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)))

[Painmailer]

Offтопик:

Так ведь их нет смысла бороть.

Есть и ещё какой. Но не с помощью ООС.

[misha88]

Особенно 1 МГц: 20 дБ.

Если это собственное усиление схемы внутри петли ООС, то ничего странного, а если общая глубина ООС, то такое для УМ возможно только с несколькими петлями ООС, если усиление с ООС больше 2-3 (конечно если -6 дБ спад, что желательно перед единичным усилением).

[bukvarev]

Если это собственное усиление схемы внутри петли ООС, то ничего странного, а если общая глубина ООС, то такое для УМ возможно только с несколькими петлями ООС, если усиление с ООС больше 2-3.

Там же есть местная ООС, в УН.
Усиление с ППК, но без учета делителя ОООС. На 1 МГц там 35 дБ.

А петлевое на ВЧ чуть подрастает за счет:

Компенсация по запаздыванию обычно используется совместно с цепью по опережению, образуя на ВЧ емкостной делитель. Тогда уменьшение усиления на ВЧ, вносимое звеном ППК (Lag compensation) компенсируется увеличением глубины ОООС за счет цепи коррекции по опережению.

---------- Сообщение добавлено 00:35 ---------- Предыдущее сообщение было 00:16 ----------

Особенно 1 МГц: 20 дБ.

УН+ВК имеет частоту единичного усиления около 8 МГц. На 1 МГц усиление порядка 8 дБ. К этому усилению добавляется усиление THS4031 (около 48 дБ), глубина ППК - около 20 дБ. Ослабление частотно-зависимого делителя ОООС на 1 МГц ~ -15 дБ. Вот весь бюджет (48+8-36~20). Плюс-минус.
Остальное, с уточнением - при отладке "в железе".

[Malinovsky D]

1МГц: Вх. Цепь - минус 30дБ.

Это же просто входной фильтр НЧ. Разве нужно его учитывать в петлевом усилении?

[Валет]

УН+ВК имеет частоту единичного усиления около 8 МГц. На 1 МГц усиление порядка 8 дБ.

Что является входом УН+ВК? В какой точке схемы измеряется подаваемое на УН+ВК напряжение?

И еще вопрос по схеме. В чем смысл необычного узла на Q1 и Q2(KSA1381)? Как этот узел способствовал тому, что вы создали

полноценный сверхглубокоосник, до которого на RCL-электро нужно ещё очень долго думать)))

Это же просто входной фильтр НЧ. Разве нужно его учитывать в петлевом усилении?

Конечно, ведь этот фильтр ослабляет (за счет шунтирования) ток/напряжение с точки суммирования ОООС на вход первого каскада усиления, причем одинаково для входного сигнала и сигнала ОООС. Именно благодаря этому усиление УМЗЧ от ППК практически не изменяется.

[Malinovsky D]

Конечно, ведь этот фильтр ослабляет (за счет шунтирования) ток/напряжение с точки суммирования ОООС на вход первого каскада усиления, причем одинаково для входного сигнала и сигнала ОООС.

На мой взгляд, влияние этой цепи на параметры ОООС определяется в том числе соотношением резисторов фильтра НЧ и стоящего после него.
Просто в лоб нельзя добавлять спад этой в цепи в ослабление петлевого усиления. В предельном случае, если у нас фильтр НЧ будет состоять и резюка в 1 Ом и кондера 1 мкФ было бы странно его спад полностью учитывать в уменьшении глубины петлевого усиления.
Как вы думаете?

И, кстати, вы в модели смотрели, что там с петлевым усилением?

[fakel]

Не может Жуковский опровергнуть мои прикидки, он в своем амплуа: болтовня без всякого технического смысла, но с претензией на остроумие. Получить аргументированные возражения не надеюсь, поэтому

Куда уж Жуковскому до тебя

[bukvarev]

Что является входом УН+ВК? В какой точке схемы измеряется подаваемое на УН+ВК напряжение?

Выход ОУ.

В чем смысл необычного узла на Q1 и Q2(KSA1381)?

Частотно-зависимое усилительное звено с усилением на частоте 20 кГц порядка 50 дБ и частотой единичного усиления около 1 МГц.
Кроме того, этот узел одновременно переводит ВК ОУ в класс "А" (тут уже возможны варианты, в зависимости от режима каскада и типа ОУ).

Как этот узел способствовал тому, что вы создали

Этот усилитель получился очень простым при неплохих перспективах. Каких конкретно:
1. Хорошие формальные измерения параметров (за счет глубокой ОООС).
2. Использование одного питания, единого для всех каскадов (за счет хорошего ПСРР, поскольку выходное сопротивление этого узла низкое во всем диапазоне частот).
Конкретно моя версия будет иметь возможность работы при напряжении питания в диапазоне от +-27 до +-63 В без изменения номиналов, что делает усилитель более универсальным в применении (например, если у кого-то уже есть источник питания), и по меркам любительских домашних конструкций, мощным.

[Валет]

На мой взгляд, влияние этой цепи…
… И, кстати, вы в модели смотрели, что там с петлевым усилением?

Взгляд ни причем, вопрос в точном знании.

1. Коэффициент усиления уся равен отношению напряжения на выходе уся к напряжению на его входе.
2. Глубина ОООС равна отношению усиления уся с разомкнутой петлей ОООС к усилению с замкнутой.
3. Фильтр НЧ/ППК уменьшает на его коэффициент передачи усиление уся с разомкнутой петлей т.к. ослабляет напряжение на входе уся перед подачей его на первый каскад усиления.
4. Усиление уся с замкнутой петлей ОООС практически не уменьшается от введения фильтра НЧ/ППК (пока глубина ОООС еще достаточно велика).
5. Из пп.1-4 следует, что введение фильтра НЧ/ППК уменьшает на его коэффициент передачи глубину ОООС уся (пока глубина ОООС еще достаточно велика).

В модели не смотрел.

1МГц: Вх. Цепь - минус 30дБ.

Вот более точный расчет коэффициента передачи входной цепи R1,C1,R2,C4,R3 усилителя парафин на 1-м МГц:

Для цепи R1,C1, считая сопротивление источника сигнала нулевым,
К1= C1/(R1+C1); Хс1 = 283 Ом.
Итого по модулю К1 = 283/1233=0,23

Аналогично для цепи R2,C4,R3 пренебрегая выходным сопротивлением цепи R1,C1,
К2≈ (C4+R3)/(R2,C4,R3) ≈ 493/4150 = 0,12

Итого коэффициент передачи входной цепи усилителя парафин на 1-м МГц
К=К1*К2 =0,23*0,12=0,027, что составляет минус 31дБ

Частотно-зависимое усилительное звено с усилением на частоте 20 кГц порядка 50 дБ и частотой единичного усиления около 1 МГц.

Спасибо! Подождем результатов в железе

[Malinovsky D]

2. Глубина ОООС равна отношению усиления уся с разомкнутой петлей ОООС к усилению с замкнутой.

Что мешает вынести ФНЧ "за скобки"?
Уберите его из схемы, и получите искомые 20 дБ на 1 МГц.

Взгляд ни причем, вопрос в точном знании.

Кто знает уровень знаний собеседника? Здесь ничто не ясно.
Вы мне писали, что ПОС не будет работать. А она работает. В железе. И все пучком.
Поэтому я и сомневаюсь, насколько точно вы все посчитали. Может и не учли чего.

[Валет]

Что мешает вынести ФНЧ "за скобки"?
Уберите его из схемы, и получите искомые 20 дБ на 1 МГц.
На устойчивость эта цепь не повлияет.

Именно ФНЧ и обеспечивает устойчивость уся, понижая глубину ОООС, точнее просто выключая ее к частоте 1МГц. Без него капец

[Malinovsky D]

Без него капец

Ок. Я в модели не проверял. Настаивать не буду.

[Валет]

Вы мне писали, что ПОС не будет работать. А она работает.

О чем речь?

Ок. Я в модели не проверял. Настаивать не буду.

А модель считает так же, если правильно пользоваться. Только точнее.

[wert]

Если модель из первого поста привести в соответствие к схеме Н.Сухова, т.е. без доп транзистора,
но вместо ускоряющего конденсатора поставить двухполюсную коррекцию,
тогда лидерство среди моделей по линейности и высокой верности
снова у Н.Сухова.
Причем по THDN до 100 кГц модели практически близнецы братья,
но по общим динамическим и статическим искажениям модель Н.Сухова опережает модель Белки на два порядка,
по динамическим нелинейностям амплитуды и фазы на порядок.
(модели устойчивы к емкости до 10 нФ параллельно нагрузке)
Сложно мэтра обойти...но искать решение нужно.

[Malinovsky D]

Offтопик:

О чем речь?

Об этом

[Валет]

Offтопик:

Об этом

Во-первых, разговор был не с вами, а с Бегемотом и вы в нем не участвовали.
Во-вторых, все правильно, в чем вопрос?
В- третьих

Вы мне писали, что ПОС не будет работать. А она работает. В железе. И все пучком.

Не помню, чтобы по этому поводу я вам что-либо писал. А ПОС и должна работать, все правильно.

[Malinovsky D]

Offтопик:

все правильно.

ОК

[Слава.С]

Ок. Я в модели не проверял. Настаивать не буду.

Упрщенная схема Упрщенная схема 22072021 20-00.zip

[Malinovsky D]

Offтопик:

Упрщенная схема

Спасибо!

[Ageres]

А вот как бы по этим общим динамическим и статическим искажениям модель в лтс обмерить? А то я гляжу один Верт мерит и мерит и другим бы мудрости причаститься.