Сверхлинейный усилитель по схемотипу Видерхольда 1977- 2021 (повтор и дополнение)

[belka]

2 ОУ +5 транзисторов в УН. Выходные каскады разные симулировал, биполяры-полевики, без проблем ноль 4-10 мег двигается, без потери усиления на 20-ти килогерцах.

Благодарности:
Евгению Букварёву и Со. - идея с интегратором прорывная, если ей правильно пользоваться.





Убедительная просьба - пишите ТОЛЬКО по делу. Никаких других комментариев здесь размещать не нужно!

После первой публикации многие резонно отметили, что 2 ОУ и такое огромное усиление явно избыточны. Согласен, поэтому схема была существенно упрощена, с некоторой потерей усиления, но не критической. Итого, к базовой схеме Видерхольда был добавлен 1 (один) транзистор и получено усиление не менее 170дБ!

Обратите внимание, как изящно получилось ввести в схему параллельный ВЧ канал, благодаря которому всё это работает. Вполне осознанно претендую на то, что мне удалось нарисовать самый простой сверхглубокоосник.

В соседней ветке я взял модель какого-то Парафина (смешная поделка) и дорисовал ей недостающие детальки. Модель и схема, базовая, прилагаются:



УМЗЧ ВВ 2021.CIR

Продолжение темы:

Кто желал общий эмиттер в УН?

Вложение 400855 Вложение 400857

Как вы понимаете, Q22 и R40 из схемы можно смело удалить и соединить эмиттер Q21 непосредственно с выходом ОУ. Диоды Вокруг ОУ также нужно убрать и добавить правильные цепи для антиклиппа, которые на схеме не нарисованы.

Итого. 1 ОУ + 4 транзистора в УН = полноценный сверхглубокоосник, до которого на RCL-электро нужно ещё очень долго думать)))

[Dinosaurus]

получения максимально качественного, приближенного к естественному, звучания УМЗЧ ...

К тому же , УМЗЧ в принципе не способен звучать самостоятельно
Я бы говорил о согласованном тракте...

[bukvarev]

То, что после замены компонентов в оос звучание аппарата изменилось, пока еще говорит лишь о том, что да, изменилось, факт.
Лучше-хуже, сам материал прослушивания, варианты систем, в которых сравнивать - это очень много факторов, влияющих на субъективное восприятие.
Мне больше понравился второй вариант, и я перечислил ряд особенностей звучания, субъективных. Это - только мое восприятие, а не инструментально подтвержденное.
Одному больше понравится первый вариант схемы, другому - второй. Вот если набрать статистику, кому что понравилось, тогда, ИМХО, можно будет сделать определенные выводы "в среднем".
И делать вывод о том, что углубление ОООС однозначно плохо, исходя из этого единичного опыта, думаю, преждевременно.

---------- Сообщение добавлено 17:19 ---------- Предыдущее сообщение было 14:33 ----------

Откуда такая схема термо стабилизации

Схема эта стандартная. Ее использовали в старых аппаратах. Например, она описана в книге Шкритека:

или в известном DPA440:


Подобные схемы делают прежде всего для того, чтобы уменьшить и частично стабилизировать ток через термодатчик. Это исключает его саморазогрев.
Вторым плюсом является сниженное дифференциальное сопротивление термоузла и меньшая зависимость напряжения смещения от тока УН.

Вот пример термоузла из усилителя MW, в котором использована микросхема вместо транзисторов, принцип работы тот же самый:


Схема стабилизации в ВВ2021 фактически использует узел из нашего серийного аппарата. Ее отличие - использование вместо одиночного дополнительного транзистора составной. Такое решение позволяет дополнительно снизить дифференциальное сопротивление узла. В текущем усилителе оно практически постоянно вплоть до частоты 10 МГц.
Также там использован защитный стабилитрон и электролитический конденсатор (необязательный), который является накопителем при старте и в переходных режимах.

Термодатчик погружен в отверстие радиатора. Несмотря на это, такой способ съема все же имеет большую тепловую инерцию (подробно про разные способы подключения датчика есть в книге Селфа). Именно поэтому я не предпринимал мер по снижению степени перерегулирования схемы.
После холодного старта, с прогревом аппарата, ток покоя уменьшается примерно на 30%.
При интенсивной нагрузке ВК, ток покоя возрастает, не превышая ток "холодного старта", а затем плавно возвращается к установленному значению.

Значительно большее отклонение тока покоя вызывает изменение питающего напряжения из-за эффекта Эрли транзисторов ВК, поэтому регулировать ток покоя нужно при рабочем напряжении питания после прогрева (выставить ток покоя около 50 мА или 50 мВ между эмиттерами транзисторов последнего каскада).

[Слава.С]

Проблема в динамическом смещении среднего уровня выходного напряжения до 50 мВ, это уже существенно,
тут никакой интегратор не справится, нужна динамическая балансировка выхода...

Наверно, в пиковых колебаниях уровня напряжения "нуля" постоянного тока на выходе УМЗЧ при определенной выходной мощности усилителя по переменке?
Если уточнение верно, какой уровень пиковых колебаний можно принять за приемлемый?

[audiomun]

какой уровень пиковых колебаний можно принять за приемлемый?

Чем меньше - естественно оно лучше, если пара милливольт - хороший результат ... Имхо.

[misha88]

Звучит однозначно лучше, спокойнее. Голоса прозрачнее, верх разборчивей, меньше шельфа, низ субъективно собраннее и плотнее.

А сколько я об этом твержу на форуме. Все, кому советовал подобный опыт, отмечали такой же эффект, несмотря на рост гармонических искажений. Я именно отсюда сделал вывод об важности контроля фазы в звуковом диапазоне до охвата ООС, поскольку это самое главное улучшение при такой коррекции.

Интеграторы срут в сигнал, особенно на низких частотах

Как обычно, надо уметь их готовить. Я в своей последней теме об этом много высказывался и давал решение. Неправильно снимать сигнал для интегратора с выхода усилителя и выход интегратора заводить на вход первого каскада (как почти все делают), именно тогда интегратор работает вместе с ООС и влияет на сигнал. Сигнал надо снимать с виртуальной точки и выход заводить внутрь схемы, тогда интегратор на звук не влияет (поскольку не влияет на цепь ООС) и поэтому его можно делать более скоростным.

[ИГВИН]

Сигнал надо снимать с виртуальной точки и выход заводить внутрь схемы

Немного больше конкретики будет полезным!
Не здесь, но есть же соотв. ветка?

[misha88]

Немного больше конкретики будет полезным!

Это сложно. Раз сигнал с интегратора вводится внутрь схемы, то и реализация в каждом случае своя. Популярный метод - вводить в узел подстройки нуля после первого каскада.

[MAXIM_A]

Наверно, в пиковых колебаниях уровня напряжения "нуля" постоянного тока на выходе УМЗЧ при определенной выходной мощности усилителя по переменке?
Если уточнение верно, какой уровень пиковых колебаний можно принять за приемлемый?

А как это измерить, в реальном УНЧ?

[misha88]

А как это измерить, в реальном УНЧ?

Спаяйте два (для отриц. и полож. напряжения) пиковых детектора (нужны прецизионные, например, на ОУ OPA2140), подключите через делитель к выходу усилителя, подайте симметричный (проверенный теми же пиковыми детекторами) синус с разной амплитудой и частотой и проверьте на разницу в показаниях полож. и отриц. полуволн для разных амплитуд с выхода усилителя.

[audiomun]

Спаяйте два (для отриц. и полож. напряжения) пиковых детектора (нужны прецизионные, например, на ОУ OPA2140), подключите через делитель к выходу усилителя, подайте симметричный (проверенный теми же пиковыми детекторами) синус с разной амплитудой и частотой и проверьте на разницу в показаниях полож. и отриц. полуволн для разных амплитуд с выхода усилителя.

Зачем придумывать такой геморрой, когда всё делается гораздо проще и нагляднее, с помощью двойного Т-моста ...

[bukvarev]

Offтопик:
Константиныч, не нужно никаких детекторов, железок и прочего огорода. Просто воспроизведи сигнал с предварительно обрезанным в аудиоредакторе низом, например, по 100 Гц (пропустив через ФВЧ), а при воспроизведении запиши с клемм АС на АЦП, и отфильтруй только НЧ компоненту. И все будет как на ладони.

[misha88]

Зачем придумывать такой геморрой, когда всё делается гораздо проще и нагляднее, с помощью двойного Т-моста ...

Измерение сдвига нуля? И на разной частоте?

а при воспроизведении запиши с клемм АС на АЦП, и отфильтруй только НЧ компоненту. И все будет как на ладони.

И это простой метод?

[bukvarev]

Offтопик:

И это простой метод?

Конечно. Компьютер, с которого музыку слушаешь и звуковая карта, которую и так используешь для измерений.

[deemon]

Как обычно, надо уметь их готовить. Я в своей последней теме об этом много высказывался и давал решение. Неправильно снимать сигнал для интегратора с выхода усилителя и выход интегратора заводить на вход первого каскада (как почти все делают), именно тогда интегратор работает вместе с ООС и влияет на сигнал. Сигнал надо снимать с виртуальной точки и выход заводить внутрь схемы, тогда интегратор на звук не влияет (поскольку не влияет на цепь ООС) и поэтому его можно делать более скоростным.

Ну да , только так и надо делать интегратор ( если он вообще нужен ) ... а делают все почему-то совсем по-другому

[ttla]

Интеграторы актуальны в мостах, а в полумосте лучше сделать выход как в Заратустре , и иже с ним, на конденсаторы, и звук интересней, чем с силовой землей, и проблем меньше с разводкой земли, и интегратор не нужен

[audiomun]

Измерение сдвига нуля? И на разной частоте?

Ну, для понимающих достаточно и на одной частоте, например 20 кГц, поскольку практически у всех УМЗЧ сдвиг нуля на ВЧ больше, чем на НЧ ...

[belka]

Ещё раз - никаких интеграторов в этой схеме не нужно, всё равно как они организованы, просто не нужны и всё.
Какие-либо сдвиги и несимметрии нужно править правильными настройками и режимами тчк

[Leoniv]

Схема стабилизации в ВВ2021 фактически использует узел из нашего серийного аппарата.

Двухполюсник термостабилизации в идеале должен иметь раздельные регулировки температурного коэффициента и падения напряжения. Что-то подобное я пытался сделать в ВВ2001. Температурный коэффициент там задается на этапе выбора номиналов, а падение напряжения устанавливается оперативной регулировкой, которая почти не влияет на температурный коэффициент. В отличие от распространенных решений, где температурный коэффициент пропорционален падению напряжения и регулируется вместе с ним.

Крепить термодатчик, пожалуй, лучше всего сверху на один из выходных транзисторов (некая приблизительная эмуляция ThermalTrak-ов). Кроме уменьшения тепловой инерции это даст уменьшение паразитной емкости, что в точке включения термодатчика критично, обычно это выход УН.

Еще корректнее разбить транзистор термодатчика на два, один крепить на выходном транзисторе, а второй - на радиаторе. Его температура будет более согласована с температурой предоконечных транзисторов выходной тройки (которые нагреваются от радиатора), а вклад в коэффициент он должен давать около 2/3.

[bukvarev]

Двухполюсник термостабилизации в идеале должен иметь раздельные регулировки температурного коэффициента и падения напряжения.

И зависимость смещения от напряжения питания усилителя.
Видимо, на практике термоузел не усложняют потому, что его вклад очень в общий результат очень мал. Главное - емкость самого термодатчика и малое дифф. сопротивление узла.
Пробовал делать значительно более сложную схему регулировки: https://forum.vegalab.ru/attachment....1&d=1625516690
Тоже хорошо, но так и не знаю, насколько оказалось оправданным

[ViktKors]

Ну да , только так и надо делать интегратор ( если он вообще нужен ) ... а делают все почему-то совсем по-другому

Зависит от контекста.
Если усилитель "обычный", то ввести коррекцию режима по постоянке можно и куда-то внутрь схемы (например в УН). Заодно это нередко дает лучшую симметрию (уменьшает дисбаланс) входного диффкаскада.

А вот если схема с реально глубокой ООС, то можно нарваться на нездоровую конкуренцию параллельных ветвей ООС по постоянке. И эффективность интегратора будет выше нуля только если усиление в его петле будет выше усиления в основной. Причем это превышение усиления должно быть значительным.

***
Ну и понятно, что в нормальном случае смысл интегратора не подстройка режима УНЧ по постоянке (УНЧ должен быть нормальным и сам по себе), а в исключении входного разделительного конденсатора. И тут без вариантов.
Или разделительный конденсатор на входе (на позолоченных цангах для перетыка пользователем ),
или
Сервоцепь коррекции постоянки. А уж как ее делать - личное дело каждого. (например, никто не мешает тупо поставить МК, опрашивать раз в секунду и подмешивать к сигналу DC от вспомогательного ЦАП).