Бессмысленный и беспощадный. Телефонный усилитель для начинающих.

[ViktKors]

По случаю просматривал винчестер, обнаружил несколько забавных проектов разной степени недоделанности. Оказалось, что для некоторых готовы и схемы и герберы, а для нескольких даже платы отпечатаны. В том числе и плата из поста в одиозной лузловой ветке.

Чтоб добру не пропадать, запаял детальки, покрутил чуток, послушал, померил, поржал, ну и выкладываю тут.

Мотивация:

Скрытый текст

Для тех кто не помнит, все началось с "шедевра" одного мастера. Он несколько раз регистрировался на нашем форуме, но (полагаю, что в силу стеснительности натуры) всякий раз неизменно прилагал усилия для эффектного самовыпиливания. Обычно я стараюсь воздерживаться от комментариев по УНЧ, поскольку не очень понимаю форумный дискурс, нередко затрудняюсь угадать, что, зачем, и почему хотели сделать коллеги. К счастью, в упомянутом случае с критериями была полная ясность - заявлялась повышенная линейность, а способом разработки была выбрано перетаскивание деталек в симуляторе. Ни особой линейности, ни простоты, ни даже работоспособности (в нормальном смысле) так и не случилось. Белка это отметил, Эдди открыл ветку, ну и я отметился тем, что если уж перетыкать в симуляторе, то хотя бы стоит делать это с огоньком. По моему мнению, сколько-нибудь хорошо для симулятора - это искажения менее -200 дБ, что и было показано на предлагаемой оппонентом модели, путем ее упрощения до степени рафинированного идиотизма.

Поскольку глупо оспаривать справедливость тезиса "критикуя - предлагай", я конечно не хотел бы остаться голословным охаивателем. С другой стороны, элементарность задачи вызывала недоумение. Понятно, что усилители для послушать/попользоваться строятся несколько иначе, чем для симулятора, но имхо это как-бы не та проблема, над которой нужно сушить мозг.
Ну я и сваял наскоро схемку/платку. По приколу решил довести тезис "несколько иначе" до абсурда, сделав схему максимально "наоборот" относительно от того, что предлагал "мастер".

[свернуть]

Тезисы:

Скрытый текст

Не уверен, что понял все верно, но основные посылки "от обратного" таковы:
* диффкаскады (ежели таковые случатся) - "ломанные";
* УН (да и вообще все каскады) - без какой-либо линеаризации (Хауксфорды, Баскандалы и иные умники идут лесом);
* выходной повторитель не тройка, а вызывающая оскому у оппонента двойка - "бриллиантовый буфер";
* обратная связь, естественно, многопетлевая. Поскольку Белка примерно в то время приложил некоторое количество усилий в привлечения внимания к определенной топологии, в качестве алеверды именно ее и заложил для коррекции усилителя;
* сама обратная связь, относительно глубокая, но за рекордами (как обычно) не гнался, только чтобы было функционально достаточно;
* ну и отдельная тема - перегрузка. Никаких проблем тут я не вижу, но это явно больная мозоль кое для кого, поэтому этой теме уделено чуть больше времени. Если я правильно понял, на практике дискурс не предлагает вообще никаких методов кроме "антиклипповых диодов". Чтоб немного исправить недостаток доступных примеров, в схему введено антиклиповое звено (то, что иногда упоминается как "нелинейный корректор"). В данной схеме оно несколько избыточно (хотя и был введен заход фазы за 180°), и призвано, главным образом, притушить истерику по поводу того, что клип способен повредить тестикулы (уж не знаю, свидетельством чего является столь замысловатый ход мысли, но именно на них концентрировалось внимание оппонентов довольно долгое время).

[свернуть]

По поводу того, как именно прикидывалась схема напишу отдельный пост чуть позже.
Могу отметить несколько моментов:
1. В сабже все просчитывается на клочке бумаги. Симулятор не особо нужен, а в некоторых аспектах (например, для прикидки коррекции и реальной оценки искажений) скорее даже вреден;
2. Схема сделана на деталях из 60-тых годов, и, вообще говоря, могла появиться у любого профильного студента еще до сексуальной революции. Почему за истекшие с тех пор пол-века тот же журнал "радио" ничего подобного не публиковал - для меня загадка. Особенно учитывая, что модуль построен тупо по начальным главам учебников;
3. В полемическом запале не ставилось задачи сделать полноценный усилитель, скорее хотелось поиграться, поэтому на плате предусмотрены неиспользуемые футпринты, а некоторым "мелочам", вроде интегратора постоянки, нормальных цепей и развязок питания, регулятора громкости и т.п. не уделялось должного внимания. Все это может быть реализовано на базовой несущей плате, делать которую я не стал, ограничившись макеткой;
4. Постыдное ощущение полной бессмысленности происходящего не покидало меня на протяжении всего процесса. В конце концов, студенты из 68-го года уже давно пенсионеры, и нынче актуальны иные песни. Поэтому заранее прошу прощения за возможно несколько нервный стиль изложения.


Немного конкретики.
В согласии с заданной концепцией предполагался транзисторный усилителя для обычных наушников.
Схема сделана в виде модулей (своего рода "дискретных ОУ") для установки на базовую несущую плату.
Модули выполнены на смд-деталях, платы четырехслойные, заодно используются в качестве радиаторов.
Предусматривается преимущественная работа в классе А с током покоя порядка 50 мА.

На картинке два таких модуля установлены на мелкую макетную плату:


Схема в актуальной конфигурации:


Спектры сигнала амплитудой 12 вольт пик-пик на нагрузку 94 Ома (это ~190 мВт, что обыкновенно соответствует звуковым давлениям порядка 120 дБ):

Поскольку макетка весьма условна, подключалась к АЦП неэкранированными проводами, а плата валялась на столе с кучей разной электроники, закономерен высокий уровень наведенных помех.
Но характерно, что гармоники и продукты интермодуляции практически отсутствуют.
Некоторые сомнения остаются относительно разностного тона 1 кГц (разность 18 и 19 кГц), наличие интенсивных помех не позволяет сделать определенного вывода, кроме того, что его уровень не выше -140 дБ.

Чтоб получить четко различимые гармоники, сопротивление нагрузки было уменьшено до 32 Ом без уменьшения выходной амплитуды. Это соответствует разрушительной для большинства наушников мощности в 560 мВт, и кроме того, выводит выходной каскад в класс АВ (амплитуда тока в таком режиме - до 190 мА, при максимальном токе в классе А ~ 95 мА):

Видно, что на гармоническом спектре стала заметна вторая гармоника по уровню -147 дБ (0.000 005 %).
На спектре интермодуляции чуть изменился рисунок помех, что допускает вывод о наличии заметного разностного тона.

Шумовым свойствам не уделялось практически никакого внимания (едва ли шум будет критичным при чувствительности ~2 вольта). Но для контроля снят спектр шума с АЦП в режиме замкнутого накоротко входа и с выхода усилителя (размер fft = 2^20, fs = 44.1 кГц) (нижние графики - АЦП, верхние - АЦП+УНЧ):

Видно, что кроме наводок от неэкранированных проводов к АЦП, на шумовой полке не появилось никаких аномалий. Справа приведены увеличенные участки "полок" АЦП и УНЧ (отнормированные к рабочему уровню на выходе усилителя), которые позволяют оценить относительный невзвешенный уровень шума усилителя в ~ -108 дБ, что должно соответствовать десятку-пару мкВ на выходе.
Естественно, замер производился с подключением на вход усилителя аналога источника сигнала (резистор на 100 Ом), так что указанные значения отображает шум при актуальном коэффициенте шумового усиления (~3.3). При снижении коэффициента усиления шум соответственно снизится.

Картинка меандра довольно скучна. Некоторое оживление на ультразвуке вносит только выходной LR(C) фильтр. За счет него на частоте 50 кГц заметна некоторая волнистость:


Картинка поведения усилителя в клипе приведена для случая положительной и отрицательной полуволн для небольшой и значительной (но все еще реальной) перегрузки на частоте 1 кГц:

На выходе из клипа присутствует закономерная "загогулина", но такая мелкая, что даже если ее получится рассмотреть, едва-ли она способна огорчить.

***
Субъективное прослушивание показало очень высокое качество звука. По характеру подачи схема больше походит на "взрослый" наушниковский усилитель чем на "любительский". Слушая наушники сложно избавиться от впечатления, что играет не "аналог операционника", а большая схема с существенным энергетическим потенциалом.

Должен добавить, что то, что хотя схема задумывалось отчасти как прикол, и даже не оптимизировалась, она очень удивила взрослым звуком. Модули явно достойны не только полноценной несущей базовой платы, но и "чистовой" ревизии плат модулей, без пустующих футпринтов и рассчитанных на повторение.

[belka]

Замечательно.
Одно замечание, как-то много всего сразу вокруг такой простой топологии)

обратная связь, естественно, многопетлевая. Поскольку Белка примерно в то время приложил некоторое количество усилий в привлечения внимания к определенной топологии, в качестве алеверды именно ее и заложил для коррекции усилителя

Спасибо.

[vladimir sim]

Я согласен с Белкой. Количество пассивных компонентов можно уменьшить вдвое. Телефонник же.

[belka]

Я согласен с Белкой. Количество пассивных компонентов можно уменьшить вдвое. Телефонник же.

Совсем просто. 844+2 (4) транзистора+бриллиантовый выход. Всё получается тоже самое без проблем.

[Alex]

ViktKors, респект!

. Вот самонадеянно поленился глянуть на реально измеренные параметры 4148 в датащите (да и с чего бы, казалось бы, какая может быть засада в антиклипповых диодах при питании +/- 9 вольт), и потерял пару часов при запуске.

BAT-85 не пробовал?

[ViktKors]

Одно замечание, как-то много всего сразу вокруг такой простой топологии

Ну это пожалуй единственное, что могло помешать добросовестному студенту 68-го года не поехать в Вудсток, и все равно не спаять подобную схему между пересдачами.
Все-же тогда 2N3904/06, 2N2222/2907 наверняка были дороже семечек. Но нынче-то, пара центов, если покупать не поштучно. Корпуса sot23 вроде не сильно меньше чем TO92, но позволяют впихнуть все это на участок 15х50 мм (сама плата больше - 28 х 80, но она ведь еще и радиатор). Опять-же дырки сверлить надобности больше нет, да и делать самому дома плату с внутренними полигонами тоже, китайцы делают, а почта ходит.
Чего ради тогда стесняться в плане количества элементов? Да многие источники токов без ущерба заменяются резисторами, но смысла экономить тут имхо нет.

---------- Сообщение добавлено 12:50 ---------- Предыдущее сообщение было 12:48 ----------

Совсем просто. 844+2 (4) транзистора+бриллиантовый выход. Всё получается тоже самое без проблем.

Есть проблема, "бессмысленная и беспощадная". "Оппонент" заявлял, что на ОУ может и можно, но на транзисторах - "никто кроме".

---------- Сообщение добавлено 12:57 ---------- Предыдущее сообщение было 12:50 ----------

Alex, спасибо

BAT-85 не пробовал?

Так у них и при комнатной-то температуре обратный ток будет под микроампер, а при прогреве взлетит еще вдесятеро. На фоне такого большого тока даже небольшая его нелинейность вылезет боком.

BAT-85 не пробовал?

Не пробовал. Поскольку на плате было достаточно, чтоб эти диоды можно было просто безболезненно выкинуть как вид. Макетный экземпляр, засады неминуемы, страховался по мере понимания.

[belka]

Offтопик:

Есть проблема, "бессмысленная и беспощадная".

Ой-ц! Прошу пардона, невнимательно читаю)

[-UST-]

68 пФ - немного перебор, я планировал шунтировать выход УН не 33 пФ (C17), а 10 пФ, но в момент сборки с огорчением заметил, что вся подобная керамика вышла. Вот и пересчитал на вдвое больший рабочий ток. Потому и резисторы в эмиттерах по 47 Ом, хотя прикидка по стабильность (1/r_э_дифф) дает скорее 100 Ом, которые и были задуманы изначально.

С выходом УН как раз понятно, там весь размах напряжения и, чтобы было устойчиво и надежно, нужно с запасом перекрыть нелинейные емкости кб. Не понятно с "емкостью миллера", она приложена с выхода на вход и ее увеличение ничего не дает кроме лишней нагрузки на первую ступень УН. Да, там тоже транзисторы, но напряжение мало и нелинейные паразитные емкости не так себя проявляют, да и сопротивление коллектора по сравнению с динамической емкостью не так уж мало.

А Вы попробуйте, да и всё. Ну не в 10, в 5 раз пересчитайте. Скажем, 240 Ом и 15пФ. Смещения не забудьте накинуть
ПС Про симулятор речи не было, кстати.

[ViktKors]

Offтопик:

.. Не понятно с "емкостью миллера", она приложена с выхода на вход и ее увеличение ничего не дает кроме лишней нагрузки на первую ступень УН. Да, там тоже транзисторы, но напряжение мало и нелинейные паразитные емкости не так себя проявляют, да и сопротивление коллектора по сравнению с динамической емкостью не так уж мало

В значительной степени, это все полуинтуитивные оценки. Но все не так просто.

Скрытый текст

Чем меньше "миллеровская" емкость, тем меньше рабочие токи, это верно. И токовая нагрузка на первый УН (наверное правильнее его будет в дальнейшем называть V-I преобразователь) действительно снизится. Но ведь шунтирующих нелинейности и утечки не изменятся, а значит ровно на столько-же вырастет их относительный вклад. Т.е., если рассуждать рационально, нужно выдержать баланс; оптимум будет там, где вклады сравняются.

Но "токовая нелинейность" (колебания Ube от тока в эмиттерной цепи) довольно прогнозируема и стабильна, а "шунтирующая" зависит от типов и комплиментарности транзисторов, режима, температуры, напряжений питания, утечек и прочего всякого. И по итогу, в реальной схеме практически баланс не соблюсти.

Поэтому я предпочитаю оставить чуть меньше шансов проявиться шунтирующим нелинейностям. Имхо, лучше уж изначально заложить (некритично) завышенные искажениям, чем получить претензию через пару лет, что схема стала играть хуже (прецеденты активации утечек по недоотмытому флюсу были, выводы сделаны).


Да, ушел в сторону. В затронутом Вами месте вклад шунтирующих нелинейностей меньше, но они находятся вне большой петли ООС выходной части УНЧ. Т.е. если нелинейности ВК давятся на 100+ дБ, нелинейности I-V преобразователя остаются куда более актуальными.

В качестве примера, можно прикинуть вклад колебаний выходной емкости транзисторов в первом УН при его усилении порядка 60 дБ на 20 кГц. При актуальной зависимости порядка 0.5 пФ на вольт и при напряжении порядка 3 милливольт вклад в искажения на миллероских 33 пФ будет давать вторую гармнику хуже -150 дБ. Так что куда уж тут ее дальше уменьшать.

---------- Сообщение добавлено 14:05 ---------- Предыдущее сообщение было 13:36 ----------

А Вы попробуйте, да и всё. Ну не в 10, в 5 раз пересчитайте. Скажем, 240 Ом и 15пФ.

Ну я уже отмечал, что хотел чуть поднять ток покоя первых транзисторов, на слух так было лучше.
Заодно и миллеровскую емкость уменьшу до изначально задуманных 33 пФ.
Кстати, если уж уменьшать "миллера", зачем ограничивать себя той-же крутизной V-I? тогда уж сразу разнести полюс и ноль коррекции в малой петле и оставив 47 Ом на месте подобрать еще усиления в петле.
Более того, если чуть отойти от иллюстративной функции схемы, и допустить, что ее делают не 52 года назад, а только 33 года назад, в 87 году, то и коррекцию можно поставить прямиком от LM3886, где данная "белковская" структура дополнена одним конденсатором, снимающим вопрос больших токов через миллеровский конденсатор на звуковых частотах, оставляя его все такого-же большого номинала, делающего конструкцию надежной на практике. Да, коррекция станет сложнее, и в рамках форумного поста я не возьмусь ее описывать "на пальцах", хотя сам прием применяется практически в каждой моей конструкции.
Но по сути, это все отличия количественного характера, качественно-же это будет примерно то-же самое. Я много раз отмечал, что мне, в сущности, все равно, будет там -140 или -160 дБ искажений.

Смещения не забудьте накинуть

Какого смещения? Если речь о паре диодов, так это краеугольный камень режима входа по постоянке, без выставления нужного смещения ничего работать не будет. Т.е это не та вещь, про которую можно забыть

ПС Про симулятор речи не было, кстати.

Ну и ладно.

П.С. предвосхищая вопросы. Да, я знаю, про то, что через цепь смещения (дифф сопротивление диодов) шумы и помехи источников питания инжектируются в цепь сигнала. Но понятно было, что для полемики хватит и этого .

Собственно, лес сетевых палок на спектрах - отчасти из-за недостаточного качества питания.
Когда стало понятно, что схема себя оправдывает и в звуковом плане, я решил все таки сделать нормальную несущую базовую плату, собственный БП (сейчас наскоро подключен от "любительского", на 12 Вольт, его стабы на повышенном напряжении работают весьма условно) и чуть подогнав номиналы, сделать нормальные обмеры.
Только это уже другая история, важная для потребителей, но к любительской полемике относящаяся скорее косвенно

[свернуть]

[-UST-]

Offтопик:

Чем меньше "миллеровская" емкость, тем меньше рабочие токи, это верно. И токовая нагрузка на первый УН (наверное правильнее его будет в дальнейшем называть V-I преобразователь) действительно снизится. Но ведь шунтирующих нелинейности и утечки не изменятся, а значит ровно на столько-же вырастет их относительный вклад. Т.е., если рассуждать рационально, нужно выдержать баланс; оптимум будет там, где вклады сравняются.

Строго говоря, это неверно. При простом уменьшении только миллеровской емкости усиление будет расти, а напряжение в точке выхода V/I падать вместе с влиянием паразитных шунтов. А вот если усиление поддерживать постоянным (об этом случае я и написал, так что в контексте Вы правы), то да, относительный вклад шунтирующих импедансов вырастет.

Да, ушел в сторону. В затронутом Вами месте вклад шунтирующих нелинейностей меньше, но они находятся вне большой петли ООС выходной части УНЧ. Т.е. если нелинейности ВК давятся на 100+ дБ, нелинейности I-V преобразователя остаются куда более актуальными.

Конечно, однако Вы посчитали

вклад колебаний выходной емкости транзисторов в первом УН при его усилении порядка 60 дБ на 20 кГц. При актуальной зависимости порядка 0.5 пФ на вольт и при напряжении порядка 3 милливольт вклад в искажения на миллероских 33 пФ будет давать вторую гармнику хуже -150 дБ.

Это без учета компенсации дельты емкостей за счет симметрии (компенсация, при одинаковом законе изменения будет чуть менее чем полная при таких напряжениях сигнала). Но даже -150дБ это уже величина более, чем достаточная. Как мне кажется, начальная линейность V/I в широкой полосе важнее, чем формальные -150 (или сколько там) дБ.

[ViktKors]

Offтопик:

Конечно, однако Вы посчитали
..
Это без учета компенсации дельты емкостей за счет симметрии ..

Отлично, ну так давайте считать дальше. И контекст, конечно будем соблюдать.
Помимо выходной нелинейности есть нелинейность Ube входных пар (токовая, поскольку напряжения там стабилизированы "контекстом").

Миллеровские 33 пФ на 6 вольтах требуют для прокачки ~24 мА тока. Т.е. по 12 мА на каждую пару входных транзисторов. Токе покоя где-то 750 мкА.
Считаем третью гармонику:
девиация тока относительно тока покоя deltaI/I = 12/750 мка = 0.016
третья гармоника - 1/6 от квадрата deltaI/I даст 4е-5
за счет местной ос в эмиттерах станет раза в полтора-два меньше, и общая ООС отъест еще 60 дБ.
получаем 2е-8.
Это как раз чуть лучше -150 дБ. Причем третья не компенсируется. Но это все-же чуть лучше, чем вклад выходной нелинейности.

А вот со второй гармоникой тот самый прикол для "оппонента" (схема то "от обратного"). В "сломанном" диффкаскаде Ube обоих транзисторов меняется синфазно, и вычитания этой нелинейности не происходит. Но это никак не повод считать такой диффкаскад неприменимым. В саже тупо стоят два диффкаскада противофазно. В итоге вторая гармоника одного каскада компенсирует вторую гармонику второго.
Сделаем оценку. Вторая гармоника - это половина относительной девиации с учетом ОС. Т.е. 0.5 х 0.016, деленное на 2 от местной ОС в эмиттерах и на 60 дБ ООС.
Получаем вклад в искажения на уровне ~-108 дБ. Хреново, конечно, если забыть (или не думать) про взаимокомпенсацию в противофазных парах диффов.

А вышеупомянутый "полуинтуитивный" момент тут в том, что нелинейность Ube предсказуемая и стабильная, в том смысле, что она, по большому счету, зависит только от относительной девиации тока, и эффекты вроде коэффициента усиления транзистора, площади его переходов, даже типа транзистора глубоко вторичны. При том, что для выходной нелинейности все эти факторы (включаю еще массу всякого) предельно критичны, кстати именно поэтому симуляторные допущения насчет выходной нелинейности нередко можно просто игнорировать.
Т.е. в сабже достаточно обеспечить идентичность девиации в паре входных диффов, и получится очень хорошее подавление второй гармоники (по спектрам видно, что это подавление более 30, скорее 40 дБ). Причем это подавление не ситуативное (как в супер количестве нолей под тест), а реальное, на всех режимах (при наличии хоть какой-то стабильности режимов).

Т.е., если исходить из того, что как Вы утверждали "Но даже -150дБ это уже величина более, чем достаточная" (что не всегда так, но правда, что при прикидке сабжа ориентир был именно на эту величину в реальных условиях), начальная линейность тут получается вполне достаточная.


Я конечно не стану спорить, что можно сделать чуть лучше. Но есть задачи, и есть пути решения. Если ставить задачу, получить в реальности -16хдВ (думаю не нужно убеждать, что в этом нет ничего запредельного), то и методы будут чуть иными. Но по мне, формального уровня искажений в -140 дБ уже вполне достаточно, и реальное качество звука определяется совсем другими вещами. С которыми в сабже полный порядок .

А так-то да, можно (ага, как в LM3886) уменьшить как амплитуду рабочего тока диффкаскадов, так и степень подавления нелинейности. Но такой задачи не ставилось, в конце концов, этот вид коррекции несколько сложнее, и для студента 68-го года наверное все-же сложноват. В то время как даже совершенно непосредственное применение банальных принципов и элементарной коррекции позволяет получить очень приличный результат.
Совершенно банальными средствами получается результат, куда лучший, чем если пытаться бездумно перенести симуляторные допущения на реальность.

[-UST-]

Offтопик:

Миллеровские 33 пФ на 6 вольтах требуют для прокачки ~24 мА тока. Т.е. по 12 мА на каждую пару входных транзисторов. Токе покоя где-то 750 мкА.
Считаем третью гармонику:
девиация тока относительно тока покоя delaI/I = 12/750 мка = 0.016
третья гармоника - 1/6 от квадрата delaI/I даст 4е-5
за счет местной ос в эмиттерах станет раза в полтора-два меньше, и общая ООС отъест еще 60 дБ.
получаем 2е-8.
Это как раз чуть лучше -150 дБ. Причем третья не компенсируется. Но это все-же чуть лучше, чем вклад выходной нелинейности.

А от -150дБ выходной нелинейности ОООС отъест 60дБ? Вы, вроде, посчитали выходную нелинейность без учета подавления общей петлей, и , напомню, без учета компенсации за счет симметрии. Пусть компенсация за счет симметрии съест 20дБ нелинейности и общая ООС 60, тогда вклад -150-20-60 = -230дБ, тогда как токовая нелинейность с учетом тех же факторов -150дБ. Так что ощутимее?

Offтопик:
И перестаньте язвить, мне всё равно что там у "оппонента", обострение или ремиссия, Вы почему-то связали мой вопрос с какими-то склоками.
Я предложил прибрать миллера в 10 раз и так и сделаю при похожем решении. Но, так как Вы человек опытный и мною уважаемый, то было интересно узнать Ваши приоритеты при выборе номиналов. Вот и всё.

[ViktKors]

А от -150дБ выходной нелинейности ОООС отъест 60дБ? Вы, вроде, посчитали выходную нелинейность без учета подавления общей петлей, и , напомню, без учета компенсации за счет симметрии.

Конечно же это уже с учетом подавления петлей.
А симметрия в выходных характеристиках весьма условная, это все-же разные транзисторы с разным типом проводимости, да еще и нередко с разным смешением (это точка внутри петли и ее потенциал может плавать до долей вольта)

Пусть компенсация за счет симметрии съест 20дБ нелинейности и общая ООС 60, тогда вклад -150-20-60 = -230дБ

Как уже отмечалось, вклад ООС уже отмечен, симметрия там довольно условная, но на 20 дБ я согласен. Вот эти самые 20 дБ и пустим в качестве запаса на надежность - плавание параметров с температурой, утечки и прочее.
Так оно и выходит, то на то, один к одному.

Offтопик:

]И перестаньте язвить, мне всё равно что там у "оппонента", обострение или ремиссия, Вы почему-то связали мой вопрос с какими-то склоками.

Знаете, если Вам почему-то показалось, что Вам язвят, то от одного раза хуже уже не будет, сделаю персонализированную подколку: "Очень мне надо язвить в Ваш адрес".
А если серьезнее, то успокойтесь. Если Вам по какой-то причине привиделась эмоциональная составляющая в свой адрес, заверяю Вас, вам показалось, могу даже извиниться.
Я полагал, у нас тут просто аргументированная дискуссия. Но увы, это общественная дискуссия, а не личная переписка, потому отвечая, я вынужден иметь в виду не только Вас, но и других, куда менее сведущих читателей, которые, порой невольно, соотносят излагаемое и с альтернативными токами зрения. Потому аругментация более широкая, и присутствует некоторое акцентирование на неочевидных моментах, вроде коварства выходной нелинейности или антиклипповых диодов, которые здорово отличают жизнь от симуляторных моделей.

Я предложил прибрать миллера в 10 раз и так и сделаю при похожем решении.

Миллер в данной топологии, это не только коррекция, это еще и большой ток, на фоне которого теряются всякие наводки и утечки. Т.е. это фактор стабилизации делающий конструкцию более дубовой. Точно так-же на дубовость работают и завышенные емкости, и простота коррекции. Это все факторы, которые не имют прямого отношения к схемотехнике, но относятся к тем, которые определяют т.н. "конструктив". Фактически именно то, что и определяет реальное качество звука, когда искажения уже достаточно малы,
Имхо, конечно,
С уважением

[-UST-]

Offтопик:

Вам почему-то показалось

Проехали тогда.

Offтопик:
И да, я почти со всем согласен, что Вы написали, так что дискуссия это на всякий случай, вдруг что интересное выскочит. Надеюсь, не сильно Вас утомил.

Offтопик:
ПС А откуда такой ловкий расчет 3-ей гармоники? Букварь какой-нибудь?

[ViktKors]

Offтопик:

ПС А откуда такой ловкий расчет 3-ей гармоники? Букварь какой-нибудь?

Так это же просто разложение экспоненциальной характеристики биполяра (впрочем, у полевого в таком режиме почти то-же самое) в степенной ряд по нелинейностям.
Я не задумывался и не уверен точно в коэффициентах, может там набежит еще отличие раза в два при пересчете нелинейности в гармонику соответствующего порядка. Если вопрос принципиальный, можно посчитать точно, но имхо оценки порядка вполне достаточно.

[-UST-]

Offтопик:

Так это же просто разложение экспоненциальной характеристики биполяра (впрочем, у полевого в таком режиме почти то-же самое) в степенной ряд по нелинейностям.
Я не задумывался и не уверен точно в коэффициентах, может там набежит еще отличие раза в два при пересчете нелинейности в гармонику соответствующего порядка. Если вопрос принципиальный, можно посчитать точно, но имхо оценки порядка вполне достаточно.

Спасибо, нет, не принципиальный. Никогда гармоники от экспоненты не считал руками (а может и считал, но уже не помню), коррекцию да, всегда прикидываю на листочке. Таки симулятор расслабляет (и экономит время при некоторых допущениях)

[tomtit]

Браво Виктор! Ваш проект мне очень понравился. Так работают профессионалы в условиях хронического дефицита времени и без права на ошибку. Никаких идиотских игр с симуляторами, 100% гарантия повторяемости. Минимум расходов, ибо цена компонентов и автоматической пайки стремится к нулю. Ну, это не относится к опытному образцу , он достаточно трудоемок. И, конечно, можно было проверить на практике многие неочевидные вещи, так как микросхемы обычно заточены строго под стандартное применение и не дают свободы оптимизации.

Offтопик:
Я подобным образом развлекся с дискретными стабилизаторами.

[Fusion]

Чтоб добру не пропадать, запаял детальки, покрутил чуток, послушал, померил, поржал, ну и выкладываю тут.

Очень оригинальная плата, Виктор. Прямо очень приятно смотреть как она скомпонована и продумана.
Глядя на такую малопуську и не подумаешь, что за ней стоит такая схема.

[Ломатель]

А индуктивность ничего лишнего не ловит? Не станет она тем самым элементом нестабильности и неповторяемости качества?

[ViktKors]

tomtit, Спасибо,
Как то так сложилось, что аудиофорум не про то, как можно сделать в рамках поставленной задачи, а скорее про некоторые нетрадиционные изыски во имя "звука". Но в тот момент как раз и хотелось напомнить, что традиционный подход может быть весьма эффективным.
Да, схема и плата были набросаны на скорую руку. Т.е. времязатраты на схему порядка часа-двух и на плату-герберы (это у меня никогда не получается быстро) пара дней.
Ну и конечно, тут есть что оптимизировать, но это, по большому счету, просто наведение лоска.

Глядя на такую малопуську и не подумаешь, что за ней стоит такая схема.

Спасибо, ну должен сказать, что плата двусторонняя и на второй стороне практически зеркальное отражение - дорожки, компоненты. Так что реально плата как-бы в два раза больше. Но зато за счет такой компоновки получилось развести с минимальным количеством компромиссов.

Ну и внутренние слои там практически пустые, пара перемычек (их можно пустить и поверху) и земляной полигон. Т.е., в принципе, плата может быть сделана полностью в рамках любительской технологии. Вроде того, как я собирал пробный экземпляр ЦАП - три слоя, бутерброд из двусторонней и односторонней плат на текстолите 0.8 мм.

А индуктивность ничего лишнего не ловит? Не станет она тем самым элементом нестабильности и неповторяемости качества?

Индуктивность которая торчит на плате в виде катушки в термоусадке (L2) - это традиционный выходной фильтр. Понятно, что в готовой конструкции предпочтительнее установить его (как и опциональное реле коммутации выхода) на базовой несущей плате, где можно по желанию позволить себе любые изыски. Но обыкновенно наводки на эту катушку не дают заметного вклада в выходной ток, а проникновение ВЧ наводок во входные цепи отчасти отсекается шунтирующими конденсаторами на входах (C1, C17) в сочетании с последовательными резисторами (R49, R7).
В плане воспроизводимости можно заметить, что индуктивность тут не играет критической роли (я обычно исхожу из провода длиной ~80 см, почти неважно, на какой диаметр и как длинно его наматывать).
Активное сопротивление должно быть в пределах долей Ома (ниже - повышается добротность резонансов с возможной паразитной емкостью нагрузки, если она будет значительной, выше - почему-то замечается деградация звучания с наушниками).
Добротность не очень критична. Даже более того, чуть пониженная добротность зашунтирует способность катушки работать антенной на очень высоких частотах.

Ну и как показывает опыт "любительского", если совсем влом, вместо этой катушуки можно поставить стандартный синфазный дроссель даже не перематывая его (естественно, с подходящим количеством провода), только сердечник выломать.


Есть речь про СМД индуктивности L1L3, то это опциональные элементы (потому и обозначены серым). По началу их и не запаивал. Но, как уже отмечал, первые включения были веселыми. Тупо было много искажений (хуже -130 дБ). Тогда я и запаял эти катушки, причем вообще без последовательного резистора (у катушек активное сопротивление 8 Ом). Искажения стали гораздо меньше. Т.е. из причина была в нелинейности усилителя, а не, например, в паразитах платы. Кстати, и звук после этого стал явно лучше. Но самое забавное, что при прогреве платы искажения неприемлемо вырастали. После того, как схема была подкорректирована, выпаивать эти катшуки уже не стал, а зашунтировал их резистором в 47 Ом. Т.е. на данный момент они добавляют непринципиальные 12 дБ петлевого вокруг ВК и оставлены, по сути, только для последующих экспериментов.
Переменный ток через эти катушки ничтожен (реально несколько мкА, до 50 мкА на 20 кГц),
паразитный постоянный ток тоже невелик (доли миллиампера), так что ни нелинейности (с учетом ООС), ни существенного насыщения (даже в клиппе) я не опасаюсь.
Добротность катушек довольно высока, т.е. возрастания усиления на ВЧ в пределах сотни-несколько МГц ожидать не приходится.
Сами катушки экранированного типа, пойманные ими наводки дополнительно ослабляются на ВЧ в LR делителе (с R36), включены катушки не в цепь входного ДК с малым током покоя (для минимального шума), а довольно прожорливый транзистор УН, так что детектирование наводок конечно можно предположить, но это не так фатально, как могло бы быть. Кроме того, стоит иметь в виду, что эти помехи инжектируются в цепь охваченную двумя петлями ОС, с глубиной на звуковых частотах за 100 дБ.
Но конечно, нельзя исключать, что они как-то проявят себя на нынешнем уровне. Поэтому я решил окончательно решить вопрос с ними уже в финальной конфигурации, когда будет готова нормальная несущая плата и произведены остальные корректировки.

Ну то есть,
а) без L1L3 можно обойтись;
б) на слух с ними было лучше (правда на фоне больших искажений);
в) они не должны сильно вредить

Что касается воспроизводимости, она определяется контролем на производстве. Но отличия индуктивности, добротности и активного сопротивления вдвое (как минимум) вполне допустимы.

[Dieselboy]

Субъективное прослушивание показало очень высокое качество звука. По характеру подачи схема больше походит на "взрослый" наушниковский усилитель чем на "любительский". Слушая наушники сложно избавиться от впечатления, что играет не "аналог операционника", а большая схема с существенным энергетическим потенциалом.

1. Для чего все эти многкратно повторяющиеся излишества в центре схемы? Надо было просто соединить выход Q3/27 со входом Q12/19 и всё! Я, к примеру, такой же буфер на выходе сейчас делаю, даже в 1 УМ переделал на так, но даже в послецаповом буфере использовал тройку: параллельник + 2 симметричника, при такой схеме, наверное, можно было бы избавиться от шунта C9. Так же при именно таком построении параллельника нет другого способа регулирования тока покоя как просто подбирать эмиттерные оспротивления первой или последней ступени, что крайне неудобно. Но это можно сделать, если базы ГТ Q13/18 повесить на коллекторы "симметричного повторителя", включённого генератором тока (его базы на ИОН), а в его коллекторы сопротивления, в их эмиттер переменник, которым подоткрывать 13/18, меняя ток их покоя и меняя падение на их эмиттерных сопротивлениях Q12/15. Так же нет балансировки нуля вручную, например можно было воткнуть переменник за место R8.

2. По взрослому и слышимо лучше чем ОУ будет жвучать почти любая рассыпуха, если сделать токи покоя транзюков на уровне нескольких мА. Ну, и стабнутое питание даёт свои плоды, чего можно не встретить в мощных УМ, не для ушей.

3. Я бы даже после "укорочения серединки" посоветовал бы сделать УН на ОК-ОБ, как на входе. Правда, все эти изменения с выкидываниями дадут неинверт и придётся думать куда заводить ОС по другому (добавить инвертирующий каскад на ОЭ, как у тосников сумматор ОС, но без ввода ОС и зеркалом передать на ОК-ОБ, а вход на тот же параллельник? Либо через входную ОБ ОК-ОБ заводить ОС, как у Рубальского?).