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.

[Валет]

Где взять такие транзисторы? И как минимизировать паразитную емкость конструктива менее этой величины?

Когда я проектировал свой усилитель я не задавался никакими соотношениями, просто старался получить максимум от тех транзисторов, которые у меня были. Вы правы, возможностей обеспечить истинно токовый режим нет. Но надо стараться обеспечить токовый режим до максимально возможной частоты, а не понижать эту частоту, как обычно делают. Уже это дает ощутимый эффект. Например, в моем усилителе на древних транзисторах получены искажения меньше, чем в ZD-50.
Состав моего усилителя, пост 1107 . На современной элементной базе должно быть лучше.

[viktor8m]

Такой способ уменьшения коммутационных искажений редко используется в дискретных УМЗЧ

При токовом способе управления ОК увеличивается его выходное сопротивление, что для ВК проявляется в уменьшении подавления помех, приходящих с колоночного кабеля и колонок, а это важно в осных усилителях, да и возможно ухудшение баса с большинством колонок, и общая ООС, как показывают многие тесты и впечатления, не помогает, а усилители производят универсальными (т.е. чтобы хорошо работал на любую колонку).

Разница лишь в том, что должны быть приняты меры по уменьшению нагрузки УН в виде паразитных емкостей транзисторов УН и ВК и недопустимо подключение резистора параллельно выходу УН, что необходимо для повышения выходного сопротивления УН как источника сигнала. Входное сопротивление ВК, наоборот, должно быть понижено применением двух-, а не трехтранзисторного дарлингтона или шиклаи.

Это я ещё к тому, что теза, что тройка на выходе хуже чем двойка для токового управления, для меня пока бездоказательна.

Провёл симуляцию ВК в виде тройки (ток покоя 300 мА, напр. питания +-40 В, эмиттерные резисторы 0.33 Ом, нагрузка 6 Ом), в источнике напряжения менял выходное сопротивление (1к, 100к и 10М), входное напряжение менял каждый раз на такое, чтобы на выходе было 20 В эфф. При выходном сопрот. источника 10М вторая гармоника получилась 0.106% и третья 1.44%, при 100к соответственно 0.073% и 0.335%, а при 1к соответственно 0.05% и 0.2%. Теперь из тройки сделал двойку (зашунтировал переходы БЭ первого каскада конденсаторами 1 Ф), при выходном сопрот. источника 10М вторая гармоника получилась 0.285% и третья 1.46%, при 100к соответственно 0.11% и 1.15%, а при 1к соответственно 0.028% и 0.28%. Не обнаружил преимущества токового режима управления (и двойка не помогла, причём искажения двойки малы только при выход. сопрот. источника менее 10к).

Но надо стараться обеспечить токовый режим до максимально возможной частоты, а не понижать эту частоту, как обычно делают. Уже это дает ощутимый эффект. Например, в моем усилителе на древних транзисторах получены искажения меньше, чем в ZD-50.

Вы лукавите, у Вас на выходе Шиклаи, в итоге в Вашем усилителе две внутренние петли ООС помимо общей, поэтому дело не в токовом управлении.

[Валет]

Вы лукавите, у Вас на выходе Шиклаи, в итоге в Вашем усилителе две внутренние петли ООС помимо общей, поэтому дело не в токовом управлении.

Повторители на дарлингтоне и шиклаи имеют одинаковые коэффициенты передачи, равные единице. Если входящие в них транзисторы имеют одинаковые параметры, то и усиление по току у них одинаково. Т.е усиление сравниваемых схем одинаково как при разомкнутой, так и при замкнутой ОС. Поэтому глубина ОС в обоих случаях одинакова. Насчет лукавства Вы погорячились.
Остальное без комментариев.

[viktor8m]

Повторители на дарлингтоне и шиклаи имеют одинаковые коэффициенты передачи, равные единице.

Сейчас проверил искажения ВК на Шиклаях (как в Вашей схеме, только транзисторы те же, что в посте 842, нагрузка 6 Ом, питание +-40 В, выход. напряжение всё время 20 В эфф), при выходном сопрот. источника 10М вторая гармоника получилась 3.7% и третья 12%, при 100к соответственно 2.2% и 5.7%, а при 1к соответственно 0.85% и 0.35%. Результат намного хуже, даже чем у классической двойки, я уже не говорю о тройке. Малые искажения Шиклаи получаются при выходном сопрот. источника менее 1к (об этом, кстати, писАл и Рубальский в одной из своих статей), так что и тут токовый режим управления хуже.

[Валет]

viktor8m, Ваши проверки не соответствуют правде жизни
Смотрите параметры моего усилителя , пост 171, усилителя ZD-50, усилителя на LM3886 . У них токовое (в расширенном диапазоне частот) управление ВК.
Больше не комментирую.

[audiomun]

Провёл симуляцию ВК в виде тройки (ток покоя 300 мА, напр. питания +-40 В, эмиттерные резисторы 0.33 Ом, нагрузка 6 Ом), в источнике напряжения менял выходное сопротивление (1к, 100к и 10М), входное напряжение менял каждый раз на такое, чтобы на выходе было 20 В эфф. При выходном сопрот. источника 10М вторая гармоника получилась 0.106% и третья 1.44%, при 100к соответственно 0.073% и 0.335%, а при 1к соответственно 0.05% и 0.2%.

Все это так, в симуляции, только в реальных схемах при прочих равных условиях с уменьшением нагрузочного выходного сопротивления УН пропорционально уменьшается исходное усиление и глубина ООС, и первоначальный кажущийся выигрыш по Кг в 7 раз по третьей гармонике (для приведенных случаев 10М и 1к) всего лишь самообман, так как при этом уменьшение глубины ООС будет на 80дБ, и результирующий Кг на самом деле возрастет многократно. Вдобавок, на такое низкое сопротивлении нагрузки УН и его собственный Кгисх увеличится - здесь мы опять получаем противоречие между улучшением входной линейности ВК и одновременным ухудшением выходной линейности УН. Результат получаем отрицательный, придется усложнять схему, что тоже не есть гуд. Вячеслав

[viktor8m]

viktor8m, Ваши проверки не соответствуют правде жизни
Смотрите параметры моего усилителя , пост 171

Не вижу ни какого противоречия, я проверял голый ВК, а у Вас полная схема с двумя петлями ООС (композит), что нивелирует собственные искажения ВК. Кроме того, Вы говорите о снижении кроссоверных искажений (изменение вых. сопротивления ВК в классе АВ при переходе из режима А в АВ с увеличением сигнала) с помощью токового режима управления, а с этим я не спорю, я показал лишь обычные искажения для информации.

[antiluser]

Вдобавок, на такое низкое сопротивлении нагрузки УН и его собственный Кгисх увеличится - здесь мы опять получаем противоречие между улучшением входной линейности ВК и одновременным ухудшением выходной линейности УН.

Наоборот - Кг каскада с ОБ уменьшается при снижении сопротивления нагрузки. С ОЭ, видимо, так же.

[fakel]

Наоборот - Кг каскада с ОБ уменьшается при снижении сопротивления нагрузки. С ОЭ, видимо, так же.

+100! Эрли давится, да и Скб не так чудит.
Хотя основная причина - снижение амплитуды на коллекторе. Можно при той же нагрузке просто уменьшить входной ток

---------- Добавлено в 14:17 ---------- Предыдущее сообщение в 14:15 ----------

Кроме того, Вы говорите о снижении кроссоверных искажений (изменение вых. сопротивления ВК в классе АВ при переходе из режима А в АВ с увеличением сигнала)

Увеличивается глубина ОООС

[viktor8m]

Все это так, в симуляции, только в реальных схемах при прочих равных условиях с уменьшением нагрузочного выходного сопротивления УН пропорционально уменьшается исходное усиление и глубина ООС, и первоначальный кажущийся выигрыш по Кг в 7 раз по третьей гармонике (для приведенных случаев 10М и 1к) всего лишь самообман, так как при этом уменьшение глубины ООС будет на 80дБ, и результирующий Кг на самом деле возрастет многократно.

В том то и дело, получается, что для стандартной тройки (без плавающих коллекторов) и качественного (достаточно линейного) УН вых. сопр. УН величиной 100к оптимальней 1М. Действительно, усиление УН уменьшится в 10 раз, глубина общей ООС также в 10 раз, но и исходные искажения ВК также будут меньше, в итоге результирующие искажения всего усилителя будут практически такими же, как и при вых. сопр. УН 1М, но при этом, благодаря меньшей глубине ООС, первый полюс можно увеличить в 10 раз (по сравнению с 1М), а значит и быстродействие усилителя (и уменьшатся искажения на частотах выше 3-5 кГц, если первый полюс будет выше 1кГц). А вот ставить меньше 50-100к для тройки (5-10к для двойки) уже смысла нет, искажения ВК уменьшаются уже мало, а глубина общей ООС падает пропорционально нагрузке УН, поэтому общие искажения действительно увеличатся. Но а если УН кривой (имеет искажения соизмеримые с ВК), то при уменьшении резистора на выходе УН общие искажения будут падать уже ниже 1М, и там оптимизацию уменьшением резистора на выходе УН не провести.

[Slava!!!]

А вот моя небольшая фантазия в развитие идеи Бломлея.

Здесь VT1 и VT2 работают в экономичном режиме А. Ток покоя задается ГСТ на VT5.

Имеет место глубочайшая местная ООС благодаря ОУ, которая не обрывается, поскольку выходные транзисторы работают в режиме А и никогда не запираются. Сигнальный выходной ток приплюсовывается к току покоя активного плеча, ток пассивного плеча при этом остается равным току покоя.

Каскад на VT3 и VT4 работает в режиме В. В случае подачи сигнала от источника тока переключение плеч происходит без "ступеньки".

Термостабильность режима схемы определяется температурным дрейфом ОУ и достаточно высока.

[fakel]

А вот моя небольшая фантазия в развитие идеи Бломлея.

Зачет!


---------- Добавлено в 15:52 ---------- Предыдущее сообщение в 15:50 ----------

Имхо, можно ОБ и приоткрыть

[EUGENE]

Привет

А вот моя небольшая фантазия в развитие идеи Бломлея....

НРАВИТСЯ!!!
(Для эксперимента можно в качестве ОР взять ТДА2050.)
С уважением
ES

[Andrey Orloff]

Для эксперимента можно в качестве ОР взять ТДА2050

Интересная архитектура, но там ОУ включен в режиме повторителя, так что из мощных ОУ туда вряд ли что подойдет..

[EUGENE]

Интересная архитектура, но там ОУ включен в режиме повторителя, так что из мощных ОУ туда вряд ли что подойдет..

Да уж. Это точно.

[fakel]

По схеме вижу 2 недостатка -
1. ОУ отслеживают не токи коллектора а токи эмиттера - вкралась ошибка Iб, непостоянная и нелинейная
2. Сопротивление источника тока ограничено резиком R6. Предлагаю ИТ составить из 2х компл. тр-ров по типу разогнутого диффа с резиком между эмиттерами, меж баз - стаб и питать его от шин питания через резики к аноду и катоду

[viktor8m]

ОУ отслеживают не токи коллектора а токи эмиттера - вкралась ошибка Iб, непостоянная и нелинейная

Верно, такие схемы более подходят для полевиков (напр., мощных мосфетов) на выходе.

Интересная архитектура, но там ОУ включен в режиме повторителя, так что из мощных ОУ туда вряд ли что подойдет..

А там сильно мощный и не нужен, не требуется и с большим макс. напряжением питания (питание каждого ОУ можно привязать к своей силовой шине питания, добавив маломощный трансформатор), тот же AD811 и другие с сильноточным выходом подходят, особенно, если заменить бипол. транзисторы на мосфеты (или перед каждым бипол. транзистором добавить маломощный мосфет).

[fakel]

А там сильно мощный и не нужен, не требуется и с большим макс. напряжением питания (питание каждого ОУ можно привязать к своей силовой шине питания, добавив маломощный трансформатор), тот же AD811 и другие с сильноточным выходом подходят, особенно, если заменить бипол. транзисторы на мосфеты (или перед каждым бипол. транзистором добавить маломощный мосфет).

А еще в ОБ в разрыв эмиттеров воткнуть ОУ питанием на эмиттеры и базы ОБ запитать от +/-15В, а выход опера заземлить через резик+катушка последовательно(коррекция) и на опер как обычно подавать входной сигнал

[Slava!!!]

Интересная архитектура, но там ОУ включен в режиме повторителя, так что из мощных ОУ туда вряд ли что подойдет..

Большинство известных мне мощных ОУ (именно ОУ, а не микрушных УЗЧ) устойчивы при единичном усилении. Да и усиление не обязательно должно быть единичным (но будет хуже термостабильность).

---------- Добавлено в 18:17 ---------- Предыдущее сообщение в 18:16 ----------

2. Сопротивление источника тока ограничено резиком R6. Предлагаю ИТ составить из 2х компл. тр-ров по типу разогнутого диффа с резиком между эмиттерами, меж баз - стаб и питать его от шин питания через резики к аноду и катоду

Согласен

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

А там сильно мощный и не нужен, не требуется и с большим макс. напряжением питания (питание каждого ОУ можно привязать к своей силовой шине питания, добавив маломощный трансформатор).

Так и задумывалось

[Валет]

Не вижу ни какого противоречия, я проверял голый ВК

Для голого ВК:

Когда выходное сопротивление УН велико по сравнению с ВК, в связке УН-ВК имеются «гладкие» искажения, определяемые зависимостью β транзисторов ОК от тока. Если наоборот – меньшие в процентном выражении коммутационные искажения, зависящие от сопротивления Rэ, а β транзисторов ОК влиять практически перестают. Это не зависит от типа ОК (дарлингтон, шиклаи или ПП).
Применимо к ОК в классе АВ.

Но в УМЗЧ с ОООС гладкие искажения эффективно уменьшаются, поскольку имеют невысокие частоты. Коммутационные искажения, хотя имеют более низкий уровень, слабо подавляются ОООС вследствие падения ее эффективности на ВЧ и задержки сигнала в УМЗЧ. Именно коммутационные искажения определяют Кг усилителя с глубокой ООС.