За последние 35 лет я сделал много модификаций и усилителей, основанных на этом блестящем
принципе, называемом Коррекцией ошибок обратной связи.
Почему ? потому что это работает очень хорошо, и потенциал, стоящий за этим, почти не использовался.
Пожалуйста, не поймите меня неправильно. QUAD405 был исключительно разработанным усилителем, но
был сильно ограничен имеющимися в то время деталями.
С сегодняшними технологиями и инновациями в операционных усилителях, МОП-транзисторах и источниках питания
дизайн может звучать фантастически, я имею в виду действительно фантастически.
Обычно я не пишу так много, потому что я инженер: - D. С другой стороны, я также
ценю хорошо документированные проекты. Итак, это моя попытка объяснить простыми словами
и некоторыми основами арифметики топологию усилителя, его работу и некоторые звуковые
решения.Как я уже упоминал, я выполнил множество модификаций по сравнению с исходной
схемой QUAD405. В результате получился очень показательный усилитель с очень низкими искажениями.
Звук был аналитическим, для некоторых людей слишком аналитическим. Ему как-то не хватало
синергии, на низких уровнях прослушивания было как-то плоско и скучно. В остальном, на высоком
уровне, усилитель был довольно динамичным. К сожалению, это то же самое с оригинальным
QUAD405 и даже недавними выпусками QUAD606/707/909. Чем я перешел на темную
сторону аудиофильской силы и начал менять операционные усилители. Некоторые
звучат лучше других, у каждого есть свой отпечаток звука, но они не
слишком помогают.
Затем я решил пойти дальше и полностью изменить дизайн, применив аудиофильский
подход. Не ставьте искажения в качестве основного правила, а вместо этого сделайте так, чтобы это звучало великолепно. На
самом деле существует так много усилителей, которые измеряют 1% THD и звучат удивительно хорошо.
Это не значит, что я не основываю свои решения на моделировании и измерениях, это
означает, что я буду доверять своим ушам больше, чем своему осциллографу.
Звук имеет первостепенное значение. Это должно звучать очень хорошо, на любом уровне. Не должно быть никакой
усталости от прослушивания. Звук должен быть ярким, объемным, с большим количеством гармоник с длительным затуханием.
Разрешение и четкость сверху донизу. Каждый инструмент должен звучать естественно,
четко отделен и легко размещаться в пространстве даже в большом оркестре биг - бэнда.
Вот мои первоначальные технические требования:
- стабильная работа. Усилитель должен быть стабильным в любом рабочем состоянии. Никаких колебаний
на любой частоте.
- 100 Вт в 8 Ом при 1 кГц. Этого должно быть достаточно для аудиофила, пока его
динамики“невозможно управлять” движутся.
- срез частотной характеристики 10 Гц - 100 кГц. Это также позволит обеспечить приличную скорость роста.
- Межмодуляционное искажение IMD менее 0,01%
- общее гармоническое искажение THD менее 0,01% при 1 Вт и полной мощности
- дизайн должен быть доступным, с относительно простым поиском компонентов и эквивалентов
THT или SMD.
- экономичный и простой в сборке. Высококачественное аудио должно быть доступным по цене.
- с открытым исходным кодом. QUAD405-отличный дизайн, который вдохновил таких людей, как я, учиться и
хотеть большего. Давайте оставим все как есть и предложим еще больше: схемы, моделирование, исходные
файлы печатных плат и спецификации.
- разработан с использованием моделирования LTspice с финальным штрихом путем обширных стендовых
измерений и испытаний
- окончательное дизайнерское решение всегда остается за моими платиновыми ушами.
Это означает, что Q17 спроектирован
сравнивая различные топологии, и окончательное решение принимается не путем измерения,
а путем прослушивания. Q17 действительно разработан на слух.
И вот требования к уху:
- никакого шипения, никакого жужжания. Плохая ректификация и фильтрация могут привести к нежелательному шуму.
- микродинамика. Да, это самое трудное. Моя нога должна отбивать ритм на любом
уровне. Я не хочу плоского, сжатого и мертвого звука. Это часто сочетается с
отрицательной обратной связью - NFB. На мой взгляд, это частично верно и сильно зависит от того, как
вы используете NFB и другие вещи. Также могут помочь конденсаторы фильтра источника питания
хорошего качества.
- макродинамическая линейность. Усилитель должен быть способен переходить с низкого уровня на максимальную мощность в
мгновение и сохранить этот высокий уровень мощности без искажений и сжатия. Это
должно давать ощущение неограниченной власти. В основном это связано с электропитанием. Если
усилитель способен обеспечить, источник питания также должен справляться.
- резолюция. Мне нравится усилитель, который предлагает разрешение и инструменты для всего тела, без
потери гармоник и затухания. Хорошо спроектированные SEDHT (одноконтурные
триоды с прямым нагревом) способны это сделать, и я тоже хочу того же от своего усилителя. Я знаю, что это еще
одна трудная задача.
Интермодуляционное искажение здесь есть что сказать. Низкий IMD всегда
приводит к максимальному разрешению, но иногда музыкальность теряется.
____________
Вот одно из моих первых наблюдений. МОП-транзисторные регуляторы звучат лучше, чем bipolar.
Do не лучше измерять, а лучше звучать.Раздел второй начинается с кода, образованного Q7 и Q8. Этот каскад обеспечивает высокий коэффициент усиления,
высокое выходное сопротивление и высокую пропускную способность разомкнутого контура, и может быть непросто
не допустить его колебаний. По этой причине существует R5. Это снизит коэффициент усиления и
повысит стабильность за счет некоторых искажений. Вместо Q7 можно использовать некоторые недорогие
транзисторы BC8xx ,так как maxVce> 45 В является единственным ограничением. С звуковой
точки зрения, некоторые каскады могут убить “душу музыки”, другими словами, предложить менее
яркий звук. Дела идут намного лучше, если вы используете МОП-транзистор в качестве основного активного устройства. Это
сохранит динамику на любом уровне.
Каскод - Q7 и Q8 - ступени имеют высокое выходное сопротивление, поэтому питаются от
источника постоянного тока, изготовленного Q10 и R3, примерно 4,5 мА. Q10 может быть любым
недорогим, высоким бета-pnp bjt. Да, любой pnp, никаких ограничений.
Ток CCS отражается на Q12 через Q9 и Q11 через R24 и R25. На самом деле сердце
Q17 находится вокруг этого текущего зеркала CCS+. Токовое зеркало, которое может быть изготовлено с использованием транзисторов с высоким
бета-уровнем pnp или p-канального МОП-транзистора.
Я попробовал и то, и другое. Зеркало BJT очень точное и обеспечивает сочный звук. Для МОП-транзистора я использовал
BS250P, и в этом случае звук-диппер с лучшим средним диапазоном. Микродинамика
, по-видимому, тоже выше. После длительных сеансов прослушивания и некоторого выгорания я могу
с уверенностью сказать, что останусь с mosfet-зеркалом.
Вместо R24 и R25 вы можете использовать один резистор мощностью 1 Вт. Это было разделено надвое, чтобы
распределить рассеянную мощность.
Следующий этап-этап класса А. В оригинальном Quad405 для
увеличения входного сопротивления использовался триплет Дарлингтона. Здесь один МОП-транзистор будет работать гораздо лучше, за счет
некоторая входная емкость. Моп-транзисторы действительно создают более равномерные гармоники по сравнению с
биполярными. Поскольку я больше забочусь о содержании гармоник, чем о THD, вот мое
предпочтение mosfet.
P-канал MOS Q5 является активным устройством класса А, и, по моим наблюдениям, P-канал
IRF9610 немного более линейный, чем n-канал IRF610. Во всяком случае, в настоящее время -2021
- у нас не так много вариантов. Боковые МОП-транзисторы Toshiba (2SJ76, 2SJ77,
2SJ78, 2SJ79 соответственно 2SK213, 2SK214, 2SK215, 2SK216) давно
устарели. Если вы можете их найти, используйте их. Если вы это сделаете, некоторая компенсация конденсатора
это может понадобиться, чтобы уберечь их от любых колебаний. Q5 питается от 60 мА
CCS, образованного Q12 и Q6. Q12 Vbe является основным эталоном в этой CCS и также может
использоваться в качестве тепловой компенсации для заключительной стадии. Опять же, никаких ограничений для Q12.
Может быть любое высокое бета -, низкое напряжение, npn bjt. Ток CCS может быть рассчитан по
Q12Vbe/R13 и составит около 60 мА. Это подтолкнет работу Q5 в классе A и
обеспечит достаточный запас энергии для управления конечной стадией самосвала. Q5 и Q6 будут рассеивать 3 Вт и должны
быть установлены на радиаторе.
Q12 также должен быть установлен на радиаторе, так как он будет использоваться для компенсации
теплового потока на заключительном этапе.
При изменении R13 на 2 Ом в качестве лучшей температурной компенсации здесь можно использовать германиевый AC181
. Я должен упомянуть, что этот мод не привнесет “
звук германия” в этот усилитель. Извините, любители германия !
R9 используется в качестве базового стопора и для предотвращения любых возможных колебаний. R7 и R8 тоже являются
стопорами ворот.
Выбираем последнюю пару Q15 и Q16.
Я большой поклонник боковых МОП-транзисторов производства Semelab-Semefab-Exicon-Magnatec,
независимо от того, какая компания стоит за этим. Эта шотландская компания является одной из последних, кто производит очень
хорошие боковые МОП-транзисторы высокой мощности. Я с гордостью использовал их во многих усилителях Квазара, и
они звучат исключительно. Главная цель Q17-быть доступным по цене,и эти боковые части,
как и многие другие хорошие вещи, не так дешевы. Они очень прочные и допускают высокий
уровень “пыток” и иногда облегчают задачу, но ... есть “но”. У них
небольшая проводимость. Вам нужно использовать двойные матрицы и несколько параллельных из них, чтобы получить
приличную проводимость, потому что аудиофильские динамики используют
сложные кроссоверы, которые любят большой ток, на самых неожиданных частотах.
Fairchild, ныне работающая на полупроводниках, была великой компанией, и одним из ее наследий являются
FQA46N15 и FQA36P15. Если вы думаете, что это пары P/N, вы ошибаетесь. В
реальном мире нет такого идеального соответствия P/N, но мы можем выбрать самые закрытые.
Они продаются как: “Фирменная планарная полоса Fairchild Semiconductor и
технология DMOS”., с небольшим замечанием, что они также могут подходить для “
аудиоусилителя”.
FQA46N15 имеет обычную проводимость 36 сименсов, в то время как Exicon duble die
ECW20N20 имеет максимум 4 сименса. Это эквивалентно 9
боковым двойным штампам. Да, очень впечатляет !
FQA36P15 имеет обычную проводимость 19,5 Сименса, в то время как Exicon duble умирает
ECW20P20 имеет максимум 4 Siemens. Это эквивалентно 4 двойным
боковым поверхностям штампа.
На “темной стороне” Мышелова живут некоторые звери, которые могут превратить этих Фэрчайлдов в
пыль. Они сделаны компанией IXYS, и пара может бытьIXFK220N20X3и
IXTK120P20T. Они обладают более чем 120-миллиметровой транскондукцией Siemens и способны
превратить ваш усилитель в настоящий сварочный аппарат. Это совсем не шутка. Если ваши динамики
никогда раньше не перемещались, используйте пару таких и встряхните свой мир, свои
стены, своего соседа ...
[свернуть]
Аудиофильский QUAD405 (Q17) на МОП транзисторах
Ответить с цитированием
Сообщение от dens
Социальные закладки