Простой мощный УНЧ с использованием ОУ.

[Игоревичь]

Возникла неожиданно потребность сделать усилитель Ватт на 200, но простой, не очень дорогой, и чтобы было не противно слушать. Сделал макет и прежде чем оформлять в конструктив испытал и удивился результатом. Может такой подход еще кого заинтересует.

Схема до ужаса простая и особенностей в ней (по крайней мере такие решения редко встречаются) всего две:
1. В качестве драйвера используется ОРА454 которая при своей привлекательности за счет высокого выходного напряжения в качественной аппаратуре мне не встречалась, я полагаю ввиду высокого уровня собственных искажений.
2. Усилитель охвачен двухпетлевой ОС, одна петля обеспечивает усиление выходного каскада + ОУ ОРА454 около 4 раз. Другая петля охватывает весь УНЧ и позволяет скорректировать недостатки ОРА454 и выходного каскада.

Схема:
Результаты измерений в сравнении с собственными параметрами измерителя :
Гармонические искажения:
Интермодуляция (переменная частота):
Гармонические искажения (набор частот):

Из приведенных результатов измерений можно заметить, что сигнал на выходе УНЧ несущественно ухудшается по сравнению с сигналом на входе. Я позволил предположить, что амплитуды гармоник входного сигнала и собственных гармоник создаваемых УНЧ суммируются (возможно я неправ и суммируются мощности или как то иначе?) и посчитал разность параметров на входе и выходе, которая и является собственно параметрами усилителя:
Возможно я не прав в своих оценках. Хотелось бы выслушать мнение "крупных специалистов", только прошу ОБОСНОВАННОЕ. Уже не раз читал тупые отзывы типа "все не так, по пому, что не по моему"

Испытания проводились при питании +/-58 В, токе покоя выходного каскада 300мА, транзисторы установлены непосредственно на два довольно больших радиатора - около 1000 кв.см. каждый. Нагрузка - проволочный резистор 4 Ом 250Вт. Измерения проводились при амплитуде выходного напряжения 40 В. Ку=20.

[SAPR]

Простое увеличение тока покоя предвыхода приведет к пропорциональному увеличению тока покоя выхода. А там и так все на пределе.

[fakel]

Потому при снижении частоты требуется о-о-о-очень большой кондесатор.

Я ставил на 3300мкФХ6.3В с матплаты

У полевиков DC в затвор не течёт и наверное это не так остро.

Хватает емкости, на порядок большей емкости затвора

[zoog]

Непонятно почему выбран номинал 7.5 кОм. Что экономит автор?

Очевидно же - при другом номинале улетает Ugs драйвера и ТП ВК. Там 4ку нужно подбирать долго...

Простое увеличение тока покоя предвыхода приведет к пропорциональному увеличению тока покоя выхода. А там и так все на пределе.

Ну почему же, если эти транзситоры, как солдаты ВВ2, всё ж могут вытягивать 80Вт на постоянке, то и 20..40 не проблема, а решается подбором транзситоров по Ugsth. Может, ТС этого и не делал, и просто повезло с 4кой?%)

[SAPR]

Ну почему же, если эти транзситоры, как солдаты ВВ2, всё ж могут вытягивать 80Вт на постоянке, то и 20..40 не проблема, а решается подбором транзситоров по Ugsth. Может, ТС этого и не делал, и просто повезло с 4кой?%)

Не знаю, что там делал или не делал ТС. Но схема выхлопа совершенно сырая.
Достаточно ввести ряд небольших изменений, и все станет более-менее прилично:
1. Поставить вольтдобавку.
2. Поставить межзатворный конденсатор.
3. Завести стоки первой пары на вольдобавку.
4. Прменить в предвыходе такие же транзисторы, как и на выходе.
5. Увеличить ток покоя первой пары до 40 ... 50 мА (тогда, при однотипных транзисторах ток покоя второй пары будет таким же).

[_Сам_]

Там 4ку нужно подбирать долго...

можно организовать смещение уровня на диодах/резисторах или при помощи стандарного термодатчика rubber diode, чтобы и ток покоя был в норме и ток предвыхода поднять.

[fakel]

Не знаю, что там делал или не делал ТС. Но схема выхлопа совершенно сырая.
Достаточно ввести ряд небольших изменений, и все станет более-менее прилично:
1. Поставить вольтдобавку.
2. Поставить межзатворный конденсатор.
3. Завести стоки первой пары на вольдобавку.
4. Прменить в предвыходе такие же транзисторы, как и на выходе.
5. Увеличить ток покоя первой пары до 40 ... 50 мА (тогда, при однотипных транзисторах ток покоя второй пары будет таким же).

Щас автор скажет, что ты не понимаешь, как работает его схема...
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2848008

[zoog]

Не знаю, что там делал или не делал ТС.

А Вы верите, что поставив (не в симуляторе) 1е попавшиеся 4 разных ключевых мосфета, получится ток покоя не 0 или 10А, а б-м нужный?;)

4. Прменить в предвыходе такие же транзисторы, как и на выходе.

Зачем? Это не биполяры, чтоб выравнивать смещениями, другой порядок разброса. Да и на УН нагрузки та ещё. Общий ТП х2 - а схема и так живёт на честном слове и на пик-факторе.

5. Увеличить ток покоя первой пары до 40 ... 50 мА (тогда, при однотипных транзисторах ток покоя второй пары будет таким же).

Где-то читал, что даже в ООСных УМах ТП мосфетов заметно влияет на звук..

можно

Не можно, а нужно - подбирать 4 транзистора бредово. Но картинка ухудшится;)

[SAPR]

Зачем? Это не биполяры, чтоб выравнивать смещениями, другой порядок разброса. Да и на УН нагрузки та ещё. Общий ТП х2 - а схема и так живёт на честном слове и на пик-факторе.

Во первых, я так когда -то сам делал (на 540 и 9540, ничего особо не подбирая).
Во вторых,

3. Завести стоки первой пары на вольдобавку.

снижение нагрузки на УН (в данном случае, на выхлоп ОУ, за счет уменьшения входной емкости первой пары).
Ну а в третьих - лично меня этот выхлоп вообще не интерисует , просто показал возможные пути улучшения.

[zoog]

Во первых, я так когда -то сам делал (на 540 и 9540, ничего особо не подбирая).

Если на одинаковых в драйвере и УН, из 1й партии - возможно. Но 4 разных - не-а.

3. Завести стоки первой пары на вольдобавку.
снижение нагрузки на УН

Вкупе - да, но ПОС - вещь обоюдоострая( И при одинаковых токах - какие номиналы резисторов там будут??

[SAPR]

Если на одинаковых в драйвере и УН, из 1й партии - возможно.

Да, были из одной коробки.

Вкупе - да, но ПОС - вещь обоюдоострая

Да ничего тут острого нет , резисторы в затворы первой пары (100 ... 200 Ом) и смело подключайте к выходу ОУ.

И при одинаковых токах - какие номиналы резисторов там будут??

Какие посчитаете, такие и будут, а в чем сложность?

[zoog]

Какие посчитаете, такие и будут, а в чем сложность?

Если через них будет течь 50..300мА ТП преВК, то сопротивления д.б. заметно меньше, но ток через них всё равно идёт в преВК, противоречие. Но в полевых каскадах без отсечки тока в гарантированном классе А - сработает, попутал с БТ. Тогда нижнее плечо делителя вольтодобавки будет только мешаться..

[SAPR]

Если через них будет течь 50..300мА ТП преВК, то сопротивления д.б. заметно меньше, но ток через них всё равно идёт в преВК, противоречие. Но в полевых каскадах без отсечки тока в гарантированном классе А - сработает, попутал с БТ. Тогда нижнее плечо делителя вольтодобавки будет только мешаться..

Честно, ничего не понял.
На пальцах:
Пусть напр. питания 50 В, требуемый ток покоя 50 мА (на напряжение затвор - исток (пара - тройка вольт) забиваем). Тогда общее сопротивление истоковых резисторов первой пары - 1 кОм. Вводим вольтдобавку - ставим два резистора по 500 Ом (последовательно, к средней точке подключаем конденсатор с выхода). На средние точку также подключаем стоки первой пары и уменьшаем сопротивление резисторов, подключенных к рельсам питания в два раза, до 250 Ом (т.е. имеем последовательно включенные 250 и 500 Ом, в другом плече аналогично). Все.

[zoog]

В биполярах с отсечкой ток преВК д.б. в несколько раз меньше тока делителя, не так ли? Чтоб не сильно сбивать режим.
В Вашем расчёте можно оставить только "верхние" (250Ом) резисторы, увеличив их сопротивление вдвое?

[jett]

С ростом амплитуды ток через резики падает и драйвер вообще в отсечку может уйти

Ток падает до примерно 2 ма. В отсечку уйти не может.

Открыться транзисторы предвыхода могут конечно быстро

Они постоянно открыты, меняется только ток. Примерно от 2 до 14 ма. Ток маловат, это да. С другой стороны, и входные емкости выходников невелики, до 300-500 пф.

[fakel]

Ток падает до примерно 2 ма. В отсечку уйти не может.

На постоянке? Или на какой частоте?

[_Сам_]

Ток маловат, это да. С другой стороны, и входные емкости выходников невелики, до 300-500 пф.

маловаты, невелики... лирика!
Берём симулятор, рисуем схему

видим, что полоса такого параллельного повторитеря получается меньше мегагерца.

Без ОС это ещё более-менее терпимо, но я бы не стал охватывать такой тормознутый каскад петлей ОС

Теперь подаём меандр 20 В х 100 кГц

быстрая часть фронта это быстрое запирание одного плеча, а медленное доползание до полки это открываение второго плеча, когда 7.5 кОм мучительно долго заряжает затвор. Причем чем ближе к полке, тем меньше ток заряда.

[zoog]

Берём симулятор, рисуем схему

Соединение затворов ёмкостью не помогает?

[_Сам_]

Соединение затворов ёмкостью не помогает?

частично помогает. Только ставить надо между затворами выходных. Если между истоками драйверов перед 200 Ом, то получает ерунда.
А так с 1 мкФ меандр получше

[zoog]

Разумеется, входные и так соединены. Я бы сказал - для 100кЦ меандр идеальненький. А вот с полосой имхо не очень для таких быстрых ПТ, работающих от генератора напряжения, уменьшение резисторов (200) что-то даёт?

[_Сам_]

Разумеется, входные и так соединены.

неее. Я соединил сначала 1 uF истоки драйверов, а не их затворы. Результат меня очень удивил.

уменьшение резисторов (200) что-то даёт?

даёт. С 20 Ом схема ураган

Главное чтобы источник понятнул ток перезаряда затворов