К вопросу о сравнении выходных каскадов.

[BesPav]

В этом профильном разделе форума обсуждается огромное количество различных конструкций усилителей мощности и телефонных усилителей, между тем вопросы оптимизации различных составляющих их блоков остаются в тени цельных конструкций. С учетом этого обстоятельства авторы и комментаторы иногда пользуются отсутствием подробностей об особенностях работы конкретных реализаций выходных каскадов, а также вольно или невольно вводят форумчан в заблуждение.
Для наведения ясности в этом вопросе и предназначена эта пополняемая тема.
Итак, какие же параметры требуются от выходного каскада? Ответ на этот вопрос позволит нам сформировать различные рейтинги и разработчики при формировании своих усилителей получат достаточно удобный инструмент анализа и библиотеку типовых решений.
1. Так как выходной каскад непосредственно работает на достаточно низкоомную нагрузку от него требуется иметь низкое выходное сопротивление, доли Ома. Пока опустим тот момент, что выходное сопротивление снижается также и за счет действия ООС, оставим его для дальнейших рассуждений.
2. Так как выходной каскад в подавляющем большинстве случаев охвачен обратной связью, то от него требуется иметь полосу работы бОльшую, нежели полоса работы этой ООС. Здесь есть важная оговорка и важное следствие. Оговорка – так как выходной каскад непосредственно связан с нагрузкой, а нагрузка в общем случае неизвестна, то полоса работы выходного каскада учитывается для наихудшего случая. Следствие – полоса работы ВК не должна использоваться в схеме коррекции условно устойчивого усилителя так как нагрузка в общем случае неизвестна.
3. Область безопасных режимов, т.е. возможности конкретной реализации ВК отдавать в нагрузку соответствующую сигналу мощность и рассеивать выделяющееся при этом тепло.
4. Высокое (или, в более общем случае управляемое) входное сопротивление и по возможности малую (или опять управляемую) емкость. Этот параметр напрямую определяет особенности сопряжения ВК с предыдущим узлом типового усилителя – усилителем напряжения, УНом.
Для начала достаточно, а по ходу дискуссии и необходимости дополним.
Приступим, как наглядно оценить комплексную величину выходного сопротивления? В симуляторе – достаточно просто, подключаем к выходу выходного каскада идеальный источник тока и измеряем величину напряжения на выходе ВК. Если полученное напряжение разделить на ток подключенного источника тока и включить линейный режим отображения, то получим график непосредственно в Омах.
Пример:


Следующее, как наглядно оценить комплексную величину полосы работы ВК? И снова, в симуляторе – несложно, подключим на вход нашего ВК источник напряжения с паразитными параметрами порядка типовых величин нагрузки ВК (для примера 1 МегОм и 22 пФ) и посмотрим, что же у него получится на выходе.
Пример:



По результатам подобных вычислений весьма наглядно отображаются различия в работе выходных каскадов, вот например:

Думаю всем любопытствующим будет очевидны преимущества ВК с графиком зеленого цвета перед ВК с графиком красного цвета.

Замечания и комментарии приветствуются, первое сообщение будет дополняться по мере развития дискуссии и если тема окажется интересной для сообщества.

Крупное продолжение вот здесь.

[-UST-]

То есть происходит операция умножения

Нет, в точке А происходит операция сложения. Нелинейности внутри звена можно называть как угодно, их много разных (математических функций).

[ААПП]

Но раз при этом на выходе нет искажений или они очень малы, а сигнал в точке А всегда равен выходному сигналу, делённому на усиление внутри петли ООС,

Не равен.
Может так дойдёт? (красные иголки на входе, это те самые противоискажения)

[misha88]

Нет, в точке А происходит операция сложения

Ваше право так считать, мне надоело доказывать по новому кругу (обратите внимание, я ранее везде имел ввиду только механизм уменьшения искажений, поэтому не знаю, о чём Ваше сложение).

Не равен

Равен, просто в реальности усиление меняется, что я и пытался донести.

[hippo64]

просто в реальности усиление меняется,

нет, электричество не поможет. Весло. От шестивесельного яла. При царском режиме юзали розги, с детства, поэтому инженерный корпус России был весьма и весьма.

[misha88]

misha88, вам нужно лечиться лепестричеством

нет, электричество не поможет. Весло.

Сразу видно, что это два больших специалиста по электронике, знают, куда тыкать электроды, а на большее умишка не хватает. Вы бы подумали, если ООС примешивает сигнал ошибки, то почему ООС не может получить нулевые искажения? Если я не прав, покажите схему с нулевыми искажениями (не маленькими, а именно нулевыми), тогда я признаю, что ООС не умножает, а прибавляет.

[audiomun]

Может так дойдёт? (красные иголки на входе, это те самые противоискажения)

Это самообман и попытка введения сообщества в заблуждение, показанные на картинке красные иголки на IN2 это вовсе не противоискажения, а момент начала ограничения(клипирования), чтобы убедиться в этом, достаточно чуть-чуть уменьшить амплитуду входного сигнала ...

[Serge_L]

Я гляжу, тут диссертации покоя кому-то не дают)))

Бедные старики в гробах вращаются
Одна первая фраза из той пдф-ки Петрова чего стОит!
Мож, пойти на огород покопать? Попустит?
Или можно учебники по асу выбрасывать и местных гениев читать пора?

[hippo64]

если такой строгий.Белка перешагнул за порог -200 дб,

подозреваю по меньшей мере лукавит

[Petr-1951]

Это самообман и попытка введения сообщества в заблуждение, показанные на картинке красные иголки на IN2 это вовсе не противоискажения, а момент начала ограничения(клипирования), чтобы убедиться в этом, достаточно чуть-чуть уменьшить амплитуду входного сигнала ...

Вы графики читать умеете? иголки напротив перехода сигнала через НОЛЬ, о каком клипировании вы говорите?

---------- Сообщение добавлено 06:13 ---------- Предыдущее сообщение было 06:11 ----------

Или можно учебники по асу выбрасывать и местных гениев читать пора?

начните читать с авторского свидетельства 1950 года SU90158
дополнительно перечитайте книгу Раковского 1962 года выпуска, особенно главу 5, а также главу 2 о заметности гармонических искажений.
может тогда полегчает
Ну а ловить нули после запятой, это как в том анекдоте - искать потерянные ключи под фонарем потому что там светлее...

p.s.
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post3126302
BesPav:
Это вот так:

В безОСном УНе "R_нагр_УНа" вплоть до нескольких кОм определяет выходное сопротивление УНа (см. рис. ниже), иногда его включают и в ОСных усилителях когда хотят поднять частоту первого полюса.


https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post3126476
Валет:
« Без ООС УН обычный источник тока. ООС придает УН свойства источника напряжения »

[ААПП]

Это самообман и попытка введения сообщества в заблуждение, показанные на картинке красные иголки на IN2 это вовсе не противоискажения, а момент начала ограничения(клипирования), чтобы убедиться в этом, достаточно чуть-чуть уменьшить амплитуду входного сигнала ...

Вы, гражданин, отвечайте за себя. Апеллировать к сообществу в вашем возрасте должно быть стыдновато.
Чтобы убедиться, что вы ничегошеньки не понимаете, достаточно чуть-чуть посмотреть на форму выходного сигнала, и на его амплитуду, и на её соотношение с напряжением питания.
При ограничении она выглядит так:

А напряжение входного сигнала уменьшить не проблема, тут амплитуда на выходе 2 вольта при питании +-15.
Противоискажения никуда не делись, естественно:

[ИГВИН]

В безОСном УНе "R_нагр_УНа" вплоть до нескольких кОм определяет выходное сопротивление УНа

Воистину так!*
И вообще, чтобы разобраться, начинать надо с самых простых вещей.
________________________________________
*И параллельно резистору - входное сопротивление ВК.
Как выше сказали - нелинейное, и зависящее в т.ч. от тока в нагрузку.

[BesPav]

В безОСном УНе "R_нагр_УНа" вплоть до нескольких кОм определяет выходное сопротивление УНа (см. рис. ниже), иногда его включают и в ОСных усилителях когда хотят поднять частоту первого полюса.

Этот резистор включают для стабилизации коэффициента усиления так как R_вх_вк может изменяться между разными экземплярами усилителей и в процессе их работы.

Валет:
« Без ООС УН обычный источник тока. ООС придает УН свойства источника напряжения »

Друзья, Александр и Валерий, неутомимые вы ж наши спорщики и доказыватели обжигающей правды, присмотритесь к оси Х и подумайте сколько там той ООС.

[ИГВИН]

Этот резистор включают для стабилизации коэффициента усиления так как R_вх_вк может изменяться между разными экземплярами усилителей и в процессе их работы.

Этот резистор - штука принципиальная, а не для "подгонки усиления".
Он либо есть (когда он сравним или меньше входного импеданса УМ), либо его нет - это разные случаи.

---------- Сообщение добавлено 08:34 ---------- Предыдущее сообщение было 08:26 ----------

ОК, допустим, резистор нагрузки УН - есть.
Тогда выходное сопротивление УН, оторванного от ВК, примерно равно номиналу этого резистора.
В любом случае, оно довольно велико, сотен Омов там не бывает - десятки килооом.
Соответственно, ВК не очень-то повторитель напряжения, раз управляется источником напряжения с большим (а без резистора очень большим) внутренним сопротивлением.*
Вроде как банальность... но о ней забывают.
___________________________________
*Есть возражающие, причем категорически, против установки этого резистора.
По причине снижения петлевого усиления, с ним. Глубина ОООС падает, искажения растут. Драгоценный ток УНа уходит в резистор, а повышать его (ток) не хочется.

[BesPav]

Этот резистор - штука принципиальная, а не для "подгонки усиления".
Он либо есть (когда он сравним или меньше входного импеданса УМ), либо его нет - это разные случаи.

*Есть возражающие, причем категорически, против установки этого резистора.
По причине снижения петлевого усиления, с ним. Глубина ОООС падает, искажения растут.

Игорь, для разрешения этого вопроса необходимо просто нарисовать график полного импеданса выходного каскада в области частот единичного усиления усилителя при различных амплитудах сигнала и допустимых нагрузках (там, правда доминировать будет резистор Цобеля)

ОК, допустим, резистор нагрузки УН - есть.
Тогда выходное сопротивление УН, оторванного от ВК, примерно равно номиналу этого резистора.
В любом случае, оно довольно велико, сотен Омов там не бывает - десятки килооом.
Соответственно, ВК не очень-то повторитель напряжения, раз управляется источником напряжения с большим (а без резистора очень большим) внутренним сопротивлением.*

Игорь, ну здесь важно не "большое"-"маленькое" в абсолютных величинах, а "существенно больше" или "существенно меньше" в относительных величинах. Типовое входное Тройки - десятки мегом и мегомный источник для неё скорее низкоомный.

Посмотрите вот здесь вопрос из предпоследней цитаты:
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2296858

[bbest]

Всем привет!
А можно в качестве выходного каскада использовать пред, допустим naim NAC552?

[Валет]

Сообщение от Petr-1951
Валет:
« Без ООС УН обычный источник тока. ООС придает УН свойства источника напряжения »

Друзья, Александр и Валерий, неутомимые вы ж наши спорщики и доказыватели обжигающей правды, присмотритесь к оси Х и подумайте сколько там той ООС.

BesPav, нужно не призывать присмотреться и подумать, а научиться делать это самому, а форуму давать результаты, если что-то хотите доказать.

Petr-1951, не придирайтесь к словам. Как выходное сопротивление УМЗЧ (т.е. при подключении нагрузки к выходу ВК) не является свойством ВК, а свойством всего устройства, точно так же реакция устройства на подключение нагрузки на выход УН является не свойством УН, а всего устройства при таком его использовании.

И вообще, чтобы разобраться, начинать надо с самых простых вещей.

[ИГВИН]

Игорь, для разрешения этого вопроса необходимо просто нарисовать график полного импеданса выходного каскада в области частот единичного усиления усилителя при различных амплитудах сигнала и допустимых нагрузках (там, правда доминировать будет резистор Цобеля)

Именно, по мере повышения частоты, резистор Цобеля доминирует.
Но иногда этой цепочки просто нет.
Тем не менее, понятно, что даже при её отсутствии, на частотах вблизи "единичного усиления", вх.импеданс ВК снижается, в любом случае.
Получается, ВК сам себе режиссёр?
ОК, почти убедил.

Любопытнее наверное график петлевое усиление vs номинал Rн УНа vs частота.

---------- Сообщение добавлено 09:42 ---------- Предыдущее сообщение было 09:40 ----------

Типовое входное Тройки - десятки мегом и мегомный источник для неё скорее низкоомный.

Тройка же у нас медленно, чтобы не вызывать паники, ползёт в сторону кладбища?

[audiomun]

Тройка же у нас медленно, чтобы не вызывать паники, ползёт в сторону кладбища?

Тогда Миллениум с его четвёркой уже давно бы был на кладбище, только как-то не сильно он туда торопится ... Думаю, тройка ещё нас всех, тут присутствующих, переживёт ...

[hippo64]

интересно,

а что, милла не видели? Что касается грязи, работает всё, уметь надо делать.

[BesPav]

BesPav, нужно не призывать присмотреться и подумать, а научиться делать это самому, а форуму давать результаты, если что-то хотите доказать.

Да, дружище.
Вот в нижней части сообщения приведен график:
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post3126142

И таки ось Х этого графика начинается там, где ваши ООСы обычно заканчиваются.
Т.е. изменить выходное сопротивление УНа уже некому и нечем.