Интеграл. Двойной.

[bukvarev]

Обычно, освоив интегрирование, переходят к двойным интегралам..

Ниже - концепт усилителя, являющегося дальнейшим развитием "Интеграла".
Основная идея - сделать оригинальный усилитель с использованием простых и доступных компонентов.
Можно сделать на дешевом ОУ (например, КР544УД2), можно - только на транзисторах.
Диапазон напряжений питания схемы при должном выборе транзисторов может достигать значения +- 80В.

Принцип работы основан на использовании высоколинейного буфера со слежением, который нагружен на электронную индуктивность ("интегратор").

Буфер (VT1..VT4) выполнен по типовой схеме, которая использовалась в ряде серийных микросхем.
Буфер имеет слежение, и обеспечивает очень малые искажения даже при работе от высокоомного источника сигнала.
Такая реализация позволила без боязни увеличить разностное напряжение усилителя до уровня -70 дБ на 20 кГц, и обеспечить высокую перегрузочную способность, а также выполнить делитель ОООС на относительно высокоомных резисторах. R1 планируется установить номиналом 10 кОм.

"Интегратор" - ранее описанная цепь, имеет выходной транзистор VT5, и может быть выполнена как на транзисторах, так и на ОУ. В последнем случае напряжение питания ОУ целесообразно взять от источника тока I6, разделив его на два источника и стабилизаторы параллельного типа.

Усилитель напряжения - типовой.
Выходной каскад - любой по вкусу.

Вместо источников тока I1..I5 в простейшем случае можно использовать обычные резисторы.

По сути, эта схема очень похожа на типовой преобразователь "напряжение-ток" за исключением того, что нагрузка входного буфера подключена не к общему проводу, а выполнена таким образом, что ток сливается на минусовую шину питания.
Усилитель можно выполнить и с инвертирующим УН. Для этого выход на УН нужно взять с коллекторов VT5 и VT6.
Также можно взять выходной сигнал и с коллектора VT4, и с коллектора VT5.
Но в данном случае, считаю, что показанная схема достаточно проста, и дополнительное усложнение не приведет к значительному улучшению характеристик.

На схеме не показаны элементы антиклипа, и частотной коррекции. Единственное, показан источник ограничителя минимума (I3).

По уровню искажений пока не скажу, буду попробовать на макете.

Транзисторы VT1, VT2 - MBT6429 (BC847C), VT3 - 2SC3324 (BC846B), VT6 - 2SA1312 (BC856B), VT4 - KSC3503 (2N5551), VT5 - KSA1381 (2N5401), VT7, VT8 - BC857C.

[LepekhinV]

Офф. Страшненькие. Зато!

[bukvarev]

В общем, запустили макет нового усилителя.

Этот макет на 544УД1А, с одной парой 240/9240 на выходе.
Со 140УД11 звучит чуть спокойнее.
Все норм. Звучит очень хорошо, комфортно, разборчиво, объемно, так что заслуживает своего собственного названия.
Короче, будет новый усилитель. Возможно даже, с кодовым названием "CSC"


ЗЫ. Еще пока не показывал ВК.
Вот его основная часть, без термо:

[vladimir sim]

bukvarev, дело хорошее, но попробуйте рассмотреть такой вариант- объединить базы первых транзисторов выхлопа, а вместо R13 и R15 поставить МОП диоды из похожих МОП транзисторов, с масштабированием токов и площадей структур, кмк, звуку будет ещё лучше.

[Dieselboy]

Все может быть. Измеряли какие-то перцы на стенде. И у них не было большого количества транзюков для статистики.

Как именно считалось Мю ребятами, если теория говорит, что для БТ это частное Эрли к тепловому потенциалу. Ни одно из числел той тавлицы не поддаётся этой фромуле. Даже тенденции не наблюдается, абсодютно вообще, т.к. теория говорит (по той самой фромуле), что Мю есть отражение Эрли (сравните 53 и 50 строки).

К тому же сранно, что нет таких изветных, как 2SC3421 и видево 2SA1540 и около их аналогов 2SC3502.

[mellowman]

ЗЫ. Еще пока не показывал ВК.
Вот его основная часть, без термо:

Если M1/M2 заменить на вольтодобавку, то заметно улучшится использование питания

[sia_2]

Как именно считалось Мю ребятами, если теория говорит, что для БТ это частное Эрли к тепловому потенциалу. Ни одно из числел той тавлицы не поддаётся этой фромуле. Даже тенденции не наблюдается, абсодютно вообще, т.к. теория говорит (по той самой фромуле), что Мю есть отражение Эрли (сравните 53 и 50 строки).

К тому же сранно, что нет таких изветных, как 2SC3421 и видево 2SA1540 и около их аналогов 2SC3502.

Вообще-то "напряжения Эрли" в действительности не существует, а существует модуляция числа Гуммеля в базовой области при изменении смещения коллекторно-базового перехода. И закон этой модуляции примерно A - B*(Ucb)^0.5, при типовой конструкции с высокоомным эпи слоем коллектора.

[Dieselboy]

ДШ предварительные. Будут уточняться.

Пусть поправят графу в 1-й таблице "Diode Forward Volyage".

Ну, и, имхо, на сколько правильно оптимизировать в сторону повышения частотности архитектуру - неизвестно, т.к., например, у данных тр-ов сильно пострадали выходные ВАХи - кривые валятся уже после неск-х единиц ампер, сравните с 21193/4, один из той пары держит ровно полки до 10 А. Преимущество?

[bukvarev]

Если M1/M2 заменить на вольтодобавку, то заметно улучшится использование питания

Там примерно 5 В от рельсы. Выходным плевикам нужно оставлять не менее 5 В, а лучше больше. Здесь не стоит вопроса в КПД. Питание можно подкинуть и выше 60 В. Этого за глаза.
А вот вольтдобавка имеет ряд недостатков. Из-за изменения тока повторителей ухудшается линейность, не работает на постоянном токе, требует электролитов, которые сохнут.
Здесь применены очень дешевые и распространенные IRF610/9610, которые реально работают при напряжениях сток-исток до 1 В. Основное падение напряжения - затвор-исток выходных и остаток в УН. Это вольтдобавкой не уберешь. Да и не нужно.

[mellowman]

Основное падение напряжения - затвор-исток выходных и остаток в УН. Это вольтдобавкой не уберешь.

Как раз затвор-исток выходных и уберёшь, т.к. на затворе будет больше чем на питании. УН если сделать как предложил vladimir sim тоже можно чуть прибрать

[Malinovsky D]

сравните с 21193/4, один из той пары держит ровно полки до 10 А.

Там некоторые выходные ВАХи вообще с уклоном идут. Может их карандашиком нарисовали?
У пары 21195/21196 выходные ВАХи выглядят куда более прозаично.
И более реалистично. Идеальный вариант - проверить, что у 21193/94 по факту.

[bukvarev]

Как раз затвор-исток выходных и уберёшь, т.к. на затворе будет больше чем на питании. УН если сделать как предложил vladimir sim тоже можно чуть прибрать

Подкидывать в эмиттерные цепи напряжение (или его часть), которое имеет полный размах (при напряжении питания, например, +-90 В), и переносить смещения на выход повторителей будет хуже. Возникнут вопросы:
1. по линейности.
2. по теплу и типу элементов вольтдобавки.
3. по токовому режиму эмиттерников.
4. по термостабильности, и креплению элементов. Сейчас два дешевых транзистора повторителей ставятся в общее углубление на радиаторе, а дополнительная термостабилизация осуществляется датчиком. Поменяли тип выходного транзистора - заменили один резистор, и все. А так потребуется установить два полевика с ТКН, равным выходным.

И еще раз повторю. Нельзя допускать, чтобы напряжение "сток-исток" полевиков становилось меньше 5 Вольт. Эти полевики весьма кривые. А если не нужно минимизировать это падение, то какой смысл мудрить?

[ditter]

Offтопик:

Эти полевики весьма кривые

IRF распродала права и копирайты на полевики этого класса более 10лет назад, сейчас тот же вишай вынужден выпускать бюллетени - как отличить подделку и расписывать особенности маркировки в каждом даташите.
а за неподделку "весьма кривого" полевика просят денег больше чем за нормальный биполяр от онсеми, альтернативные варианты полевиков фиг купишь изза лохдауна у биороботов.
Л=логика, где она ?

[Vlad Zhdanov]

Там некоторые выходные ВАХи вообще с уклоном идут. Может их карандашиком нарисовали?
У пары 21195/21196 выходные ВАХи выглядят куда более прозаично.
И более реалистично. Идеальный вариант - проверить, что у 21193/94 по факту.

До 3.5 А практически идеально..

[sia_2]

Offтопик:

IRF распродала права и копирайты на полевики этого класса более 10лет назад, сейчас тот же вишай вынужден выпускать бюллетени - как отличить подделку и расписывать особенности маркировки в каждом даташите.
а за неподделку "весьма кривого" полевика просят денег больше чем за нормальный биполяр от онсеми, альтернативные варианты полевиков фиг купишь изза лохдауна у биороботов.
Л=логика, где она ?

Логика на самом деле есть, просто она не так прямолинейна. Дело в том, что в качественном выходе на биполярах приходится применять много как выходных, так и предвыходных транзисторов, что сильно усложняет и удорожает конструкцию, к тому же повышая требования к качеству элементной базы (один бракованный тащит за собой остальные). Старинные (с большими кристаллами и большой ОБР) полевики, несмотря на худшие и линейность, и быстродействие, и использование питания (по сравнению с хорошим биполярным выходным каскадом), позволяют зато изрядно упростить конструкцию выходного каскада и усилителя в целом за счет того, что допускают без деградации усилительных свойств значительно бОльший ток на транзистор.

[vladimir sim]

Тут planar stripe DMOS FQA28N15/FQA36P15 вне конкуренции по балансу параметров- мощность, ОБР на постоянке, низкая цена.

[sia_2]

Да, эта серия полевиков "двойного назначения" - годились и как ключевые, и как "аналоговые" от Fairchild была очень удачной для своего времени. Но ей уже около 20 лет, и их скоро снимут с производства без замен - как ключевые они сегодня абсолютно неконкурентоспособны, а рынок "аналоговых" полевиков (с большой ОБР) сейчас мизерен. Никто больше ничего подобного сейчас не делает именно по этой причине. Типа, кому нужен полевик с большой ОБР - берите древние IRFP240

[Dieselboy]

До 3.5 А практически идеально..

Это бета от тока коллектора, для выходных ветвей обратный уклон смотрелся бы странно, так же как и подъём в области насыщения. Интересно, а где взять поддельные MJL21194? Я почему-то думал, что таких не достать, только подделки типа MJE15032/33 (очень популярны).

[ditter]

MJE15032/33

у этих бетта совсем себя неприлично ведет (я про оригиналы) так что на этой позиции раза в два лучше будут 2SC4793, пускай их опять таки клепает теперь тайваньский юнисоник.
ну а MJL21194 давно было пора поменять на MJL4281/4302 у этих с беттой прям в разы лучше чем у 193/194 и при тех же 4А тока коллектора, и SOA им рисует для 4А 1 секунду что значит - басу быть.
а при малых токах онсеми намекает что у 4281 бетта будет вообще в 2,5 раза больше чем у 2sc4793
это напоминает старые эксперименты с эстрадой на охладителях когда всю гирлянду выхлопа качали 1 или 2 таких же болта в драйвере
жаль конечно что никто не делает транзисторов на "честные" 3-4А тока коллектора но в ТО-220. снижение площади выхлопа важное условие 4 нулей после запятой.

[misha88]

жаль конечно что никто не делает транзисторов на "честные" 3-4А тока коллектора но в ТО-220

Когда-то выпускали (наверное ещё можно купить остатки) D44VH10 и D45VH10, у них при токе 3 А и коллектор-эмиттер не менее 5 В спад бетта совершенно приемлемый.

[Dieselboy]

и SOA им рисует для 4А 1 секунду что значит - басу быть.

Запуская на неделе LM3886 от лабораторников, выставил токоограничение для +-16 В 1,5 А - баосв, конечно, у 3886 нету, хотя бывают сильные ИНЧ покачавания, но ток покоя на тех индикаторах был какой-то совсем скромный, даже 1 А не достигал. Громкости было достаточно для ближнего поля. Так что все эти завышенные требования к мощности УМЗЧ - чья-то наддумка.

снижение площади выхлопа важное условие 4 нулей после запятой.

Для чего? Если усилитель для измерений, то да, если слушать - то не надо. У меня назревает другая теория, основанная на живом просмотре осцем-приставкой к компу, как звук играет, смотря через микрофон. Заметил одну вещь - АС отыгрывает вниз на синусе до 30 слышимых герц (на мой слух), но отыгрывая реальную мвузыку, АС тупо жуёт 52 Гц в удранике (измерил вчера на исходнике в звуковой кзунице) - такая большая амлитуда, а на слух и микрофоном нету, хотя на выходе уся есть (2 канальный скоп). Вот оно, ниже, из старых оцифровок:

Так смысл в том, что АС просто не успевает воспроизвести частоы некоторых диапазонов, на стац. сигнале успевает выйти на режим, а в реальных требуется время на раскачку, которого нет, потому и пустое место на графике от баса баольшой амлитуды.

Возможно баса нет как раз из-за таго, что на выходе того уся как раз были 21193/94? Ой, на выходе уся сигнал есть (синий), а на выходе ас...

Кстати, раз десь до падения был разговор про объёмность (и/или м.б. звучность/живость) звучания. На вложении 2 видно как оно есть наоборт - т.е. нету. Почему? Выводы, думаю, каждый сможет сделать: синий - как было на выходе усилителя, красный - как стало из ас, точнее как услышал это Сенх МК-400. Задержка между красным и синим (красный запаздывает) где-то 2 мс (задержка не скомпенсирована).