УМЗЧ на ВЧ и СВЧ транзисторах с малыми нелинейными искажениями

[Mepavel]

Введение

Скрытый текст

Вступление

Скрытый текст

Идея данной разработки возникла с тех пор, как я почувствовал существенную разницу в звучании операционных усилителей (ОУ). Так например, после замены в темброблоке ОУ К544УД2 на LM833 для меня открылся совершенно другой уровень качества звучания. А именно высокая детальность и читаемые «верхи». В свою очередь следующим моим этапом была замена LM833 на LM4562. Последняя микросхема обеспечивала превосходное, чистое и прозрачное звучание без малейшего намёка на искажения. Причём если поставить ручки тембра в средние положения, то услышать разницу звучания с темброблоком и без него практически невозможно. Чего нельзя сказать о LM833 (и уж тем более микросхемах отечественного производителя). В средних положениях ручек тембра наблюдалось бедное (серое) звучание, с заметной потерей прозрачности.
Что касается усилителей мощности, то самым прилично звучащим (хоть и неудачным) в моей практике я считаю усилитель на ОУ с раскачкой по шинам питания, где в качестве драйвера использовалась микросхема OP27 от Analog Devices. Даже 60-ти ваттный усилитель на LM49810 звучал заметно хуже. LM3886 вообще ничем не порадовала, кроме как простотой схемы включения.

[свернуть]

Какой звук усилителя можно считать качественным?

Скрытый текст

Я слушаю больше рок-музыку. Поэтому применительно к ней выскажу два требования для усилителя:
1. Чистые и чёткие высокие частоты.
2. Малые гармонические составляющие.
Эти требования по идее должны способствовать читаемости и уменьшению «песка» (грязи) в звуке.

[свернуть]

В чём секрет высококачественных звуковых ОУ?

Скрытый текст

Насколько я понимаю – увеличение граничной частоты и линеаризация передаточной характеристики, нередко сопровождающаяся большим усилением на постоянном токе при разомкнутой ООС.

[свернуть]

[свернуть]

Текущая версия проекта

Скрытый текст

Усилитель V7_Audio_Amp_RF_T

Электрическая схема УМЗЧ и результаты виртуальных испытаний в MicroCap 9

Схема изначально базировалась на классическом УМЗЧ с раскачкой по шинам питания. В качестве драйвера использовалась нелинейная модель ОУ OP37.
Выходной каскад (ВК) было решено делать только на быстродействующих DMOS транзисторах, включённых по схеме c общим истоком. Такое построение ВК должно обеспечивать больший КПД усилителя и устойчивость (думаю многим известно, что схемы истоковых (да и эммитерных) повторителей склонны к самовозбуждению).
Но как оказалось не всё так просто. Чтобы обеспечить высокую граничную частоту усилителя, необходимо добиться минимальной задержки прохождения сигнала, через весь тракт. В данном случае OP37 уже обеспечивал большую задержку, в добавок он не имеел выводов коррекции. Поэтому в конечном итоге пришлось отказаться от использования микросхем.
Далее оказалось большой проблемой раскачать затворы полевых транзисторов в ВК (IRF530 и IRF9530), поэтому пришлось использовать двухтактные двухкаскадные эмиттерные повторители на BFQ19+BFQ149 и BD139+BD140.
Драйвер усилителя выполнен на маломощных СВЧ транзисторах с граничной частотой >= 5 ГГц. Благодаря этому обеспечивается достаточное быстродействие и чувствительность на высоких частотах.

Результаты моделирования

Тестовые условия: напряжение питания - +/-33 В; нагрузка - активная 4 Ома; средняя синусоидальная мощность 110 Ватт; пиковая мощность - 220 Ватт.

АФЧХ усилителя с открытой обратной связью в 3-х критических точках выходного напряжения v(OUT) {-29V, 0, +29V}

Гармонические составляющие на частоте 1 кГц и 10 кГц, дБ

Интермодуляционные искажения (сигналы 7 кГц и 50 Гц в соотношении 1:1, пиковая мощность 220 Ватт)

Основные параметры усилителя:

• Напряжение питания - двухполярное +/- 33 В
• Номинальное сопротивление нагрузки – 4 Ома
• Номинальная выходная (средняя синусоидальная Ps) мощность – 110 Ватт
• Коэффициент усиления по напряжению - 30 раз
• Коэффициент усиления по напряжению с разомкнутой ОС - 105 дБ (180 000 раз)
• Уровень гармонических составляющих на частоте 1 кГц и мощности 110 Вт – минус 100 дБ (0,001%)
• Уровень гармонических составляющих на частоте 10 кГц и мощности 110 Вт – минус 81 дБ (0,009%)
• Уровень интермодуляционных составляющих (при 7 кГц и 50 Гц (1:1) в пике огибающей 140 Ватт) – минус 94 дБ (0,002%)
• Входная ёмкость - 1 пФ
• Частота единичного усиления (Ft) - 30 МГц
• Запас по фазе (при Ku=30) - 46 - 68 градусов

[свернуть]

Архивные варианты усилителей

Скрытый текст

Один из первых удачных вариантов Audio_Amp_RF_T

Скрытый текст

Основные файлы проекта: Audio_Amp_RF_T_CIR.zip, Audio_Amp_RF_T_PDF.zip

Электрическая схема УМЗЧ и результаты виртуальных испытаний в MicroCap 9

Основные параметры усилителя:

• Напряжение питания - двухполярное +/- 33 В
• Номинальное сопротивление нагрузки – 4 Ома
• Номинальная выходная (средняя синусоидальная Ps) мощность – 70 Ватт
• Коэффициент усиления по напряжению - 30 раз
• Коэффициент усиления по напряжению с разомкнутой ОС - 124 дБ (1,63*10^6 раз)
• Уровень гармонических составляющих на частоте 1 кГц и мощности 70 Вт – минус 105,8 дБ (0,00051%)
• Уровень гармонических составляющих на частоте 10 кГц и мощности 70 Вт – минус 99,4 дБ (0,0011%)
• Уровень интермодуляционных составляющих (при 7 кГц и 50 Гц (1:1) в пике огибающей 140 Ватт) – минус 90.5 дБ (0,0030%)
• Входная ёмкость - 1 пФ
• Частота единичного усиления (Ft) - 10-12 МГц
• Фазовый сдвиг на частоте Ft - 135 градусов

[свернуть]

Внимание!!! В SPICE модели BFQ149 допущена ошибка. Указан неправильный тип транзистора в подсхеме.
Поэтому выложил исправленный файл библиотеки ph_rfdev.lib (лежит в архиве). Его нужно кинуть в папку MC9\LIBRARY (разумеется по желанию свой файл можно сохранить в отдельном месте).

[свернуть]

Достоинства усилителя

Скрытый текст

• Маленькая входная ёмкость (следовательно малое влияние её нелинейности)
• Высокая частота среза
• Высокая линейность
• Большой КПД
• Питание от одного двухполярного источника
• ВК на полевых транзисторах по схеме с ОИ

[свернуть]

Интересные результаты моделирования и варианты схем усилителя

Скрытый текст

• АФЧХ одного из первых вариантов усилителя - #105
• АФЧХ моего дискретного аналога AD797 - #107
• АФЧХ популярной микросхемы LM3886 - #166
• Демонстрация прокачки большой входной ёмкости DMOS-транзисторов - #254
• ViktKors исследует АФЧХ выходного каскада - #281
• Как «подзванивает» истоковый повторитель - #294
• Большие фазовые задержки классической схемы УН+Повторитель - #302
• Как ООС позволяет решить проблему фазовых задержек в УН - #310
• Вариант усилителя, в котором выходной каскад (ВК) - истоковый повторитель, а УН охвачен резистивной ООС по постоянному току - #324
• Исследование меандром 100 кГц. Демонстрация плохой устойчивости этого усилителя при больших амплитудах выходного напряжения - #326
• Первые шаги к построению концепции быстродействующих усилителей, в которых ВК на полевых транзисторах по схеме с ОИ - #338

[свернуть]

Список изменений

Скрытый текст

По второй версии усилителя

Скрытый текст

Дата 29.07.2011

• Уменьшено напряжение питания драйвера до +/-10, чтобы увеличить запас по пробивному напряжению СВЧ транзисторов.
• В усилителе произошла замена СВЧ транзисторов на самые доступные и подходящие:
  Комплиментарная пара NPN BFR92A + PNP BFT92.
  (Pd=300 мВт, Uкб = 20В, Ik= (25-35) мА, Cэ= (0.8-1.2) пФ, Cк= (0.8-1.2) пФ, Ft=5 ГГц, Корпус - SOT-23)
  И NPN BFQ19 + PNP BFQ149
  (Pd=1000 мВт, Uкб = 20В, Ik= 100 мА, Cэ= (4-5) пФ, Cк= (1.6-2) пФ, Ft=(5-5.5) ГГц, Корпус - SOT-89)
• Введена термокомпенсация тока покоя выходных каскадов в диапазоне температур -20 - 85 градусов. Ток покоя (20-80 мА)
• Оптимизирована схема драйвера на базе AD797 и получен уровень THD+IMD меньше минус 115 дБ (0.00017%) (файл MicroCap прилагается )
• Коэффициент усиления по напряжению с разомкнутой ОС - 124 дБ (измерялось на 100 Гц)

[свернуть]

[свернуть]

[ViktKors]

А ничего не менять в схеме и не ждать (рассчитывать) постоянные времени ещё удобнее! Вы видимо не очень поняли как это работает

Это точно. Сижу вот тут и думаю как Вашим методом найти частоту единичного петлевого усиления (не разрывая ООС) у каскада с усилением равным -0.5 ?

[Mepavel]

Мне совершенно не интересно, что творится на частотах которые значительно выше частоты замыкания ООС.

Зачастую эти частоты определяют глубину обратной связи на звуке)))

А какое значение имеет "величина задержки" (я так понимаю, физическое запаздывание) и фазовый сдвиг (минимальнофазовые задержки) на частотах в 1000 раз выше звуковых и в несколько раз выше частоты замыкания ООС??

Мдя… Нужно исходить из определения «фазы».
Фаза (в гр.) = задержка (в сек)/ период (сек) * 360 градусов. Смещение фазы на 90 гр., значит смещение на 1/4 периода. Я думаю ответил на ваши вопросы.

Кстати, а если запаздывание более 360 градусов, как это увидеть?

Так же по задержке. Я специально для наглядности на том рисунке сделал задержку для источника входного сигнала, чтобы было видно, когда начинается входной и выходной сигнал.
Можно просто в анализе переходных процессов указать нулевые начальные условия. Тогда будет видно, как выходной сигнал запаздывает от начала временной оси.

---------- Добавлено в 02:37 ---------- Предыдущее сообщение в 02:32 ----------

Это точно. Сижу вот тут и думаю как Вашим методом найти частоту единичного петлевого усиления (не разрывая ООС) у каскада с усилением равным -0.5 ?

Да уж... Если -0.5, то никак))) Если несколько 10-ков раз, то обратную связь можно не отключать. Экономия времени. Не нужно ничего изменять, всё как есть. Погрешность в 3% меня устраивает.

[Mepavel]

Без комментариев, особенно про "любые современные ОУ".
Про "абсолютно безвредна" - тоже без комментариев.
И по этому поводу лучше промолчать.

Да нет, прокомментируйте! Обзаведитесь хотя бы осциллографом рабочей частотой до 100-500 МГц. Возьмите ОУ, включите по схеме неинвертирующего повторителя. А потом будете всем рассказывать, как частота единичного усиления и фазовый сдвиг не зависит от уровня сигнала!.. Гудит даже LF411, как сейчас помню на 2 МГц. Я уж молчу про LM318. Генерация есть, просто амплитуда мала.
И вообще, если небольшая генерация происходит за счёт ООС (а не за счёт возбуждения внутренних каскадов), то это не вызывает протекание опасных сквозных токов и не вредит усилителю!
Так предположим рассматриваемый усилитель возбудился на частоте 20 МГц. Если амплитуда выходного сигнала не больше 10 мВ, то какой от этого вред? Сквозные токи не текут. Полевики ВК управляются мощными быстродействующими повторителями. Поэтому все эти 10 мВ рассеются на резисторе цепочки бушеро и никто от этого не пострадает.
С другой стороны, амплитуда на выходе не может стать больше 0.8 В. Так как при этом уже на частоте 10-12 МГц усиление равно единице с правильным запасом по фазе в 45 градусов. Далее даже, если на выходе 0.8В , то на вход приходит в 30 раз меньше. Значит за второй период мы получим в 30 меньшую амплитуду на выходе и так до тех пор, пока сигнал не затухнет.
Следовательно, чем больше делитель обратной связи, тем устойчивей работает усилитель. Поэтому не рекомендуется шунтировать выходной резистор ООС конденсатором.
Отсюда получаем безопасный автогенератор на малые вольты , как и во всех нормальных ОУ.

Это Ваша схема, с Вашими номиналами обеспечивает полосу ООС в 5 МГц при нулевом напряжении на выходе, и кстати, с пристойным запасом устойчивости.

Ещё бы, я выставил частоту единичного усиления на 12 МГц. Т.е. усилитель может работать на этой частоте даже как повторитель. А с делителем в обратной связи 1 к 29 запас по устойчивости 30-ти кратный.

Что будет под нагрузкой - не знаю, Ваша модель "вылетает".

Бывает, нужно стараться избегать сингулярностей. А под нагрузкой ничего сильно не изменится. (я моделирую больше с нагрузкой в 4 Ома)

Просто, судя по всему, Вы не понимаете как построить АФЧХ петлевого усиления и вместо этого придумываете "методики"...

Да вот с последней схемой ещё не пробовал. Для меня это малоинформативный показатель. Поскольку в этом режиме многие эффекты не учитываются.

[Mepavel]

ViktKors, провёл AC анализ и получил следующие АФЧХ без ООС при амплитуде входного напряжения 1 мкВ. Схема измерения прилагается. Там же можно посмотреть и Transient Analysis для пущей достоверности. И действительно на малых сигналах Transient и AC совпадают.

Как видно частота единичного усиления под 60 МГц, на которой фазовый сдвиг под 300 градусов. Но в нашем усилителе обратная связь возвращает на вход только 1/30 часть сигнала. Поэтому интересна частота, при которой коэффициент усиления равен 30. Т.е. приблизительно 30 дБ.
Как видно из рисунка - эта частота 4.4 МГц. Фазовый сдвиг на этой частоте 145 градусов, что не есть хорошо с одной стороны (желательно бы меньше 135). Ну а с другой стороны и не так плохо!
Усиление на постоянном токе где-то под 116 дБ, полюс находится на частоте 1 кГц.

[ViktKors]

.. провёл AC анализ и получил следующие АФЧХ без ООС

Отлично.
А теперь еще маленький шаг. Посмотрите в этом режиме (с разомкнутой ООС) на искажения на выходе при амплитуде сигнала в десяток вольт на малой частоте, скажем на 1-2 кГц.
Это тот самый практически малосигнальный режим, когда нет еще никаких заметных насыщений, нелинейных емкостей и прочих Ваших страшилок.
Понятно, что на 10-20 кГц будет не лучше. Понятно, что на полной амплитуде будет еще хуже.

Видим, что только вторая и третья гармоника "почти постоянного" тока вместе дадут процентов 20 искажений.
Глубина ООС на 10-20 кГц, как Вы сами видите, порядка 1000.
Действие у уме: 20% делим на 1000, получаем 0.02% искажений - -73 дБ.

Стоит-ли огород городить?

[Mepavel]

Так же провёл AC & Transient Analisys схемы драйвера (аналога AD797) на 1 мкВ.
Как видно частота единичного усиления под 150 МГц. Частота первого и единственного полюса - 11 кГц. Критический сдвиг фазы 135 гр.на частоте 86 МГц, усиление на этой частоте 6 дБ. Такой драйвер можно использовать с ООС обеспечивающей усиление больше 6 дБ (или 2-х раз).

[Mepavel]

Отлично.
А теперь еще маленький шаг. Посмотрите в этом режиме (с разомкнутой ООС) на искажения на выходе при амплитуде сигнала в десяток вольт на малой частоте, скажем на 1-2 кГц.

А посмотрите на АФЧХ LM3886? Проведите те же рассуждения, приняв за 20% искажения без ООС.

Глубина ООС на 10-20 кГц, как Вы сами видите, порядка 1000.

Так, согласен! 90-30=60 дБ.

Действие у уме: 20% делим на 1000, получаем 0.02% искажений - -73 дБ.

Браво!.. Ох вот это пионерские расчёты! 20% - прямоугольник что-ли?)))
Что же тогда при моделировании показывает под 106 дБ на 1 кГц и 99 дБ на 10 кГц? Вы считаете свои расчёты более адекватными, чем анализ переходных процессов?

[Mepavel]

Отлично.
А теперь еще маленький шаг. Посмотрите в этом режиме (с разомкнутой ООС) на искажения на выходе при амплитуде сигнала в десяток вольт на малой частоте, скажем на 1-2 кГц.

Пожалуйста!.. На выходе 70 Ватт с разомкнутой ООС. При этом гармоники -17,5 дБ, т.е. 13 %.
На частоте 1 кГц глубина ООС 114.5-30=84.5 дБ (1.68*10^6).
Таким образом -17,5 - 84,5= - 102 дБ или 0,0008 %. Кстати очень похоже на правду)))

[Mepavel]

Интересная методика расчёта. Посмотрел у LM3886 усиление - 76 дБ на 1 кГц. При коэф. усиления 26 дБ гармонические составляющие на 1 кГц - 0,03%, т.е. минус 71 дБ.
Глубина ООС равняется: 76-26 = 50 дБ. Т.е. исходная нелинейность микросхемы на 1 кГц без ООС равна -71+50 = -21 или 9%.
Т.е. LM3886 также далека от совершенства и никакими десятыми долями процента здесь не пахнет.
Однако же Nick хвастался что с помощью глубокой ООС можно выправить эту исходную нелинейность.
ViktKors, ну и какая же глубина ООС на 1 кГц у вашего усилителя на базе LM3886 ?

[fakel]

И вообще, если небольшая генерация происходит за счёт ООС (а не за счёт возбуждения внутренних каскадов), то это не вызывает протекание опасных сквозных токов и не вредит усилителю!

Ф перлы!

---------- Добавлено в 13:14 ---------- Предыдущее сообщение в 13:12 ----------

Следовательно, чем больше делитель обратной связи, тем устойчивей работает усилитель.

Следовательно, чем больше делитель обратной связи, тем устойчивей работает усилитель. Поэтому не рекомендуется шунтировать выходной резистор ООС конденсатором.

И это ф перлы! А мужики-то (Лурье, Найквист и др) не знают...

---------- Добавлено в 13:16 ---------- Предыдущее сообщение в 13:14 ----------

Бывает, нужно стараться избегать сингулярностей.

Это вы микрокапу советуете? Он вас не слышит...

---------- Добавлено в 13:17 ---------- Предыдущее сообщение в 13:16 ----------

(я моделирую больше с нагрузкой в 4 Ома)

А надо с эквивалентом АС, хотя бы принятым за стандарт при разработке Хай-Фая

---------- Добавлено в 13:19 ---------- Предыдущее сообщение в 13:17 ----------

Усиление на постоянном токе где-то под 116 дБ, полюс находится на частоте 1 кГц.

И стоило дали этого СВЧ огород городить?

---------- Добавлено в 13:22 ---------- Предыдущее сообщение в 13:19 ----------

На частоте 1 кГц глубина ООС 114.5-30=84.5 дБ (1.68*10^6).
Таким образом -17,5 - 84,5= - 102 дБ или 0,0008 %

И это все?

[krulfa]

И вообще, если небольшая генерация происходит за счёт ООС (а не за счёт возбуждения внутренних каскадов), то это не вызывает протекание опасных сквозных токов и не вредит усилителю!

Такое бывает, если в ВК УМЗЧ имеется "ступенька". Я наблюдал автоколебания вокруг этой ступеньки на верхней граничной частоте, которые помогали выдерживать среднее значение на НЧ, которое из-за ступеньки оказывается неустойчивым. Такое возбуждение может быть безопасным. В остальных случаях возбуждение - это выгорание ВК.

Остальное уже прокоментировали, и по делу.

[viktor8m]

Обзаведитесь хотя бы осциллографом рабочей частотой до 100-500 МГц. Возьмите ОУ, включите по схеме неинвертирующего повторителя. А потом будете всем рассказывать, как частота единичного усиления и фазовый сдвиг не зависит от уровня сигнала!.. Гудит даже LF411, как сейчас помню на 2 МГц. Я уж молчу про LM318. Генерация есть, просто амплитуда мала.

Если ОУ, скоректированные внутренне на усиление 1 и с единичной частотой ниже 100 МГц, генерируют, то это всегда проблема монтажа и питания (я как раз все схемы обязательно проверяю на генерацию именно вплоть до 500 МГц с помощью ВЧ спектроанализатора с диапазоном 0.5-500 МГц и могу сказать, что ОУ, скоректированные внутренне на усиление 1 и с единичной частотой ниже 100 МГц, очень устойчивы даже с несколько неидеальным монтажём), а вот с ВЧ ОУ действительно есть проблема. Я уже открывал ветку насчёт генерации в неинв. усилителе на OPA656 (и уж поверьте, монтаж и шунтирование вылизал по максимуму), но устойчивость была или для повторителя (инв. вход напрямую подключён к выходу) или с ФНЧ с частотой среза 30 МГц на неинв. входе ОУ. Аналогично было и с LT1226 (с усилением в 50, т.к. она устойчива с усилением выше 25), и там также помог только входной ФНЧ.

И вообще, если небольшая генерация происходит за счёт ООС (а не за счёт возбуждения внутренних каскадов), то это не вызывает протекание опасных сквозных токов и не вредит усилителю!

Если не говорить о качестве звука, а только о надёжности усилителя, то возражений нет.

Так предположим рассматриваемый усилитель возбудился на частоте 20 МГц. Если амплитуда выходного сигнала не больше 10 мВ, то какой от этого вред?

Видимо о интермодуляционных искажениях автор и не слышал. Да и как я понял из его ответов, он совершенно не понимает работу дифференциального каскада, иначе бы не рассуждал дилетански о его перегрузочной характеристике (раз он думает, что ДК остаётся линейным и выше 0.05 В между его входами при отсутствии эмиттерных резисторов), а о подавлении синфазных помех (иначе бы ввёл ГТ вместо резистора) и о прямом детектировании, нарушающим симметричность ДК (это к его вопросу о вреде 10 мВ генерации), и не слышал видимо совсем.

[Mepavel]

Ф перлы!
И это ф перлы! А мужики-то (Лурье, Найквист и др) не знают...

К счастью они знают и остальные, кто отписался в этой ветке. Именно увеличение делителя обратной связи увеличивает устойчивость усилителя. Т.е. если делитель обратной связи в k-раз ослабляет сигнал с выхода, то на частоте, где усиление без ОСС k раз, фазовый сдвиг должен быть не больше 135 градусов (большинство производителей выполняют условие с запасом т.е. 120 градусов). Посмотрите даташиты OP27 и LM3886, и Вы будете дико удивлены. Там частота единичного усиления при фазовом сдвиге больше 180 градусов!.. И чётко написано, что как повторитель использовать нельзя!..
P.S. Да уж… не знал, что у Вас настолько большие пробелы в теории.

---------- Добавлено в 15:17 ---------- Предыдущее сообщение в 15:04 ----------

Это вы микрокапу советуете? Он вас не слышит...

SPICE симуляторы хорошая вещь, но только в умелых руках!.. ) Мне даже по специальности приходилось писать вычислительное ядро Spice симулятора, на что ушёл год.

А надо с эквивалентом АС, хотя бы принятым за стандарт при разработке Хай-Фая

Пробовал, максимум на 1-2 дБ ухудшаются гармоники. Схема-то устойчива к любому типу нагрузки, и даже ёмкостному, если в реальной схеме последовательно с ней включать индуктивность в 10 мкГн, зашунтированную резистором 10-20 Ом (для исключения возникновения резонанса с гипотетической ёмкостью).

---------- Добавлено в 15:22 ---------- Предыдущее сообщение в 15:17 ----------

И стоило дали этого СВЧ огород городить? И это все?

Опять пробелы в теории? А полюс на 1 кГц при петлевом усилении в этой частоте 114,5 дБ? Это что? Разве не круто? У большинства звуковых усилителей полюс находится ниже 10 Гц (и это есть хорошо, т.е. к этому и надо стремиться)!!! Смотрите даташиты LM4562, AD797 да хоть ту же LM3886.
Опять пробелы в теории? Или Вы верите в усилитель ВВ Сухова, у которого полюс на 15 кГц при усилении в нём 120 дБ?
А при этом даже не знали как измерить фазовую задержку своём усилителе, и на полном серьёзе писали, что у него полоса под 50 МГц))) Хорошо, что не 100 МГц на 360 градусах)

---------- Добавлено в 15:39 ---------- Предыдущее сообщение в 15:22 ----------

Такое бывает, если в ВК УМЗЧ имеется "ступенька".

Ох... это только частный случай!..

В остальных случаях возбуждение - это выгорание ВК.

Ну да, опять необоснованные рассуждения. Выгорание ВК, если самовозбуждение происходит вне обратной связи и на высокой частоте. Т.е. к примеру получилась ёмкостная трёхточка в истоковом повторителе. Тогда да, потекут сквозные токи, и то не факт что они приведут к выгоранию ВК, поскольку амплитуда этих токов тоже имеет насыщение.
Вообще конечно я сторонник полного отсутствия генерации, но иногда повышение полосы пропускания, хоть и приводит к незначительной генерации на малом сигнале, зато улучшает глубину ООС и повышает качество звучания. Интермодуляционные искажения тоже улучшаются, поскольку эта генерация, никак не изменяет режим работы ВК и не приводит к его насыщению. Следовательно не происходит искажение огибающей сигнала.

[fakel]

Посмотрите даташиты OP27 и LM3886, и Вы будете дико удивлены. Там частота единичного усиления при фазовом сдвиге больше 180 градусов!.. И чётко написано, что как повторитель использовать нельзя!..
P.S. Да уж… не знал, что у Вас настолько большие пробелы в теории.

Увы, я знаю, что некоторые ОУ заводятся при Коос=1
А выводы Ваши мягко говоря странные... Как в анектоде: Жена стоит у зеркала, и разговаривает с мужем. Тот ушел, а она сама себе же (от имени мужа) отвечает. Так вот когда он вернулся, жена оказывается уже успела с ним поругаться.

---------- Добавлено в 17:50 ---------- Предыдущее сообщение в 17:49 ----------

А полюс на 1 кГц при петлевом усилении в этой частоте 114,5 дБ? Это что? Разве не круто?

Обычное явление... У СЛ усиление и повыше будет. И ОУ там стоит...

[Mepavel]

Если ОУ, скоректированные внутренне на усиление 1 и с единичной частотой ниже 100 МГц, генерируют, то это всегда проблема монтажа и питания

Ну не всегда. Поверьте я испытывал оперы в идеальных условиях, с минимальными индуктивностями шин питания. Даже ножки у дип корпусов делал заподлицо. Так что это проблема большего усиления на малом сигнале.

Я уже открывал ветку насчёт генерации в неинв. усилителе на OPA656 (и уж поверьте, монтаж и шунтирование вылизал по максимуму), но устойчивость была или для повторителя (инв. вход напрямую подключён к выходу) или с ФНЧ с частотой среза 30 МГц на неинв. входе ОУ. Аналогично было и с LT1226 (с усилением в 50, т.к. она устойчива с усилением выше 25), и там также помог только входной ФНЧ.

Вот-вот я думаю мы друг друга поняли. Не всегда промышленные ОУ имеют заявленную по даташиту устойчивость на любом уровне сигнала, даже при идеальном монтаже питания и ООС (чуть ли не лучше, чем в их же аппноуте). А генерация всё равно есть, хоть и мизерная, и безвредная.
Естественно ФНЧ на неинвертирующем выходе помогает.

[fakel]

Или Вы верите в усилитель ВВ Сухова, у которого полюс на 15 кГц при усилении в нём 120 дБ?

А вы нет? Ну и ладно

---------- Добавлено в 17:55 ---------- Предыдущее сообщение в 17:51 ----------

А при этом даже не знали как измерить фазовую задержку своём усилителе, и на полном серьёзе писали, что у него полоса под 50 МГц)))

Полоса и фаза - разные вещи.

Offтопик:
Похоже, вы аспирант, и даже с красным дипломом. Именно наличие последнего непотребно раздувает ваше чувство собственного величия (ЧСВ). Быть может, вы написали несколько научных работ (скорее всего чисто теоретических и как это часто бывает у теоретических задач - высосаных из пальца. Область их применения - сферический конь в вакууме. Что и подтверждается перовым постом)

---------- Добавлено в 17:56 ---------- Предыдущее сообщение в 17:55 ----------

Интермодуляционные искажения тоже улучшаются, поскольку эта генерация, никак не изменяет режим работы ВК и не приводит к его насыщению. Следовательно не происходит искажение огибающей сигнала.

А это нонсенс! Или ВАХ ПТ уже линейна?

[viktor8m]

Интермодуляционные искажения тоже улучшаются, поскольку эта генерация, никак не изменяет режим работы ВК и не приводит к его насыщению. Следовательно не происходит искажение огибающей сигнала.

Не совсем верно, на режим ВК слабая генерация действительно может не оказывать влияние, но главное то при наличии ООС это входной каскад (именно он определяет правильность суммирования входного сигнала и сигнала ООС), а генерация (в том числе на ВЧ) из-за детектирования (т.е. сигнал генерации преобразуется в пост. напряжение) может сдвинуть режим работы входного каскада в его нелинейную область и тогда никакая глубина ООС уже не поможет (что и подтверждается реальным увеличением измеряемых на 1 кГц искажениям при наличии достаточно сильной ВЧ генерации).

[Mepavel]

Видимо о интермодуляционных искажениях автор и не слышал.

Слышал, слышал! В первом посте показал. Искажения огибающей.
P.S.Кстати по микрокапу генерация на выходе составляет не больше 10 мкВ. Естественно можно чуть увеличить ёмкость коррекции и её совсем не будет. Однако интермодуляции увеличиваются из-за снижения глубины ООС. Проверял это уже неоднократно. Так бы и не писал про небольшую пользу от генерации . А тот тут форумчане дико конвервативные.

Да и как я понял из его ответов, он совершенно не понимает работу дифференциального каскада, иначе бы не рассуждал дилетански о его перегрузочной характеристике (раз он думает, что ДК остаётся линейным и выше 0.05 В между его входами при отсутствии эмиттерных резисторов)

А я и не думаю, что он остаётся линейным при 50 мВ. Где я такое писал. При 50 мВ в моём усилители произойдёт перегрузка по выходу на звуковых частотах. Реально там десятки, сотни мкВ в звуком диапазоне.
Вообще ещё раз повторюсь! Когда пойдут обоснованные ответы? Если я добавлю 100 Ом в эмиттеры, у меня возрастут шумы, упадёт усиление на 15-20 дБ и настолько же увеличатся гармоники. А токи, текущие через выводы транзистора останутся практически неизменными!.. И нафиг это делать? Вот если бы в точке обратной связи были высокие напряжения (как в случае с Ku=1), то спору нет. На ВЧ диф. каскад мог уйти бы в насыщение (или защёлкивание).
А так Ваши консервативные методы, приведут к усилителям 70-х годов. С соотношением сигнал/шум -90 дБ и офигенными искажениями из-за малой глубины ООС. Этого Вы добиваетесь? В современном мире уже давно понимают вред от этих резисторов в звуковых усилителях с глубокой ООС.

---------- Добавлено в 16:22 ---------- Предыдущее сообщение в 16:11 ----------

Не совсем верно, на режим ВК слабая генерация действительно может не оказывать влияние, но главное то при наличии ООС это входной каскад (именно он определяет правильность суммирования входного сигнала и сигнала ООС), а генерация (в том числе на ВЧ) из-за детектирования (т.е. сигнал генерации преобразуется в пост. напряжение) может сдвинуть режим работы входного каскада в его нелинейную область и тогда никакая глубина ООС уже не поможет (что и подтверждается реальным увеличением измеряемых на 1 кГц искажениям при наличии достаточно сильной ВЧ генерации).

Хех… опять забываетесь! Генерация за счёт ООС может происходить только в полосе усилителя. В частности при Ku=30 дБ, на частоте где петлевое усиление больше 30 дБ, а сдвиг фазы больше 135 градусов. Это частоты порядка единиц мегагерц. Как может там быть детектирование? Это раз!
Два, а попробуйте сделать схему детектора на диф. каскаде?
Вряд ли получится. В нём ничего детектироваться не будет.
Три, Вы видели передаточную характеристику даже простого диодного СВЧ детектора?
Он начинает чуять сигналы, когда амплитуда их превышает контактную разность потенциалов перехода.
P.S. Давайте закроем эту тему про генерацию. Всё! Разрабатываем, только абслютно устойчивые усилители с 60-ти градусным запасом по фазе!

[viktor8m]

В современном мире уже давно понимают вред от этих резисторов в звуковых усилителях.

Надеюсь вы не забыли, что в этом разделе форума разговор идёт только об усилении музыкальных сигналов, т.е. сигнале импульсном (а не стационарной формы, как синус или прямоугольник) и с резко меняющейся амплитудой? В этом контексте ваши рассуждения полностью верны для какого нибудь предварительного усилителя с постоянной нагрузкой минимум на 90% активной, но только не для УМ, где ВК (особенно в режиме АВ\В) генерирует немалые искажения, а нагрузка очень реактивная и нелинейная по импендансу, да ещё подключена длинным кабелем, собирающим наводки, поэтому входной каскад УМ с ООС должен быть весьма линейным на большом участке дифференциального напряжения.
Кстати о наводках (особенно ВЧ) со стороны нагрузки УМ. Единственным средством их уменьшения может быть только малое выходное сопротивление УМ (фильтры в ООС не поставишь), но на ВЧ оно увеличивается из-за уменьшения глубины ООС вплоть до значения без ООС, но если в ВК с ОК последнее это десятки Ом, то в ВК с ОЭ или ОИ это могут быть и килоомы. Уже поэтому ВК с ОК предпочтительнее для УМ. Посмотрите на выпускаемые ОУ для ADSL (там тоже длинные линии), у всех у них ОК на выходе, несмотря на худший КПД по сравнению с ОЭ (Rail-to-Rail).

Два, а попробуйте сделать схему детектора на диф. каскаде? Вряд ли получится. В нём ничего детектироваться не будет.

Интересно, уже десятки лет выпускаются множество интегральных микросхем для радио и телеприёма, где именно диф. каскад используется при детектировании.

[Mepavel]

Но если в ВК с ОК это десятки Ом, то в ВК с ОЭ или ОИ это могут быть и килоомы. Уже поэтому ВК с ОК предпочтительнее для УМ.

Во-первых, Вы, наверное, в схеме усилителя не заметили цепочку бушеро. Которая на ВЧ обеспечивает выходное сопротивление в 6.8 Ом. Т.е. так же как у "ОК")))
Запомните каскад с ОК ещё хуже работает на комплексную нагрузку, так образуется трехточка. И подвизгивает очень неприятно, особенно если его делать на DMOS (на частотах под 100 МГц).
Во-вторых, реальная нагрузка будет включаться через индуктивность 10 мкГн, зашунтированную резистором. Что исключит влияние ёмкостной реактивности реальной нагрузки.

---------- Добавлено в 16:48 ---------- Предыдущее сообщение в 16:44 ----------

Надеюсь вы не забыли, что в этом разделе форума разговор идёт только об усилении музыкальных сигналов, т.е. сигнале импульсном (а не стационарной формы, как синус или прямоугольник) и с резко меняющейся амплитудой?

На входе усилителя будет стоять ФНЧ первого порядка с частотой среза 60 кГц. Какой там резкоменяющийся сигнал? Вы о чём? Вы видели в первом посте прямоугольник? И это с ФНЧ 100 кГц!

---------- Добавлено в 16:51 ---------- Предыдущее сообщение в 16:48 ----------

Интересно, уже десятки лет выпускаются множество интегральных микросхем для радио и телеприёма, где именно диф. каскад используется для детектирования. Как же им удалось?

Схему плиз. Там диф. каскад используется для снятия постоянного напряжения с выхода детектора.

---------- Добавлено в 16:57 ---------- Предыдущее сообщение в 16:51 ----------

Посмотрите на выпускаемые ОУ для ADSL (там тоже длинные линии), у всех у них ОК на выходе, несмотря на худший КПД по сравнению с ОЭ (Rail-to-Rail).

Потому как там нужна линейность на сравнительно высоких частотах с неглубокой ООС и на КПД там плевать.

---------- Добавлено в 17:04 ---------- Предыдущее сообщение в 16:57 ----------

(там тоже длинные линии)

Ага, подключенные через резистор к выходу ОУ))). Причём да же если напрямую подключить, условия баланса фаз и амплитуд выполняться не будут. И там в ВК обычно используются биполярные транзисторы, а не полевые!.. Так что сравнение не в тему. Если бы стояла задача сделать усилитель с биполярниками на выходе, я бы не стал заморачиваться с ОЭ. Это было бы очень глупо, учитывая их защёлкивание, когда коллекторный переход смещается в прямом направлении.
Вся суть в полевиках на выходе!.. У которых сейчас большие перспективы. Постепенно в силовой электронике биполярные транзисторы отмирают, ввиду их большой ненадёжности (вторичный пробой) и опасности насыщения, сквозных токов.