Выбор выходного каскада.

[.Васильев]

Несмотря на сложившееся мнение по выбору ВК в усилителе решился на новое поднятие этой темы. Статью Н.Сухова читал, читал и С.Агеева и других авторов . При симуляции отдельных Выходных каскадов всё же вкрались сомнения. И хотелось бы услышать мнения более подготовленных товарищей, профи и любителей, которые собаку на этом съели. Вашему вниманию предлагаю 4 варианта выполнения Вк. Параллельник А.Агеева с вольтдобавкой ,стандартную тройку с межбазовыми конденсаторами, а также два варианта с Шинклаями, один стандартный ОЭ-ОЭ, второй с " композитными " транзисторами на выходе.Хотелось бы узнать поподробнее об плюсах и минусах каждого из вариантов. Схемы и модели в МС_9 в архивчике прилагаю.

[deemon]

А насчёт выходного каскада хочу напомнить ВК в режиме А+С или АВ+С (за счёт выбора такого тока покоя предвыходных транзисторов, которое в покое и небольшом сигнале запирает выходные транзисторы, открывающихся только при сильных сигналах),

Но ведь , даром ничего не даётся , и за повышение термостабильности мы платим изломом характеристики на средних уровнях .... примерно как было у А.Агеева в том усилителе с К140УД8 на входе и диодом между базами параллельника на выходе . В том усилке не было "ступеньки" около нуля , но она появлялась где-то на средней мощности , когда открывался тот самый диод .

[SashaNetrusov]

Но ведь , даром ничего не даётся , и за повышение термостабильности мы платим изломом характеристики на средних уровнях ....

Схему надо чуть чуть видоизменить в плане плавного подхвата тока параллельного каскада дополнительными мощными транзисторами и всё. Например, можно использовать в качестве дополнительных мосфеты. И включить их не по схеме общий сток , а общий исток. А резисторы переместить из эмиттеров в коллекторы параллельного каскада. Получится симбиоз параллельного каскада в классе А и Шиклаи на полевиках в классе С ...

[SAPR]

Схему надо чуть чуть видоизменить в плане плавного подхвата тока параллельного каскада дополнительными мощными транзисторами и всё.

Очень хорошая идея. Только покажите реализацию . Пробовал биполяры + MOSFETы с общим истоком (по Вашей идее) ... ну, скажем не прокатывает.

---------- Добавлено в 17:00 ---------- Предыдущее сообщение в 16:56 ----------

А как в предложенных ПП реализовать защиту от козы и прочих неприятностей? Это ведь тоже существенный момент.

Понятно, если избавились от низкой нагр. способности ПП - и теперь он не является ограничителем тока - так надо задуматься и о защите.

[SashaNetrusov]

Очень хорошая идея. Только покажите реализацию . Пробовал биполяры + MOSFETы с общим истоком (по Вашей идее) ... ну, скажем не прокатывает.

Идея есть, реализации нету. А что именно не прокатывает? Не получается плавного подхвата?

[SAPR]

Идея есть, реализации нету

Вот вот

Не получается плавного подхвата?

Плавный подхват тут ни причем - просто когда биполяры + MOSFETы (с общим стоком) - намного лучше получается.

[SashaNetrusov]

Вот вот

Может эта идея пока ещё никому в голову не приходила...
Может мы о разном говорим. Общий исток - это когда истоки подключены к источникам питания, а не друг к другу...
Впрочем мягкий подхват мосфетами выходного тока параллельного каскада можно реализовать когда истоки подключены к выходу (к эмиттерам параллельного каскада). Это уже вопрос техники...

[SAPR]

Общий исток - это когда истоки подключены к источникам питания, а не друг к другу...

Так это понятно. И схема с общим колл. - это эмм. повторитель

Может эта идея пока ещё никому в голову не приходила...

Приходила, приходила.
Однако, при включении мощных , и достаточно низкочастотных (по сравнению с остальными) транзисторов в качестве усилительных элементов (а в схемах ВК с ОЭ (БП транз.) либо с ОС (ПТ транз.) так и происходит) нарываемся на неприятности : либо кривое входное сопротивление каскада, либо кривая передаточная характеристика по напряжению (полюса расположены слишком низко по частоте, еще хуже, когда два полюса слишком близко (получается звено ФНЧ 2 - го порядка со своей добротностью, она меняется в зависимости от амплитуды сигнала и легко может быть больше единицы). Более того, при положительной полуволне сигнала (если ВК в режиме АВ) - это один усилитель (со своей передаточной функцией и т.д.), в отрицательной - другой усилитель, а в середине (когда оба плеча работают) - третий.

[misha88]

Чтобы мы не обсуждали, без проблем только ВК, работающий в режиме А, у которого только один недостаток - рассеиваемая мощность (т.е. кпд). Так что, если нужен усилитель с выходной мощностью ватт до 100, лучше всего получится техниксовый класс А с плавающим нулём, т.е. основной усилитель работает в классе А, но для малой рассеиваемой мощности питается небольшим напряжением (+- 5-8В), а вспомогательный (кстати здесь может пригодиться принцип АВ+С, т.к. на звук он не влияет) синхронно с входным сигналом меняет потенциал земли. Кстати тогда в основном усилителе на выходе можно применить хорошие транзисторы D44H\45H с высокой ft.

[SAPR]

Идея: чтобы местная ООС (ВК + ТШ) была сколь нибудь ощутимой,

Это как? Она всегда ощутима (безотносительно, есть ли резистор на землю, либо нет).
Кстати, это легко видно в симуляторе - достаточно посмотреть напряжение между базами выходников у двойки (тройки) и у ТШ (например при частоте 10 кГц и выходном напряжении +\- 28 В (к примеру)). Результат ну очень впечатляет (вложение). Синий - стандартная двойка, красный - обычный ТШ, зеленый ... (пока не скажу ). Соотв верхний график - спектр гармоник, нижний - напряжение между базами выходных транзисторов.

[deemon]

Схему надо чуть чуть видоизменить в плане плавного подхвата тока параллельного каскада дополнительными мощными транзисторами и всё. Например, можно использовать в качестве дополнительных мосфеты. И включить их не по схеме общий сток , а общий исток. А резисторы переместить из эмиттеров в коллекторы параллельного каскада. Получится симбиоз параллельного каскада в классе А и Шиклаи на полевиках в классе С ...

Но всё равно - такой каскад будет давать больше искажений , чем обычный , так что смысла нет ..... единственная область применения для таких решений - это схемы с двухуровневым питанием , которое позволяет значительно поднять КПД . В этом случае рост искажений будет хоть чем-то оправдан .

[SashaNetrusov]

Приходила, приходила.
Однако, при включении мощных , и достаточно низкочастотных (по сравнению с остальными) транзисторов в качестве усилительных элементов (а в схемах ВК с ОЭ (БП транз.) либо с ОС (ПТ транз.) так и происходит) нарываемся на неприятности : либо кривое входное сопротивление каскада, либо кривая передаточная характеристика по напряжению (полюса расположены слишком низко по частоте, еще хуже, когда два полюса слишком близко (получается звено ФНЧ 2 - го порядка со своей добротностью, она меняется в зависимости от амплитуды сигнала и легко может быть больше единицы). Более того, при положительной полуволне сигнала (если ВК в режиме АВ) - это один усилитель (со своей передаточной функцией и т.д.), в отрицательной - другой усилитель, а в середине (когда оба плеча работают) - третий.

Помоему идея плавного подхвата нагрузки ВК в классе А дополнительным каскадом на мосфетах в классе С какраз и помогает лучше всего справиться с подобными проблемами. Благодаря чистому классу А на малых уровнях работают параллельно оба выходных биполяра и нет соответственно переключательных искажений и передаточная функция определяется обоими транзисторами. А когда при больших уровнях подключается то верхний то нижний мосфет, то его влияние на ВЧ на передаточную функцию мало в силу большого выходного сопротивления мосфета. Выход мосфета шунтируется низким выходным сопротивлением параллельного каскада. Наоборот благодаря тому, что в рабочей полосе мосфеты ограничивают девиацию выходного тока параллельного каскада на малом уровне передаточная характеристика этого каскада получается стабильной , т.к. легко можно добиться того чтоб биполяры всегда работали на горбе зависимости ft от тока транзистора. А то что мосфеты образуют свои местные малые кольца ОС через выходные биполяры параллельного каскада, то это не страшно т.к. всегда можно ограничить полосу их кольцевого усиления так , чтоб в зоне единичного петлевого усиления всего уся глубина этих местных ОС была меньше единицы...

---------- Добавлено в 00:43 ---------- Предыдущее сообщение в 00:36 ----------

Чтобы мы не обсуждали, без проблем только ВК, работающий в режиме А, у которого только один недостаток - рассеиваемая мощность (т.е. кпд). Так что, если нужен усилитель с выходной мощностью ватт до 100, лучше всего получится техниксовый класс А с плавающим нулём, т.е. основной усилитель работает в классе А, но для малой рассеиваемой мощности питается небольшим напряжением (+- 5-8В), а вспомогательный (кстати здесь может пригодиться принцип АВ+С, т.к. на звук он не влияет) синхронно с входным сигналом меняет потенциал земли. Кстати тогда в основном усилителе на выходе можно применить хорошие транзисторы D44H\45H с высокой ft.

Усилитель в классе А с плавающим питанием? Но этот каскад работает с максимальной девиацией тока нагрузки. Соответственно получается сильная девиация АЧФ/ФЧХ и с выбором транзисторов большие проблеммы, т.к. должны быть расчитаны на максимальный ток...

---------- Добавлено в 00:57 ---------- Предыдущее сообщение в 00:43 ----------

Но всё равно - такой каскад будет давать больше искажений , чем обычный , так что смысла нет ..... единственная область применения для таких решений - это схемы с двухуровневым питанием , которое позволяет значительно поднять КПД . В этом случае рост искажений будет хоть чем-то оправдан .

Откуда такие утверждения? Ктото проверял это на практике? Что то я не припомню публикаций о практических исследований подобной идеи. Всё будет решать то, насколько удастся реализовать "мягкий подхват " нагрузки параллельного каскада. А то что свойства каскада при подхвате меняются , так и в обычном каскаде при приблежении рабочей точки к зоне больших токов параметры транзисторов сильно меняются...
Похоже идея "мягкого подхвата" ещё никому в голову не приходила. Все ищем примеры реализации " мягкого подхвата" !

[deemon]

Откуда такие утверждения? Ктото проверял это на практике? Что то я не припомню публикаций о практических исследований подобной идеи.

Так это же просто очевидно из общих соображений .... ведь при "подхвате" происходит фактически переключение тока из одной ветви схемы в другую ( возможно даже сделанную на другом типе усилительных приборов ) , при этом просто не может не измениться ни крутизна управления , ни дифференциальное сопротивление , ни частота среза .... там все параметры будут меняться , причём не только от входного сигнала , но и от реакции нагрузки . Это же просто готовый механизм для интермодуляции . Я думаю , что пользы для звука это никак не даст , а скорее - наоборот

А вот там , где качество не очень важно , зато важен КПД - вот там это всё вполне применимо , но разумеется , вместе с двух- или многоуровневым питанием .

[misha88]

Усилитель в классе А с плавающим питанием? Но этот каскад работает с максимальной девиацией тока нагрузки. Соответственно получается сильная девиация АЧФ/ФЧХ и с выбором транзисторов большие проблеммы, т.к. должны быть расчитаны на максимальный ток...

Не вижу никаких проблем с современными транзисторами. Я бы выбрал ток покоя 2.5А и использовал мою любимую пару MJL1302A\MJL3281A, как раз до 5А бета меняется менее чем на 10%. А в усилителе, управляющем потенциалом земли источника питания основного усилителя, режим АВ+С с теми же транзисторами.

[SashaNetrusov]

Так это же просто очевидно из общих соображений .... ведь при "подхвате" происходит фактически переключение тока из одной ветви схемы в другую ( возможно даже сделанную на другом типе усилительных приборов ) , при этом просто не может не измениться ни крутизна управления , ни дифференциальное сопротивление , ни частота среза .... там все параметры будут меняться , причём не только от входного сигнала , но и от реакции нагрузки . Это же просто готовый механизм для интермодуляции . Я думаю , что пользы для звука это никак не даст , а скорее - наоборот

Переключения тока нет. Просто часть тока всё более и более ответвляется через мосфет. Насчёт как обеспечить стабильность частоты среза я уже писал чуть выше. Насчёт крутизны . Крутизна при включении мосфета увеличивается , соответственно уменьшается эквивалентное вых сопротивление всего каскада. Но , крутизна с ростом выходного тока и у обычного эмиттерного повторителя растёт пропорционально току. И если подхват начинается к примеру на 1А, то имеем более резко нарастающее уменьшение вых сопротивления после примерно 20 миллиом. Что на фоне 4 Ом нагрузки приведёт к какому уровню модуляции коэффициента передачи ? Примерно 0.5 % . Такого же порядка он получается и в классе АВ , но уже при малых уровнях выходного сигнала. В нулевой зоне передаточной характеристики. А в данном случае в этой зоне имеем чистый класс А. А модуляция возникает при более высоких значениях вых. мощности. Что только положительно может повлиять на звук. Не говоря уже о том, что при любом уровне выходного сигнала имеем параллельную работу npn и pnp транзисторов с малой девиацией тока, а следовательно частотных характеристик биполяров.

---------- Добавлено в 02:43 ---------- Предыдущее сообщение в 02:26 ----------

Не вижу никаких проблем с современными транзисторами. Я бы выбрал ток покоя 2.5А и использовал мою любимую пару MJL1302A\MJL3281A, как раз до 5А бета меняется менее чем на 10%.

Для параллельного каскада , например, выходное сопротивление больше зависит от изменения крутизны транзисторов , чем от беты. И в обычном тоже в зависимости от вых. сопротвления предвыхода...
Да и 2.5 А маловато для класса А (без подхвата). Макс мощность низковата...

[deemon]

И если подхват начинается к примеру на 1А, то имеем более резко нарастающее уменьшение вых сопротивления после примерно 20 миллиом. Что на фоне 4 Ом нагрузки приведёт к какому уровню модуляции коэффициента передачи ? Примерно 0.5 % . Такого же порядка он получается и в классе АВ , но уже при малых уровнях выходного сигнала.

Только не надо забывать , что порядок нелинейности будет больше в схемах с "подхватом" , а значит - каскад будет генерировать более высокие гармоники . Которые звучат гораздо противнее , да и давятся с помощью ООС они хуже А если ещё учесть , что в схеме подхвата неизбежно будет больше задержка сигнала , то станет понятно , что и ФЧХ будет зависеть от уровня сигнала .... фактически это как модулируемая "линия задержки" . Значит , такой каскад может иметь тенденцию к возбуду на большом сигнале , да и без возбуда там будут разные "причуды" на ВЧ . В общем , я противник таких решений , как говорится , из религиозных соображений

Даже если попытаться с помощью подхвата "излечить" спад характеристик мощных транзисторов при очень большом токе , когда они начинают "сдыхать" , то и в этом случае такой каскад проиграет другому , у которого все наличные транзисторы включены параллельно , и начинают работать одновременно , так чтобы ток в каждом был соответственно меньше . Всё равно - лучше иметь даже больше искажениий , но с гладкой функцией , чем меньше по величине , но более высоких порядков , скажем так .

[SAPR]

Схему надо чуть чуть видоизменить в плане плавного подхвата тока параллельного каскада дополнительными мощными транзисторами

Еще раз - тут я с Вами согласен, идея хорошая.

можно использовать в качестве дополнительных мосфеты

И тут согласен - сочетание Бт и ПТ - ну очень хорошо.

включить их не по схеме общий сток , а общий исток

А это спорно (выше уже обсуждали).

Но всё равно - такой каскад будет давать больше искажений , чем обычный

Ничего подобного, это смотря как реализовать .

Помоему идея плавного подхвата нагрузки ВК в классе А дополнительным каскадом на мосфетах в классе С

Вот каскад на БТ (в А классе) + каскад на ПТ (но не в С классе, (зачем?) - в АВ нормально будет), и с общим стоком - это может быть совсем неплохо.
Как пример - схема (вложение 1) и ее искажения (вложение 2, частота 10 кГц, ампл. +/-28 В).
Я ее предлагал malefactor_8hz несколько месяцев назад.

[deemon]

Ничего подобного, это смотря как реализовать

Но играть уж точно будет хуже

[krulfa]

Только не надо забывать , что порядок нелинейности будет больше в схемах с "подхватом" , а значит - каскад будет генерировать более высокие гармоники .... и в этом случае такой каскад проиграет другому , у которого все наличные транзисторы включены параллельно , и начинают работать одновременно , так чтобы ток в каждом был соответственно меньше . Всё равно - лучше иметь даже больше искажений , но с гладкой функцией , чем меньше по величине , но более высоких порядков , скажем так .

+2.71828

[malefactor_8hz]

Я ее предлагал malefactor_8hz несколько месяцев назад.

Той ветки уже нет, но, с вашего позволения, вот модель предложенного Вами ВК с сопроводительным текстом. Очень низкие искажения..

[fakel]

+2.71828

+1 - понятно,
3.14 - тоже
а это как понимать?