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]

[fakel]

Ага, когда слышишь про полную компенсацию проходной ёмкости DMOST. Я в отличие от Вас могу показать всё на примере

ну-ну. 18 страниц словоблудия и ни одной путем работающей схемы. посему дискуссию с вами прекращаю

---------- Добавлено в 01:06 ---------- Предыдущее сообщение в 01:03 ----------

Совсем херню несу?

Вы, Шариков, чепуху несете. И самое страшно, что несете ее безапеляционно (с)

[Mepavel]

ну-ну. 18 страниц словоблудия и ни одной путем работающей схемы.

А что в Вашем понимании схема путём работающая? Которая даёт теже искажения что и у меня, только при питании УН в 48 Вольт? И которая может работать так только в модели.

[fakel]

Зря вопрошаете. Сказал же - дискуссию закончил

[Mepavel]

Offтопик:

Вы, Шариков, чепуху несете. И самое страшно, что несете ее безапеляционно (с)

Ох... не успел во время исправить предыдущий пост, так и знал, что придерётесь!

---------- Добавлено в 23:36 ---------- Предыдущее сообщение в 23:33 ----------

Зря вопрошаете. Сказал же - дискуссию закончил

Таким образом признали своё поражение!.. Сейчас как разработаю схемку, которая будет уделывать Ваш усь по всем параметрам!..

[fakel]

Вот тогда и продолжим!

[Филя]

Mepavel, посмотрел на схему вашего усилителя, и мне стало жалко источник сигнала!
Транзисторы, BFR92, очень капризны, в многокаскадных схемах. Два каскада, на этом транзисторе, требуют тщательной развязки по питанию, и экранировку.
200 Ом, на входе усилителя, может, оказаться слишком малым сопротивлением, для того, чтобы защитить выход источника сигнала, когда засвистит усилитель, и пробьются транзисторы. Кроме того, при входном сопротивлении 200 Ом, кабель, на входе усилителя, будет служить коаксиальным резонатором.

Наверняка, источник тока, будет свистеть, на частоте, в сотни мегагерц, судя по номиналам резисторов.

Я не могу проверить, коэффициент усиления, этих транзисторов, обычным тестером. Они – возбуждаются, из-за длинных дорожек, в тестере! Пришлось сделать, переходник, в котором база и эмиттер, зашунтированы конденсаторами, находящимися на расстоянии 3 – 5 мм, от лапок транзисторов. Попробуйте померить усиление транзистора, а потом зашунтируйте, базу керамическим, SMD, конденсатором, в 100nF, и сравните показания. Если, они отличаются, значит, транзистор - свистит.

Как вы сможете, обеспечить стабильность IRF530, если затвор подключен, через резистор, 2,7 Ом? Такой транзистор, свистит, или присвистывает, при сопротивлении, в цепи затвора, порядка 100 Ом! Ему, в затвор нужно ставить, не меньше, 200 Ом. И то – частенько присвистывал, когда подключал кабель, или динамик. Если, пальцами, не прикасаться, к схеме, минимум, нужно ставить, 250 – 330 Ом, чтобы не присвистывал. На время настройки, лучше, поставить, не меньше 680 Ом.

Кроме того, СВЧ транзисторы, сильно шумят на звуковых частотах, и легко пробиваются, обратным напряжением - БЭ. При маленьких токах коллектора, они имеют большую нелинейность коэффициента передачи тока.

BFR92, в входном каскаде, крайне желательно заменить, на, гораздо более стабильный, - BFG67. Но у него меньше, рабочее напряжение.

По моему, - не реально, сделать многокаскадную схему, на таких транзисторах.

[Mepavel]

Филя, спасибо за пост!

---------- Добавлено в 01:45 ---------- Предыдущее сообщение в 01:39 ----------

Транзисторы, BFR92, очень капризны, в многокаскадных схемах. Два каскада, на этом транзисторе, требуют тщательной развязки по питанию, и экранировку.

Конечно капризны, если на них делать сплошные трёхточки!.. И как люди с ними работают?.. Вы думаете на входах крутых звуковых ОУ стоят низкочастотные транзисторы? Это получается они тоже могу спалить источник сигнала?

200 Ом, на входе усилителя, может, оказаться слишком малым сопротивлением, для того, чтобы защитить выход источника сигнала, когда засвистит усилитель, и пробьются транзисторы.

Ох я смотрю у Вас печальный опыт в СВЧ. Всё горит, дымится, гудит...

---------- Добавлено в 01:46 ---------- Предыдущее сообщение в 01:45 ----------

Я не могу проверить, коэффициент усиления, этих транзисторов, обычным тестером. Они – возбуждаются, из-за длинных дорожек, в тестере!

Ну так и должно быть

---------- Добавлено в 01:48 ---------- Предыдущее сообщение в 01:46 ----------

Попробуйте померить усиление транзистора, а потом зашунтируйте, базу керамическим, SMD, конденсатором, в 100nF, и сравните показания. Если, они отличаются, значит, транзистор - свистит.

Всё правильно

---------- Добавлено в 02:03 ---------- Предыдущее сообщение в 01:48 ----------

Такой транзистор, свистит, или присвистывает, при сопротивлении, в цепи затвора, порядка 100 Ом! Ему, в затвор нужно ставить, не меньше, 200 Ом.

У Вас транзистор включен по схеме с общим стоком (как повторитель)? Посмотрите сколько Ом стоит в затворах полевиков в постах #294, #310 и #324.
При влючении DMOS с общим истоком минимизируется положительная обратная связь (которая работает по полной в повторителе), поэтому резистора 1-5 Ом (в зависимости от монтажа) для этих транзисторов предостаточно.

---------- Добавлено в 02:08 ---------- Предыдущее сообщение в 02:03 ----------

Наверняка, источник тока, будет свистеть, на частоте, в сотни мегагерц, судя по номиналам резисторов.

Причём здесь номиналы резисторов и частота в сотни мегагерц? Как Вы это рассчитали?

---------- Добавлено в 02:12 ---------- Предыдущее сообщение в 02:08 ----------

нужно ставить, 250 – 330 Ом, чтобы не присвистывал. На время настройки, лучше, поставить, не меньше 680 Ом.

Если поставить в затвор 680 Ом, в схеме первого поста, то тогда и буфер не нужен. и будет частота полюса УН на сотне килогерц (кажется даже чуть меньше), соответственно на 1 МГц получим сдвиг в 90 градусов. И до этого предыдущий УН даёт 90. 90+90=180. Получаем не усилитель, а хороший автогенератор.

---------- Добавлено в 02:14 ---------- Предыдущее сообщение в 02:12 ----------

При маленьких токах коллектора, они имеют большую нелинейность коэффициента передачи тока.

А вот здесь всё с точностью до наоборот.

---------- Добавлено в 02:16 ---------- Предыдущее сообщение в 02:14 ----------

легко пробиваются, обратным напряжением - БЭ.

Попробуйте пробить эмиттерный переход транзистора BFR92 током 1-5 мА)).

---------- Добавлено в 02:22 ---------- Предыдущее сообщение в 02:16 ----------

BFR92, в входном каскаде, крайне желательно заменить, на, гораздо более стабильный, - BFG67.

И как Вы определили, что BFG67 более стабильный?

---------- Добавлено в 02:23 ---------- Предыдущее сообщение в 02:22 ----------

сильно шумят на звуковых частотах

И какова природа этого шума?

[Серый Мыш]

посему дискуссию с вами прекращаю

Offтопик:
Слабак! А если пришельцы с Альдебарана о своих схемах начнут - сразу сливай воду.
Ну хоть чтото положительное от "специалиста смежной профессии" для усилкостроения в веточке есть? Ну если резюме подвести?
Mepavel - не обижайся , все так начинали, через год-два прочти сам свою ветку , будет чему ухмыльнуться.

[Филя]

Имею опыт разработки устройств, на таких транзисторах. Перепробовал, на практике, немало схем, подключения и разводки, вот и делюсь, с вами, выводами, основанными на результатах экспериментов.

Конечно капризны, если на них делать сплошные трёхточки!.. И как люди с ними работают?.. Вы думаете на входах крутых звуковых ОУ стоят низкочастотные транзисторы? Это получается они тоже могу спалить источник сигнала?

А вы попытайтесь развести плату. Увидите, кучу трёхточек и микрополосковых излучателей, через которые будет пролезать сигнал обратной связи! Для этих транзюков, достаточно, пары пикофарад, ёмкости дорожек, между коллектором и эмиттером, чтобы они засвистели, или, 20 наногенри, индуктивности дорожки.
В операционниках, нет таких больших внутренних ёмкостей/индуктивностей, способных вызвать такой возбуд.

Ох я смотрю у Вас печальный опыт в СВЧ. Всё горит, дымится, гудит... …

Да - опыт есть.

Попробуйте пробить эмиттерный переход транзистора BFR92 током 1-5 мА)).

Вы не поняли смысл моего поста? Повторюсь – «легко пробиваются, обратным напряжением – БЭ», а не «прямым током». Ключевое словосочетание – «обратным напряжением»!
СВЧ транзисторы, при рассогласовании нагрузки ВЧ усилителей, пробиваются, в большинстве случаев, не прямыми токами, а обратным напряжением.

Пробивал, переход ЭБ, в эмиттерном повторителе, напряжением ЭБ, порядка, МИНУС 5-6 вольт, амплитудного значения, при питании транзистора - плюс 5-6 вольт, и резисторами, в цепи эмиттера – 7,5 КОм, в цепи базы -27 КОм. Токам, большим, чем 0,7 миллиампера, там, неоткуда взяться. Транзюки вылетали, мгновенно, и без шума! Иногда, деградировали переходы, менялись параметры транзистора, и его стабильность.
Попробуйте, сами, подать обратное напряжение - БЭ.

Причём здесь номиналы резисторов и частота в сотни мегагерц? Как Вы это рассчитали?

Не рассчитал, а навскидку, прикинул условия работы транзисторов, по схеме, сопротивлениям резисторов, и возможным вариантам разводки.

И как Вы определили, что BFG67 более стабильный?

На нём можно сделать, не свистящий двухкаскадный усилитель, с дросселями, на входе, и в нагрузке, который не заводится, при подключении любых нагрузок, и источников сигнала. На BFR92, так не получится.

Если поставить в затвор 680 Ом, в схеме первого поста, то тогда и буфер не нужен. и будет частота полюса УН на сотне килогерц (кажется даже чуть меньше), соответственно на 1 МГц получим сдвиг в 90 градусов. И до этого предыдущий УН даёт 90. 90+90=180. Получаем не усилитель, а хороший автогенератор.

А сколько раз, перевернут фазу, дорожки и ёмкости, монтажа и деталек, в полосе 5ГГц? Боюсь, у вас пальцев рук и ног, не хватит, чтобы сосчитать, все перевороты фазы, в этом «усилке».

У Вас транзистор включен по схеме с общим стоком (как повторитель)? Посмотрите сколько Ом стоит в затворах полевиков в постах…
При влючении DMOS с общим истоком минимизируется положительная обратная связь (которая работает по полной в повторителе), поэтому резистора 1-5 Ом (в зависимости от монтажа) для этих транзисторов, предостаточно.

Нет. Я не делал повторители, я повторял «Дзэны», Пасса.
Я так, понял, что вы мне предоставили теоретические выкладки, а не действующий усилитель.

Offтопик:

И какова природа этого шума?

[Mepavel]

Offтопик:

Ну хоть чтото положительное от "специалиста смежной профессии" для усилкостроения в веточке есть? Ну если резюме подвести?

Ох... совсем я бесполезен

Mepavel - не обижайся , все так начинали, через год-два прочти сам свою ветку , будет чему ухмыльнуться.

Да я уже сейчас при перечитывании ветку ржу не могу и с себя, и с других участников!

---------- Добавлено в 14:15 ---------- Предыдущее сообщение в 14:13 ----------

Offтопик:

Имею опыт разработки устройств, на таких транзисторах. Перепробовал, на практике, немало схем, подключения и разводки, вот и делюсь, с вами, выводами, основанными на результатах экспериментов.

Вы профессионально занимаетесь СВЧ? Просто интересно зачем Вам нужно было использовать эти транзисторы?

---------- Добавлено в 14:29 ---------- Предыдущее сообщение в 14:15 ----------

А вы попытайтесь развести плату. Увидите, кучу трёхточек и микрополосковых излучателей, через которые будет пролезать сигнал обратной связи!

Так если разводить плату и на обычных транзисторах, там тоже много чего можно увидеть. Так что это относится не только к СВЧ транзисторам.

Для этих транзюков, достаточно, пары пикофарад, ёмкости дорожек, между коллектором и эмиттером, чтобы они засвистели, или, 20 наногенри, индуктивности дорожки.

Так кто ж там будет такую индуктивность дорожки вводить? А ёмкость 2 пФ это надо специально уже туда припаивать! Между выводами ёмкость куда меньше, и кстати она частично учитывается моделью. Вы хоть понимаете для чего используются микрополоски, кроме как в излучателях? Владеете каким-нибудь симулятором? Модели BFR92 очень точные (проверено на практике). Попробуйте в симуляторе реализовать на них автогенератор. Или просто можно добавить коаксиальные кабели в схему (это будет учёт микрополосковых линий) Потом в MC снять АФЧХ до 10 ГГц и посмотреть, есть ли какие провалы или пики на ней.

---------- Добавлено в 14:39 ---------- Предыдущее сообщение в 14:29 ----------

Вы не поняли смысл моего поста? Повторюсь – «легко пробиваются, обратным напряжением – БЭ», а не «прямым током». Ключевое словосочетание – «обратным напряжением»!
СВЧ транзисторы, при рассогласовании нагрузки ВЧ усилителей, пробиваются, в большинстве случаев, не прямыми токами, а обратным напряжением.

Улыбнули! Я прекрасно понял смысл Вашего поста. Вы попробуйте пробить обратным током в 1-5 мА эмиттерные переходы этих транзисторов. А если подать на них минус 5-6 вольт без ограничения тока, то они точно погорят (у них по даташиту 2 В пробивное, реально 2,5-3). У тех же BC54x- BC55x (BC84x- BC85x и им подобным) пробивное напряжение эмиттерного перехода чуточку по больше. Оно и не мудрено, ширина области объёмного заряда очень маленькая в эмиттерном переходе из-за большой концентрации примеси.

Пробивал, переход ЭБ, в эмиттерном повторителе, напряжением ЭБ, порядка, МИНУС 5-6 вольт, амплитудного значения, при питании транзистора - плюс 5-6 вольт, и резисторами, в цепи эмиттера – 7,5 КОм, в цепи базы -27 КОм. Токам, большим, чем 0,7 миллиампера, там, неоткуда взяться. Транзюки вылетали, мгновенно, и без шума! Иногда, деградировали переходы, менялись параметры транзистора, и его стабильность.
Попробуйте, сами, подать обратное напряжение - БЭ.

Мдя… током 0,7 мА вы можете только рассмешить этот транзистор))). Если что у большинства тестеров в режиме прозвонки диода – измерительный ток 1-2.7 мА. Этот что же, можно им спалить транзистор?
У меня они держали токи под 40 мА без заметной деградации (хотя в даташите указан максимальный 25 мА).

---------- Добавлено в 14:42 ---------- Предыдущее сообщение в 14:39 ----------

Мы применяем эти транзисторы уже много лет. Много устройств вспомогательных и измерительных на них сделано, выпускается большое количество ВЧ и СВЧ модулей. И заказчики довольны.

---------- Добавлено в 14:45 ---------- Предыдущее сообщение в 14:42 ----------

Не рассчитал, а навскидку, прикинул условия работы транзисторов, по схеме, сопротивлениям резисторов, и возможным вариантам разводки. На нём можно сделать, не свистящий двухкаскадный усилитель, с дросселями, на входе, и в нагрузке, который не заводится, при подключении любых нагрузок, и источников сигнала. На BFR92, так не получится.

Да как Вы это определили? Чем BFR92 (назовите параметры) хуже?

---------- Добавлено в 14:48 ---------- Предыдущее сообщение в 14:45 ----------

А сколько раз, перевернут фазу, дорожки и ёмкости, монтажа и деталек, в полосе 5ГГц? Боюсь, у вас пальцев рук и ног, не хватит, чтобы сосчитать, все перевороты фазы, в этом «усилке».

Для этого есть специальные программы) Ещё раз говорю если уже надо в микрокапе считать, то микрополоски надо заменить на коаксиальные кабели. И тогда микрокап сам всё посчитает. ;) И если даже получится автогенератор (хоть на 5 ГГц) мы это без труда увидим. А лучше моделировать в EM симуляторах.

---------- Добавлено в 14:52 ---------- Предыдущее сообщение в 14:48 ----------

Нет. Я не делал повторители, я повторял «Дзэны», Пасса.

Да… включите эти транзисторы с ОИ. Заведите исток надёжно на землю по ВЧ и будет Вам счастье!.. Посмотрите в даташите с какими резисторам в затворе эти транзисторы испытывались на импульсе.

Я так, понял, что вы мне предоставили теоретические выкладки, а не действующий усилитель.

Скоро будет модель действующего усилителя, которая может реализоваться на практике. Сейчас работаю над мягким ограничением.

[Филя]

Практика покажет...

[Prochan]

Практика покажет...

+1 надо собирать и слушать

[Mepavel]

Ну наконец-то! Как и обещал, разработал схему усилителя, которую можно смело воплощать в жизнь!
После долгих метаний с выходным каскадом всё-таки лучшей оказалась схема с ОИ.
Показанная в посте #338 теоретическая модель быстродействующих усилителей, в которых ВК на полевых транзисторах по схеме с ОИ, оказалась реализуемой!!! И резистивная ООС здорово работает!
В новом варианте усилителя удалось добиться устойчивости с приличным запасом по фазе в 46 - 68 градусов по уровню Ku=30 дБ практически по всём диапазоне выходного напряжения! При этом частота единичного усиления достигала 20 - 40 МГц!!! Это потрясающий результат для усилителей с таким ВК!
В доказательство привожу АФЧХ усилителя для 3-х критических точек!

Интересно сравнить эти картинки с АФЧХ LM3886. Так у лм-ки 60-ти градусный запас только при Ku=40дБ, ft=4 МГц, а коэффициент усиления уже на 10 кГц в районе 58 дБ. (в моей схеме - примерно 85 дБ).

Схема усилителя существенно претерпела изменения Scheme_V7_Audio_Amp_RF_T_.pdf :

Как видно из схемы, добавлен дополнительный усилительный каскад по схеме с ОЭ на X21 и X22, а ВК охвачен преимущественно резистивной ООС по напряжению (R32+R35), которая обеспечивает подъём ФЧХ во всей полосе частот. Цепочка С2+R37 обеспечивает чуть более резкий завал усиления на верхних частотах.
Большая работа проделана по улучшению термостабилизации усилителя, благодаря чему ток покоя слабо зависит от температуры и напряжения питания. Источники напряжения на схеме V7 и V8 - микросхемы TL431, зашунтированные конденсатором.
Во время работы старых версий усилителя было обнаружено появление сквозных токов при перегрузке. Это объяснялось "защёлкиванием" биполярных транзисторов (X23, X20). И поэтому даже на низких частотах форма выходного сигнала при перегрузке (особенно заметно при работе усилителя без ООС) была очень сильно искажена. А через транзисторы шли сквозные токи под сотню ампер. Из-за этого микрокап даже выдавал ошибки сходимости. Теперь благодаря диодам Шоттки, шунтирующим коллекторные переходы транзисторов X20 и X23, форма импульса при перегрузке близка к прямоугольной даже на сотне килогерц и сквозных токов больше не возникает. Также добавлены токовые ограничители на транзисторах X13, X14, X17 и X18. Это предотвращает выгорание соответствующих транзисторов X15, X16, X21 и X22 во время перегрузки.

[Mepavel]

Получивший усилитель имеет высокий КПД. Теперь планка по мощности выросла до 110 Ватт при напряжении питания +/-33 В. Полученные параметры линейности и соответствующие картинки приведены в первом посте (текущий проект).

[Серый Мыш]

Ну а теперь подумай насчёт плавающего источника питания, чтобы ОИ сидели на земле, а не на питаниях - проще надо быть

---------- Добавлено в 09:02 ---------- Предыдущее сообщение в 08:55 ----------

Получивший усилитель имеет высокий КПД.

А это както нескромно - если усь стабильно достигает Rail-to-Rail, то так и скажи. Реальный КПД зависит от среднестатистического уровня сигнала ну и тока покоя тоже. А слушать музыку на уровнях клиппирования - не наш метод. По-мне бы лучше сделать мягкий ограничитель на последних 3-ёх вольтах питания.

[Филя]

Как бы это ни странно звучало, но после Дзена, на двух полевичках, THS6012 (TPA6120), с его:
– 140 MHz Bandwidth (-3dB) With 25-W Load
– 315 MHz Bandwidth (-3dB) With 100-W Load
– 1300 V/ms Slew Rate, G = 5,
воспринимается, как, убожество.

[Серый Мыш]

но после Дзена, на двух полевичках,

Это где? Пальцем покажи .
Малое резюме - предложен усилитель отличительными особенностями которого являются:
1. ВК на вертикальных мосфетах с ОИ, управляемые скоростной силовой схемой на биполярах, что позволило добиться граничной частоты ВК под 40 МГц.
2. Предполагается, что тем же самым элиминируются эффекты деградации частотных и усилительных свойств мосфетов вблизи напряжений насыщения.
3. Модели мосфетов адекватны? P- и N- приборы не комплементарны и на практике даже глубокая ООС не выправляет это кривизну - автору надо бы убедиться, что модели адекватны цели и режимам использования.
4. Высокая граничная частота ВК позволила задрать исходное усиление без потери устойчивости до охвата ООС, причем ВК охвачен местной ООС на каскад с ОЭ.
словесное описание каскадов, полюсов , итд. пока отсутствует.
5. Не хватает "противника"-прототипа , которого успешно победили. Для сравнения.
6. Это пока только симуляция - продолжение следует.

Вопросы - почему бы не оставить скоростной интегральный ОУ на входе ? чем не устроил.
- плавающее питание , и все питание усилителя будет +-12В, кроме Мосфетов ВК.

[SashaNetrusov]

...Последний усилитель Литаврина гляньте....
https://forum.vegalab.ru/showthread....BD%D0%B0/page2

[Nikolay_Po]

Нельзя ли предусмотреть вариант прямого усиления DSD-потока, без ФНЧ на входе и с ФНЧ на выходе? Чтобы на транзисторах ВК можно было получить красивые прямоугольные импульсы частотой следования до 2.8224МГц и амплитудой до номинала питания? Тогда на вход можно будет подать сразу DSD-поток, а на выход УМ просто поставить небольшой дроссель - получится мощный ЦАП.
Это одно из применений, где можно было бы попробовать быстродействующий усилитель...

[Mepavel]

Ну а теперь подумай насчёт плавающего источника питания, чтобы ОИ сидели на земле, а не на питаниях - проще надо быть

Как этот плавающий источник будет относится к "частотам плавания", и какой будет от этого выигрыш в параметрах усилителя?

---------- Добавлено в 17:55 ---------- Предыдущее сообщение в 17:50 ----------

А это както нескромно - если усь стабильно достигает Rail-to-Rail, то так и скажи. Реальный КПД зависит от среднестатистического уровня сигнала ну и тока покоя тоже. А слушать музыку на уровнях клиппирования - не наш метод. По-мне бы лучше сделать мягкий ограничитель на последних 3-ёх вольтах питания.

У этого усилителя вроде не очень позорная перегрузка. Хотя дополнительное мягкое ограничение последних 3 вольт до питания - дельное предложение (тут уж на любителя).

---------- Добавлено в 17:57 ---------- Предыдущее сообщение в 17:55 ----------

Как бы это ни странно звучало, но после Дзена, на двух полевичках, THS6012 (TPA6120), с его:
– 140 MHz Bandwidth (-3dB) With 25-W Load
– 315 MHz Bandwidth (-3dB) With 100-W Load
– 1300 V/ms Slew Rate, G = 5,
воспринимается, как, убожество.

Я так и не пойму о каком усилителе идёт речь! И причём здесь параметры THS6012 (TPA6120). Есть ОУ, у которых GB= 4 ГГц, и что теперь?

---------- Добавлено в 18:00 ---------- Предыдущее сообщение в 17:57 ----------

1. ВК на вертикальных мосфетах с ОИ, управляемые скоростной силовой схемой на биполярах, что позволило добиться граничной частоты ВК под 40 МГц.
2. Предполагается, что тем же самым элиминируются эффекты деградации частотных и усилительных свойств мосфетов вблизи напряжений насыщения.
...
4. Высокая граничная частота ВК позволила задрать исходное усиление без потери устойчивости до охвата ООС, причем ВК охвачен местной ООС на каскад с ОЭ.

Спасибо, за красивую рецензию! Всё именно так!

3. Модели мосфетов адекватны? P- и N- приборы не комплементарны и на практике даже глубокая ООС не выправляет это кривизну - автору надо бы убедиться, что модели адекватны цели и режимам использования.

Достаточно адекватны, их импульсные, частотные свойства соответствуют даташиту (в т.ч. ёмкости). ВАХ тоже близки, только не имитируется насыщение тока стока (обычно для этого в модель добавляют паразитный JFET). Но в моём усилителе максимальные токи в 5 раз меньше токов насыщения этих транзисторов.
А что касается кривизны и несимметричности выходного каскада, тот тут это как само собой разумеется. У p-канальных полевиков и крутизна меньше, и ёмкости в 2-3 раза больше, чем у N-канальных (уж что-то, а это модель чётко отображает). Линейность достигается за счёт местной ООС в каскаде ВК и большой глубины общей ООС на ВЧ.

словесное описание каскадов, полюсов , итд. пока отсутствует.

Добавим. Там АФЧХ получились очень красивыми .

5. Не хватает "противника"-прототипа , которого успешно победили. Для сравнения.

Противники – LM3886 и LME49810-830. Привожу их АФЧХ

Как видно из сравнения с моими АФЧХ #356, усиления этих микросхем на 20-25 дБ ниже особенно на частотах выше 1 кГц. Причём АФЧХ LME49810 снимались без ВК, с ним они намного хуже будут.