усилитель на полевых транзисторах FURY

[Hennady]

Решил выделить данную схему в отдельную тему, т.к. сформировалась концепция как по топологии, элементной базе, особенностей коррекции, и собственно, звучанию.
Данную схему назвал Фурия (FURY).
особенности схемы:
1) схема УН на полевых транзисторах в каскодном включении
2) два контура ООС , один из которых охватывает выходной конденсатор, второй еще и корректирует устойчивость (берется с выхода ВК усилителя)
3) комплиментарные гексофеты на выходе
4) глубокая ОС (не менее 70дБ)
5) инвертирующее включение

Блок - схема Fury состоит из трех каскадов:
1-й каскад на полевике(jfet) с инвертирующем включении
2-й каскад УН на полевике (jfet) с динамической нагрузкой и с низкоомным выходом для согласования с ВК
3-й каскад однотактный повторитель с высокоомным входом и с динамической нагрузкой + двутактный выходной каскада на гексофетах в классе АВ

Нюансы схемы :
* первые два каскада без нагрузки имеют усиление 95дБ
* контур ООС на входе определяет общее усиление схемы в 19,2дБ
* максимальное входное напряжение (амплитудное 3 вольта)
* входная емкость полевика на входе составляет 33pF для R 1k (т.е. f = 4,8МГц), для снижения динамических искажений добавлен RC на входе в 10 раз меньшей частотой , 560+680pF ( f = 418kГц) с учетом входного сопротивления 560/2+680pF ( f = 816kГц)
*второй контур ООС идет на затвор второго каскада, он подключается относительно опорного напряжения в 13вольт (реализовано на стабилитроне), этот контур осуществляет коррекцию усилителя на ВЧ для его устойчивости и задает режим работы ВК по постоянному напряжению .

P.S. В случае обрыва любого из контуров ОС или одновременно двух сразу схема остается в рабочем состоянии

Нюансы схемы 3-го каскада:
* на входе полевик + биполярный транзистор, который берет сигнал с истока ГСТ УН , т.к. необходимо более низкое выходное сопротивление УН и, наоборот, высокое для ВК , для согласования этих каскадов
*динамическая нагрузка выполнена на мосфете IRF510
* схема смещения ВК выполнена на транзисторе BD139 с транзистором IRF530 - он обеспечивает плавную регулировку начального тока ВК.
*Термочувствительным элементом является транзистор BD139, именно он и прикручивается к радиатору.
*применение гескофетов - ИМХО оказалась вполне музыкальная комплиментарная пара IRF630/9630...

Параметры схемы:
* Ку=19,2дБ
* Uвх макс ~3В (амплитудное), Uвх ном ~2В (амплитудное)
* P вых(RMS) макс = 40ватт (4 Ома)
* скорость нарастания сигнала SR = 5.84V/uS
* неравномерность АЧХ в полосе частот 1-100000Гц составляет 0,05дБ
* неравномерность ФЧХ -1,5градуса(20кГц) и -7градусов (100кГц)
* ГВЗ на частоте 100Гц - 0,24 uS, на частоте 20Гц - 1,4uS, на частоте 5Гц - 96 uS
* выходное сопротивлениеR(i) соответствует импедансу выходного конденсатора (т.е. зависит от частоты) ...
* глубина Общей ОС в полосе частот 1-1000Гц составляет 76дБ, на частоте 20кГц - 70дБ
* искажения TНD (ном) на частоте 1кГц менее 0,001% (0,0004%), на частоте 20кГц - 0,006%
* начальный ток выходного каскада 100mA
* схема питания - можно использовать нестабилизированное

субъективная оценка звучания неоднократно озвучиваемая "очень разборчивая речь и как в кинозале" )))

Схема принципиально с однополярным источником питания, рекомендуемая АС - это широкополосний динамик с низкой резонансной частотой , у меня работает в составе квадрампинга с малой октавы и выше ( т.е. от 120Гц и выше), на частотах ниже 120Гц, т.е. на субконтроктаву/контроктаву и большую октавы работает усилитель в классе Д (200Ватт 4 ома)

схема 2020 январь (апгрейд1):
*в драйвере ВК применил сборку jfet+bipolar, в качестве динамической нагрузки mosfet IRF510
схема 2020 январь (апгрейд2):
*добавлена на выход цепь Цобеля ( RC+L=3uH)для улучшения переходных характеристик в нагрузке,
*увеличен номинал конденсатора параллельно zener 13v до 0,22uF
*в сток транзистора 2sk170BL драйверного каскада добавлена RC(10к+1uF) цепь, она увеличивает входное сопротивление на ВЧ...

[fagos]

Ого, круто, остается еще и коррекцию на опережение заново открыть и будет вообще атас)

[Слава.С]

Ого, круто, остается еще и коррекцию на опережение заново открыть и будет вообще атас)

Пока без надобности, эфф. полоса пропускания около 20 МГц, недорогой выходной каскад.

[audiomun]

наверно не в курсе, что температурные градиенты напряжения у PN перехода диода и светодиода заметно отличаются.

Ну, и насколько же они "заметно отличаются" ...??
Полагаю, это реально можно понять только если спуститься с "небес" симулятора на "землю" - за паяльник и мультиметр , что, кстати, будет весьма полезно для повышения общей квалификации "разработчика" схем ... Имхо.

[finn32]

Offтопик:
Тю. Я ужо который год спрашиваю у Сутулого С, когда же он хоть что-то покажет в железке. И шо бы Вы думали? А ничего не показывает. Такой же с него и разработчег. УГ
Одни понты и каска.

[Hennady]

Offтопик:
Тю. Я ужо который год спрашиваю у Сутулого С, когда же он хоть что-то покажет в железке. И шо бы Вы думали? А ничего не показывает. Такой же с него и разработчег. УГ
Одни понты и каска.

лучше об этом его спрашивать в его темах,
Что касается "моего творчества" совсем забыл выложить обновления корпуса силовых трансформаторов и конструкции предварительного усилителя FURY этой темы, а именно композита с фильтром Рауха на входе...

Полосовой фильтр Рауха, центральная частота которого составляет 19Гц, т.е. не входит в рамки частотного звукового диапазона снизу, добротность по комфортности звучания выбрал Q=2,1, это достаточно узкая полоса, которая не влияет на переходную характеристику самого усилителя, именно этого я и добивался. Этот девайс делает звучание более "концертным" , с хорошим саундстейджем, но по факту можно конечно и без него...
для композитного ОУ применена Т-образная ОООС, именно с таким решением схема стала стабильной при включениях и выключениях...

схема:

регуляторы громкости:

вид монтажной пластины с платами входных ОУ и регулятором громкости и одного из 2-х силовых трансформаторов , обязательно с межсекционным экраном и внешним Goss Band ом:

вид собранного усилителя:



тест меандром, на нагрузке резистором 4,7Ома 50ватт

тестовые прослушивания


Провода монтажные медь посеребренная, разъемы позже заменил RCA на Сardas (посеребренные с родиевым покрытием) для лучшего контакта...

сейчас этот усилитель мой стационарный - почти безшумное включение (нет схем ни задержек включения, ни схем софтстарта), мягкое плавное выключение, сочный и мясистый низ, чистые переливающиеся верха - что еще нужно, для почти каждодневного прослушивания музыки)))

[audiomun]

очень даже ничего получилось...
Вложение 413095

Всё весьма изящно получилось ...
На всякий случай, неплохо бы сравнить характеристики по Кг, если в позиции C7 номинал с 10 пФ вернуть обратно на 5 пФ ...

[Hennady]

На всякий случай, неплохо бы сравнить характеристики по Кг, если в позиции C7 номинал с 10 пФ вернуть обратно на 5 пФ ...

не проблема:
вот ПХ чтобы было видно что никаких выбросов нет:


вот искажения для 5пф на 20кГц 2 вольта входное амплитудное:


вот спектр для 10пф на 20 кГц также 2 вольта входное амплитудное:


на 1кГц спектр примерно одинаковый и для 5 и 10 пф:

[Слава.С]

Ну, и насколько же они "заметно отличаются" ...??

Новогодняя гирлянда для Муна.zip

[Malinovsky D]

В даташите Vishay картинки другие
Красный
https://www.vishay.com/docs/81778/vlrk31r1s2.pdf


Зеленый
https://www.vishay.com/docs/83173/tlmx1100.pdf


Синий
https://www.vishay.com/docs/80003/vldb1232.pdf

[Слава.С]

В даташите Vishay картинки другие

Измени знак - ТКН

[Malinovsky D]

Измени знак - ТКН

Не въехал.
Зачем его менять?
Есть график зависимости напряжения на p-n переходе светодиода от температуры.
Он падающий, как и у кремниевого диода.

С точки зрения термокомпенсации все работает нормально.
У BC546 напряжение перехода от 25С до 100С падает на 0,15В

Вариант с красным светодиодом подходит для термокомпенсации - у него напряжение падает на 0,13 В в этом же температурном интервале.
Это лучше, чем вариант с двумя- тремя обычными диодами.

И, кстати, это достаточно хорошо проверено на практике - термокомпенсация работает.

[Слава.С]

И, кстати, это достаточно хорошо проверено на практике - термокомпенсация работает.

Вот статья с таблицей и схема.
При разбросе 10% ткн ИОН на базе светодиода в каскаде УН что будет?

Offтопик:
Это только у орков с форума на три буквы, как что- так проверено и работает.

3436.pdf

[Malinovsky D]

Вот статья с таблицей и схема.

За статью спасибо! Полезная инфа.

Но давай по порядку.

Ты показал графики, на которых напряжение p-n перехода растет с ростом температуры.
Тем самым намекая, что со светодиодами никакой термокомпенсации не светит.
И еще попытался указать коллеге audiomun на непониманием работы светодиодов

Однако, в даташитах на светодиоды графики имеют другой наклон. Напряжение на них падает с ростом температуры.
Конечно, если светодиоды в твоей схеме будут работать криво, как на твоих графиках, то никакой термокомпенсации там не будет.
Для начала параметры светодиодов в модели нужно привести в норму, чтобы их графики были близки к даташитным.

При разбросе 10% ткн ИОН на базе светодиод

Давай посчитаем, что случится страшного при разбросе +/- 10%

В светодиоде падение напряжение на переходе 0,13 В в диапазоне от 25 до 100С
При разбросе 10% мы получим значение от 0,117 до 0,143 В. Разница 26 мВ. Или точнее +/-13 мВ.

Напряжение на на резисторах ГСТ составляет 1,2 В.
Таким образом, колебания тока через резистор ГСТ из-за разброса ТКН составят +/- 1,1%

Offтопик:

Offтопик:
Это только у орков с форума на три буквы, как что- так проверено и работает.

Давняя обида?

Светодиоды ставят не только на эрсиэле.

[audiomun]

вот искажения для 5пф на 20кГц 2 вольта входное амплитудное:


вот спектр для 10пф на 20 кГц также 2 вольта входное амплитудное:

Работает, по факту - выигрыш ~1,8 раза по гармоникам выше 2-й ...

[Hennady]

Работает, по факту - выигрыш ~1,8 раза по гармоникам выше 2-й ...

вот так, с помощью LC коррекции, поднял полюс до 60кГц, спектр искажений на 20кГц выше 2-й придавлен )))

ПХ

Спектр 20кГц

на 1кГц также торчит только вторая гармоника...

[audiomun]

вот так, с помощью LC коррекции, поднял полюс до 60кГц, спектр искажений на 20кГц выше 2-й придавлен

Вижу, и ещё изменил входной каскад ... Уже само просится на проверку звучания на макете.

[Слава.С]

Давай посчитаем, что случится страшного при разбросе +/- 10%

В светодиоде падение напряжение на переходе 0,13 В в диапазоне от 25 до 100С
При разбросе 10% мы получим значение от 0,117 до 0,143 В. Разница 26 мВ. Или точнее +/-13 мВ.

Лови, маршал Лобачевский. Там кое-что не указано, сам разберешься.

[Hennady]

Вижу, и ещё изменил входной каскад ... Уже само просится на проверку звучания на макете.

Бонусом еще идет скругление углов при ограничении...)))

[Malinovsky D]

Это понятно, что без термостабилизации ВК он пойдёт вразнос при минимальном отклонения тока покоя УН.
Но это отдельный вопрос. Подозреваю, что Геннадий поставит резисторы в истоки выходников. Такие вопросы проще решать на макете.

А разброс тока УН в единицы процентов - это очень хорошо.

[Hennady]

Подозреваю, что Геннадий поставит резисторы в истоки выходников.

буду смотреть.