительная мощность, в нашем случае есть запас в 1.3 ватта
минимальная чувствительность акустики необходима в 90Дб

выкладываю необходимые данные для расчета мощности усилителя:



http://radiostorage.net/1135-opredel...o-tablice.html

[Hennady]

Просимулировал с параллельным выходным каскадом авторства Мусатова с доработкой fakel .
что со своей стороны предложил:
*применить дарлингтоны
*применить ПОС для ВК (из-за особенностей применения однополярного питания), т.к. это расширяет частотную полосу вниз с минимальным изменением фазы

вот такие результаты:
схема:
АЧХ и Фаза:


без применения ПОС в ВК
АЧХ и фаза получается вот так (обратите внимание на показатели):

[duty]

Дарлингтоны Санкеновские попробуйте. Всесто ТИПов.

[Hennady]

Дарлингтоны Санкеновские попробуйте

есть модель?

разница в элементах естественно присутствует

вот сравнение пар BDW93/94 и TIP142/147


P.S. преимущество BDW93/94 есть, но не столь явное, но есть - это для схемы из поста 457 , 23стр

P.S2 для схемы из поста 466 (для параллельного ВК) пара BDW93/94 уже не подходит....

[Hennady]

По своей структуре ВК схож с diamond buffer, только необходимость введения напряжения смещения внесло свои нюансы.

Нашел прототип этого ВК (схема пост №457) - патент США №4160216 от 1979 года


вот тезисно описание такого решения:

• характеризуется более высоким входным сопротивлением и высоким быстродействием и, как следствие снижение третьей гармоники на его выходе....
• такое включение позволяет выходным транзисторам не входить в отсечку, т.е. постоянно оставаться в активном режиме...
• увеличение Rвх схемы объясняется стабилизацией напряжения коллектор-база входных транзисторов в широком диапазоне изменения входного сигнала...

[fagos]

А откуда конкретно эту схему выдернули? Открыл патент в гугле и такой там нет вроде

[Hennady]

А откуда конкретно эту схему выдернули? Открыл патент в гугле и такой там нет вроде

Offтопик:
выдернул из патента SU 1007185
http://patents.su/3-1007185-dvukhtaktnyjj-usilitel.html

Offтопик:
в качестве прототипа: автор Barry W.Thornton патент US 4160216
https://www.google.ch/patents/US4160216

там как раз параллельник Торнтона, который мы называем Агеевский ))))

[fagos]

Да, вот в патент Торнтона я сейчас заглянул и увидел немало "знакомых лиц")) Спасибо за наводку на патенты, мне они раньше не попадались

[OLZ]

параллельник Торнтона, который мы называем Агеевский

Книжка [2] из статьи Агеева, откуда он взял идею, вышла у нас в 1977. У "них" - в 1974, рассматривались уже готовые серийные ОУ - значит, еще в середине 60-х (как минимум) про параллельники все уже было известно.

[Hennady]

Книжка [2] из статьи Агеева,

посмотрел журнал [2] - это книжка под редакцией Дж. Коннели Аналоговые интегральные схемы (перевод на русский 1977 года), в ссылке Агеев указывает на стр. 101 этой книги, вот она:


вот описание:


---------- Сообщение добавлено 19:49 ---------- Предыдущее сообщение было 19:44 ----------

рассматривались уже готовые серийные ОУ - значит, еще в середине 60-х (как минимум) про параллельники все уже было известно.

схемы из книги 1972 года, да, разработка возможно конец 1969 или начала 70-хх, если очень быстро внедряли....

[Hennady]

Интуитивно решил проверить величину напряжения на "земляном" проводе , выбранные точки ABCDE выделил красным.
и в результате между точками А-Е (см. вложение) в одном канале было 1,6mV во втором канале 2,2mV (!?) - токи потребления каналом равные, провода одинаковые - решил, что в одном канале может быть просто бракованный провод, хотя были с одного мотка.

купил провод бОльшего сечения на 32 жилы , перепаял провода между точками D и E (т.к. длина провода между этими точками 25см) - в результате напряжение между точками A-E и в левом и правом канале выровнялось и составило 1,2mV.

Rz подключен к общему радиатору для транзисторам УН и выходного каскада, его пришлось перенести с входных клемм в точку А и зашунтировать керамическим конденсатором (полипропилен оказался не так эффективен)....

вот таким нехитрым способом получилась небольшая дефектовка проводов "земли" и откорректировал заземление каналов ....



P.S. пару проводов между точками D-E желтый/голубой(16 жил) поменял на черный/красный(32 жилы)....

[fagos]

Может быть плохо пропаяны были? Хорошенько облудить их надо было для начала и снова сравнить.
Кстати, вы после стаба электролиты чем-нибудь шунтировали? Может это уже было, но я что-то не припомню.

[Hennady]

Может быть плохо пропаяны были? Хорошенько облудить их надо было для начала и снова сравнить.

на фото голубой и желтозеленый показаны со стороны болтовых клем.
Черный и красный видно, что много мелких жил... и по весу они явно тяжелее голубого и желтого с зеленой полосой...

после стаба электролиты чем-нибудь шунтировали?

на плате к коллекторам выходников полипропилен 0,1u (на схеме не показан)

P.S. А вообще надо общую плату делать, чтобы сократить проводники соединения, по "земле" особенно...

---------- Сообщение добавлено 11.12.2017 в 20:09 ---------- Предыдущее сообщение было 10.12.2017 в 20:56 ----------

Возможно не сильно принципиально, но заменой IRF510 на IRF710 в УН улучшаются характеристики по фазе на высоких частотах, особенно заметно выравнивание на частоте 100кГц с -195 градусов до -190 градусов, т.е. на 5 градусов, неравномерность АЧХ относительно 1кГц-100кГц улучшается с -0,28дБ, до -0,17дБ (не густо)
схема:


если сравнить емкости по даташитам получим следующее:

[fagos]

У меня другие данные по емкостям из гугла. Может у вас там какой-то конкретный производитель и под него все именно так? Я открывал от Vishay даташиты.
В принципе, изменения не сильно существенные и на слух вряд ли заметные. А почему взялись за подбор замены?

[Hennady]

А почему взялись за подбор замены?

да просто "пробежался" по ИРФам и их работе в данном каскаде УН, по сути только 510 и 710, у 710 лучше с фазой на верхах...

P.S. "между делом" собрал в симуляторе вариант "12 апостолов" для двуполярного питания - THD 0,002% .....

[fagos]

Смотрю и УН изменился)