Усилитель FURY THREE

[Hennady]

Данный усилитель стал продолжением идеи усилителей FURY с прогрессивной коррекцией с ВК на мосфетах и апериодическим драйвером, топология претерпела значительные изменения касаемо коррекции:

1) усилитель питается от двуполярного источника
2) в базовой схеме "открытый" вход, т.е. нет входного конденсатора
3) электролитические конденсаторы в схеме, только в питании.
4) схема не является глубокоосной в современном представлении данного определения, но значение усиления без ООС на частоте 1кГц состаляет 128дБ, на частоте 20кГц - 86дБ, что также не мало...

схема:


основные моменты в схеме:
коррекция: R3C2, R10C5 и С9 , запас устойчивости 30 градусов/ 26дБ
Fед составляет скромные 3,6МГц
Полюс 500Гц
Задержка на 20кГц 484nS

также на выходные клеммы установлена цепь Цобеля R8C8, так ее эффективность выше раза в 2 по сравнению с расположением на плате и до цепи Буше.
Конденсатор C1 в цепи общей ОС сглаживает выбросы на переходной характеристике.
Входной каскад на J-fet дает усиление 74Дб (1кГц), на частотах выше сказывается его входная и выходная емкость, но в данной топологии я намеренно не стал ее шунтировать каскадом ОБ, а поставив повторитель на Т1, разгрузил нагрузку, это было сделано для увеличения максимального входного напряжения.
остальные 54дБ на 1кгц усиливает транзистор Т3 ...
Для симметричного ограничения максимального выходного напряжения была использована сборка "алмазного транзистора" : Т4/Т5/Т6/Т7
На выходе мощные вертикальные мосфеты с цепью термостабилизации
в целом это получается особенностью схем FURY ....

Максимальное выходное амплитудное напряжения без ограничения составляет +/-32 вольта на нагрузке 4 ома.
Скорость нарастания сигнала V(SR)=32В/мкc.
Номинальная мощность 50 ватт (4 ома)


в схеме необходим интегратор для стабилизации рабочей точки на выходе - эту задачу выполняет ОУ.
В питании применена схема DoubleBridge на диодах шоттки.
на вторичке цепи компенсации , в мостах - диоды Шоттки, емкости 2х22000мкф в плечо...


коннекторы применены TTAF посеребренные с родиевым покрытием:


проводка также посеребренные провода с питании и с родиевым покрытием на выходные клеммы для АС
установлена защита по постоянке и задержка включения...

схема является практически реализованной моделью и ИМХО весьма удачно участвует в тестовых сравнениях,
усилитель в корпусе:


---------- Сообщение добавлено 17:15 ---------- Предыдущее сообщение было 17:06 ----------

тест прямоугольником 1 кГц:

[Hennady]

Спросил продавца на али по поводу этого БП
Он ответил
100KHZ-450KHZ

да, именно этот производитель...
радиатор тут дополнительно необходимо наращивать раза в 3 , причем таким образом, чтобы он еще был и экраном...

[Hennady]

Продолжается (по возможности) процесс сборки:

т.к. сейчас использован корпус у которого линейный размер в глубину больше ширины, пришлось блок защиты АС вместе с питанием расположить на заднюю панель, т.е. сделать такой моноблок с разъемами и защитой:
промежуточный этап

вид с готовой и проверенной в работе защитой АС:

осталось по сути собрать блок выпрямителя питания...

---------- Сообщение добавлено 23.01.2022 в 17:45 ---------- Предыдущее сообщение было 22.01.2022 в 18:34 ----------

доделал блок выпрямителя

усилитель собран, включен и работает

крышка будет позже...

[Hennady]

тест прямоугольником:
правый канал:

левый канал:

в общем то ничего интересного, настраивать не пришлось, возбудов - нет, все в норме...

[Hennady]

попробовал в симулятор новый драйвер:

отличается наличием Q8R21 , в рабочем варианте сейчас у меня на базу Q11 подается напряжение относительно шины питания....


---------- Сообщение добавлено 08.02.2022 в 14:10 ---------- Предыдущее сообщение было 07.02.2022 в 16:21 ----------

В продолжение темы из двух кусков версии Лайт , УН и Драйвер - собрал в симуляторе вот такую схемку:

ИМХО нормально получилось,иоскажения на размахе +/-30вольт 0,0005%, от частоты не зависят, коррекция от Fury Three поэтому и скорость SR и величина задержки не изменились.
отличие данной схемы - более высокий полюс 12кГц и бОльшая чувствительность 22дб против 20дб у Фурии.

искажения на частоте 20кгц при выходном напряжении +/-36 вольт (160ватт на 4х омах)


или FURY THREE вот так и уже с двутактным драйвером:

искажения на частоте 20кгц при выходном напряжении +/-30вольт(110 ватт на 4х омах)

[Hennady]

немного о цепочки Цобель-Буше на выходе усилителя:

начальные данные для определения цепи частота Fед=8Мгц
смотрим ПХ на линейной нагрузке 4 Ома:

подключаем параллельно нагрузке конденсатор 2 uF:

подключаем последовательно нагрузки резистор 5 Ом - этого достаточно чтобы исключить звон

для компенсации сопротивления беру катушку с индуктивным сопротивлением равным сопротивлению в 5 Ом на частоте ниже на декаду чем Fed - это индуктивность номиналом 1uH, для компенсации данной цепи рассчитываем цепь RC цобеля по уравнению Буше - получаем 4 ома + 0.062uF


проверим, что будет если взять индуктивность меньше чем необходимое (беру 0.3uH для наглядности):


---------- Сообщение добавлено 18:21 ---------- Предыдущее сообщение было 16:10 ----------

хочу добавить, что это именно для этого усилителя получилось, что звон ушел при 5 омах, на втором у меня звон ушел при 10 омах, с учетом Fed=6МГц индуктивность равна 2,8uH и цепочка RC это 10 ом + 0,033uF

[jett]

"подключаем параллельно нагрузке конденсатор 2 uF"
Почему именно 2 мкФ?

[Hennady]

аналогично спрашивал Петрова - ответа нет, также были отсылки к Никитину и его тестов с якобы аналогичной емкостью.
Моя версия - это:
постоянная времени с резистором нагрузки равна 8uS, что соответствует верхней звуковой границе частоты, а именно 20кГц...

[jett]

Просто в реальных условиях ёмкость нормального кабеля- это сотни пф, да и то в сочетании с индуктивностью.
В связи с этим интерес представляет расчёт катушки как-раз для примерно такой нагрузки , кмк.

[wert]

"подключаем параллельно нагрузке конденсатор 2 uF"
Почему именно 2 мкФ?

аналогично спрашивал Петрова - ответа нет

Ребята, причем тут Петров, который кроме копи паста чужого, публикуя под своим именем,
ничего никогда не предложил.

Разработчики усилителя TDA1514
предложили тест на устойчивость,
параллельно нагрузке была включена емкость 2 мкФ,
усилитель был устойчив без дополнительных RL барьеров!
Это было круто для глубокоосной структуры УМ
при хороших на тот момент динамических свойствах усилителя
в однокристальном исполнении.

На такой тест я ссылался в теме о "транзисторном ламповике"
при исследовании динамических свойств УМ на TDA1514
и его взаимодействии с нагрузкой
для получения минимальных искажений фронта звуковой волны.

[Hennady]

Просто в реальных условиях ёмкость нормального кабеля- это сотни пф, да и то в сочетании с индуктивностью.

этот тест ИМХО не имеет отношение к емкости кабеля...

Хс емкости в 2 мкф на частоте имеет сопротивление равное ~4ома, т.е. по сути на данной частоте падает нагрузка в 2 раза со сдвигом фазы, резистор в 5 ом - вполне допустимое соотношение по отношению к полученной нагрузке для изолирования точки снятия ООС, индуктивность компенсирует это добавочное сопротивление этого резистора и смещает фазу в противоположную сторону , цепь цобеля компенсирует реактивное сопротивление уже самой катушки - это понятно из уравнения Буше, где нет составляющей емкости индуктивности кабеля.
Теоретически его можно добавить в уравнение, но кмк вменяемый коэффициент DF делает влияние кабеля на параметры усилителя не чувствительными...

Единственное где мне хоть как то удалось визуально определить влияние акустического кабеля на звучание - это ПХ на терминалах для ВЧ секции в АС по причине ловли помех самим кабелем или протекания по землянной шине питания , т.е. важное значение имеет разводка "земли" как на входе усилителя так и на выходе, к цепочке Цобеля - Буше имеет отношение в случае наводки со стороны силового транса на неудачное конструктивное расположение данной цепочки относительно силовых элементов.

---------- Сообщение добавлено 09:06 ---------- Предыдущее сообщение было 08:54 ----------

Разработчики усилителя TDA1514
предложили тест на устойчивость,
параллельно нагрузке была включена емкость 2 мкФ,
усилитель был устойчив без дополнительных RL барьеров!

тут вопрос был почему именно 2мкф - предложил свою версию...

[wert]

Единственное где мне хоть как то удалось визуально определить влияние акустического кабеля на звучание - это ПХ на ВЧ по причине ловли помех самим кабелем или протекания по землянной шине питания

Hennady,
в теме о "транзисторном ламповике" более десятка страниц наберется,
где описаны эксперименты в железе, в реалии,
о взаимодействии усилителя и АС
и роли акустического кабеля
в искажениях фронта звуковой волны.
Цифровые данные приведены для разных динамиков и АС,
для разных акустических кабелей,
механизм таких искажений определен,
влияние на искажения глубины ОС по напряжению и току.
Почитайте, может что полезное увидите для разработки своего усилителя.

[Hennady]

Разработчики усилителя TDA1514
предложили тест на устойчивость,
параллельно нагрузке была включена емкость 2 мкФ,
усилитель был устойчив без дополнительных RL барьеров!
Это было круто для глубокоосной структуры УМ
при хороших на тот момент динамических свойствах усилителя
в однокристальном исполнении.

скорее всего для 1514 имеется ввиду вот этот текст:

Тест на устойчивость проведен путем подключения к выходу усилителя емкостной нагрузки. Устойчивость сохраняется при эквивалентной емкости нагрузки до 0,47мкФ. При подключении нагрузки емкостью 2мкФ (общепринятый тест в мировой практике для исследования устойчивости усилителей класса Hi-Fi) рекомендуется для предотвращения выхода микросхемы из строя последовательно с нагрузкой включить LR стабилизирующую цепочку, отсекающую емкостную нагрузку и образующую при этом дополнительный полюс АЧХ из петли ООС. К сожалению, возникающий при самовозбуждении сквозной ток транзисторов выходных каскадов не ограничивается внутренней схемой защиты, что при отсутствии защиты по току блоке питания может привести к выходу микросхемы из строя.

т.е. всего до 0,47мкф!!! далее уже нужен цепочка Цобель Буше.


и оттуда же:
....Спад вершин прямоугольного импульса частотой 1кГц не превышает нескольких процентов и объясняется наличием на входе разделительного конденсатора сравнительно небольшой емкости, образующего с резистором R1 ФВЧ с частотой среза 8Гц. Скорость нарастания выходного напряжения при работе на нагрузку IHF A202 составила 7,5В/мкс для положительного перепада напряжения и 15В/мкс для отрицательного, что с большим запасом обеспечивает полную выходную мощность даже на верхней границе звукового диапазона, а также гарантирует отсутствие динамических и интермодуляционных искажений при работе с реальными звуковыми сигналами.....

---------- Сообщение добавлено 09:38 ---------- Предыдущее сообщение было 09:28 ----------

...Устойчивость сохраняется при эквивалентной емкости нагрузки до 0,47мкФ.

попробовал у себя без цепочки Цобеля Буше - получилось 0,1uF (и это для прогрессивной коррекции), ИМХО , если использовать коррекцию Миллером - максимальная емкость на выходе при тесте по любому возрастет...

[wert]

скорее всего для 1514 имеется ввиду вот этот текст:
Устойчивость сохраняется при эквивалентной емкости нагрузки до 0,47мкФ. При подключении нагрузки емкостью 2мкФ (общепринятый тест в мировой практике для исследования устойчивости усилителей класса Hi-Fi) рекомендуется для предотвращения выхода микросхемы из строя последовательно с нагрузкой включить LR стабилизирующую цепочку, отсекающую емкостную нагрузку и образующую при этом дополнительный полюс АЧХ из петли ООС.

На момент выпуска микросхемы TDA1514 основным достоинством по устойчивости - это прохождение теста на емкостную нагрузку 2 мкФ.
Об этом можно найти информацию на период начала выпуска микросхемы.
В тот период об этом достоинстве также сообщал в дайджестах Н.Сухов в журнале РХ.
В Datasheet не нашел нужной информации.
Оригиналы микросхем TDA1514 на начало выпуска мной были приобретены и проверены в том числе на устойчивость,
я не был разочарован.
Сейчас только Китай выпускает подделку TDA1514 ,
потому, предполагаю, русскоязычный контент наполнен устойчивостью на 0,47 мкФ.
Сложно сейчас проверить, последний экземпляр оригинальной микросхемы
в прошлом году при экспериментах перегрузил по входу, к сожалению.

[jett]

Коллеги, много букав, но какое это имеет отношение к реальной ситуации, где ёмкость кабеля- это несколько сотен пф ? Какой смысл рассчитывать катушку на 2 мкФ в нагрузке?
Добавлю, что если сравнить меандр непосредственно на выходе УМ и после нескольких метров кабеля, либо просто измерить ачх, то явно заметно, что кабель уже сам по себе - фнч. Нагрузка - 4...8 Ом резистор.

---------- Сообщение добавлено 15:28 ---------- Предыдущее сообщение было 15:24 ----------

По поводу емкостной нагрузки 2 мкФ... есть большие сомнения, что хоть какой-то глубокоосник сможет справиться с такой нагрузкой. Обычно это максимум десятки... сотни нф.

[Hennady]

Какой смысл рассчитывать катушку на 2 мкФ в нагрузке?

есть какой то другой способ вызвать нестабильность в нагрузке для теста ООС-ника на частоте 20кГц?

[jett]

Вопрос не в этом. Вопрос простой: какая должна быть индуктивность для реальной нагрузки?

[Hennady]

Вопрос не в этом. Вопрос простой: какая должна быть индуктивность для реальной нагрузки?

Реально простой ответ:
Индуктивность никакой не должна быть, т.к. на реальной нагрузке сама нагрузка является реальной индуктивностью...

Offтопик:
Для реальной нагрузки измерьте реальную индуктивность излучателя и по реальному уравнению Буше рассчитайте цепь Цобеля, которую необходимо установить на реальные клеммы реальной нагрузки. Если есть сложности с расчетом цепи Цобеля для реального излучателя реальной нагрузки, можно воспользоваться реальным онлайн калькулятором в Инете,..

.
так понятно?

[jett]

Реально простой ответ:
Индуктивность никакой не должна быть, т.к. на реальной нагрузке сама нагрузка является реальной индуктивностью...

Зачем же её, индуктивность, тогда ставить на выходе?

---------- Сообщение добавлено 23:48 ---------- Предыдущее сообщение было 23:44 ----------

"для компенсации сопротивления беру катушку"
А разве катушка для этого ставится ?

[wert]

Коллеги, много букав, но какое это имеет отношение к реальной ситуации, где ёмкость кабеля- это несколько сотен пф ? Какой смысл рассчитывать катушку на 2 мкФ в нагрузке?

Ну кроме кабеля в нагрузке усилителя есть еще и АС со своим входным импедансом.
если бы мы с вами вместе руководствовались лишь Кг, АЧХ, ФЧХ, ну еще пару параметров в частотном домене,
тогда особого смысла нет уделять много времени устойчивости, нет возбуда, да и ладно.
В соседних темах даже чувствительные ВЧ детекторы предлагают делать,
чтобы избежать возможных неприятностей с подвозбудами, с такими подходами.
Но если анализировать временной домен, в частности переходную функцию,
то чем чем меньше чувствительность к емкостной нагрузке,
тем позже усилитель превращается в колебательное звено при увеличении той самой емкостной нагрузки.
Естественно это касается и RL барьера, который отодвигает порог возбуда в зависимости от емкости нагрузки,
но не предотвращает возбуд при дальнейшем увеличении емкости.
Но главное до возбуда усилитель с емкостной нагрузкой ведет себя как колебательное звено с затухающими колебаниями
и чем больше емкость нагрузки, тем больше время и амплитуда колебаний,
вплоть до срыва в генерацию.
При анализе переходной функции с увеличением емкости нагрузки это наглядно видно,
время и амплитуда отклика растет
Потому тест на устойчивость к емкости нагрузки 2 мкФ связан не только с возбудом,
но и с временем и амплитудой отклика на емкостную нагрузку
для усилителей высокого класса...

[Hennady]

Зачем же её, индуктивность, тогда ставить на выходе?

разве непонятно что рассматривается емкостной характер нагрузки?

А разве катушка для этого ставится ?

а что ставится для компенсации потери мощности ниже 20кГц?

---------- Сообщение добавлено 04:49 ---------- Предыдущее сообщение было 04:47 ----------

нет возбуда, да и ладно....

это самый простой ответ на любой "простой вопрос"...