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.

[fakel]

Если

(питание каждого ОУ можно привязать к своей силовой шине питания, добавив маломощный трансформатор)

то

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

поэтому лучше

привязать к эмиттеру своего тр-ра. Тогда ток базы не будет проходить через резик

[humbl]

Хотите чего-то новенького? - заставьте каждое плечо ВК (по току) работать по параболе (квадратичному закону), после этого останется только их (плечи) правильно сшить по току покоя, и верхних гармоник (как в экспоненте) уже не останется. Голимая математика...

Существуют ли подходящие для этого JFETы ?

[sherif]

Работать без отсечки заставить запросто. В Натали реализовано через оптрон. Есть и другие методы.
С ООС это все просто. Тяжелее без ООС, так как без отсечки сильнее меняется коэффициент передачи выходного повторителя и вследствие этого увеличиваются искажения.

[waso]

Есть и другие методы.

Микруха VC5022, например.

[viktor8m]

Работать без отсечки заставить запросто.

Я давно слежу за реализациями "экономичный А", у меня есть почти все патенты, да и промышленные схемы, реализующие это, но отзывы прослушивания останавливают (очень мало положительных, в большинстве от незначительного улучшения до довольно многих негативных отзывов на некоторой музыке), усилитель не получается универсальным, на одной музыке неплохо, а на другой мешает. Все известные мне методы "экономичного А" искривляют довольно резко амплитудную характеристику при малых мощностях (а тихих фрагментов в любой музыке много) и ООС помогает только при плавных изменениях, а также очень трудно обеспечить симметрию этого искривления в разных плечах, что добавляет свои искажения.

[sia_2]

Я давно слежу за реализациями "экономичный А", у меня есть почти все патенты, да и промышленные схемы, реализующие это, но отзывы прослушивания останавливают (очень мало положительных, в большинстве от незначительного улучшения до довольно многих негативных отзывов на некоторой музыке), усилитель не получается универсальным, на одной музыке неплохо, а на другой мешает. Все известные мне методы "экономичного А" искривляют довольно резко амплитудную характеристику при малых мощностях (а тихих фрагментов в любой музыке много) и ООС помогает только при плавных изменениях, а также очень трудно обеспечить симметрию этого искривления в разных плечах, что добавляет свои искажения.

Дело в том, что и "non-switching" и "автосмещение" - технически реализовать как раз можно.
Проблемы совсем в другом.
Первая - чисто "математическая".
Если мы не уходим в "полную отсечку", а задаем некоторый Iмин, то мы лишь _укорачиваем_ время перераспределения тока между плечами при заданном токе покоя. Независимо от "закона" и "механизма" задания этого тока.
Т.к. время перераспределения токов между плечами при работе в AB и синусоидальном сигнале приближенно определяется простым выражением (Rl*(Io-Iмин))/(Umax*Pi*f). Отсюда, собственно, и следует бессмысленность ненулевого Iмин - оно только увеличивает необходимую скорость изменения тока в плечах при заданном токе покоя.
Фундаментальная же причина в том, что для уменьшения артефактов, связанных с динамическим изменением смещения, до приемлемой величины, полоса по петле управления "режимом" (или прямой компенсации) при работе выходного каскада в AB должна быть в десятки раз шире, чем по общей ООС, т.к. имеет дело с сигналами "полуплеч", спектр которых многократно шире усиливаемых (и могущих возникнуть в петле ООС). При том, что она включает те же выходные элементы.
То есть, для предотвращения появления "динамических" искажений переключения схема управления "плавным" переключением должна (вместе с выходным каскадом) или иметь полосу многократно больше полосы единичного усиления ООС усилителя (с отношением порядка Pi*Iмах/Io), что в нормально спроектированном, не "зарезанном" усилителе невозможно, или же превращаться в простую цепь фиксированного смещения на ВЧ (то есть приходим к САР автосмещения, см. ниже).
В итоге и получается, что все эти фичи могут корректно работать (и иметь какой-то смысл) только в "насмерть" закорректированных усилителях. Это хорошо в серийном производстве и для "мощных" усилителей, особенно типа концертных, но не представляет большого интереса применительно к действительно высококачественному "домашнему" аудио разумной мощности.

Offтопик:
P.S. построить САР "автосмещения", работоспособную не только в паузах, а при _произвольном_ виде выходного сигнала в принципе невозможно, т.к. для ее работы необходимо достаточно частое наличие заметных интервалов времени, при котором выход находится в А (ток течет через оба плеча).
Но при усилении "прямоугольника" достаточной амплитуды эти интервалы принципиально отсутствуют. Все, что можно в этом случае сделать - "заморозить" напряжение смещения до снижения сигнала. Т.е. имеем фиксированное смещение, но с понижением надежности.

[SashaNetrusov]

...Токовое управление вых.каскада по схеме ОК должно уменьшить переключательные искажения на НЧ, но на ВЧ имеем сильную фазовую модуляцию сигнала из за нелинейностей емкостей коллекторов выходных транзисторов...

[fakel]

Юзай плавающие коллекторы, емкость скомпенсируется

[viktor8m]

...Токовое управление вых.каскада по схеме ОК должно уменьшить переключательные искажения на НЧ

Но увеличит обычные искажения (см. мой пост 842), кроме того, бета меняется с температурой, а т.к. у выходных транзисторов температура кристаллов сильно плавает при достаточной выходной мощности, то при токовом управлении будут создаваться дополнительные искажения.

[Валет]

Offтопик:
P.S. построить САР "автосмещения", работоспособную не только в паузах, а при _произвольном_ виде выходного сигнала в принципе невозможно

Невозможно для меандра, но в УМЗЧ (для звуковых частот) принципиально вполне возможно.Но высокой стабильности начального тока ВК и не требуется. Достаточно только чтобы динамическая нестабильность тока покоя не приводила к работе ВК с отсечкой тока.
В дарлингтоне для этого необходимо иметь эмиттерные резисторы достаточного сопротивления. В ВК по схеме Шиклаи это достигается даже без эмиттерных резисторов. В схеме Шиклаи температура оконечного транзистора на ток покоя практически не влияет. Первый же транзистор в шиклаи можно поставить в такой режим, при котором мощность (и температура кристалла) на нем мало изменяется от мощности в нагрузке. В этом случае большая постоянная времени тепловой ООС мало влияет на ток покоя ВК и вполне достаточно параметрической стабилизации.

...Токовое управление вых.каскада по схеме ОК должно уменьшить переключательные искажения на НЧ, но на ВЧ имеем сильную фазовую модуляцию сигнала из за нелинейностей емкостей коллекторов выходных транзисторов...

Емкость коллекторов выходных транзисторов является функцией усиливаемого напряжения, поэтому модуляция этой емкости приводит не к фазовой модуляции, а к нелинейным искажениям сигнала. Как и искажения от изменения (модуляции) β транзисторов эти искажения имеют низкий порядок и легко исправляются ОООС.

бета меняется с температурой, а т.к. у выходных транзисторов температура кристаллов сильно плавает при достаточной выходной мощности, то при токовом управлении будут создаваться дополнительные искажения.

Эти искажения имеют инфразвуковую частоту и легко исправляются ОООС. К тому же они и неслышимы.

[tomtit]

sia_2, Но может быть нужно идти совсем другим путем.
Просто отфильтровать сигнал ООС от ВЧ гармоник и примерно так же ограничить
спектр выходного сигнала при помощи пассивного ФНЧ на ~30КГц.
Все равно мы не слышим частоты > 20К, так какого лешего
тратить столько сил на борьбу с ними ?
Тогда можно использовать вообще режим Б без начального тока.
Усилки в режиме Д и дельта-сигма ЦАПы как раз являются предельным случаем подобного подхода и звучат порой очень даже неплохо.

[.Васильев]

три четыре пары выходников,три пары предвыход ,две в первом каскаде и ток покоя 90-100ма каждой пары выходников.Кап говорит так очень хорошо.

[viktor8m]

Просто отфильтровать сигнал ООС от ВЧ гармоник

Я понял правильно, ФНЧ в цепи ООС? Тогда, чтобы не было генерации, и частоту единичного усиления АЧХ усилителя без ООС надо ограничить частотой менее частоты этого ФНЧ, быстродействие будет настолько малое, что любое резкое изменение сигнала (даже пара В\мкс) или изменение сопротивления нагрузки вызовет большие искажения. Вот что реально можно сделать, так это поставить цепь ППК с частотой среза 30-50кГц и делением раз в 10.

три четыре пары выходников,три пары предвыход ,две в первом каскаде и ток покоя 90-100ма каждой пары выходников.Кап говорит так очень хорошо.

Кто бы сомневался, а если ВК как в СЛ (но на современных транзисторах), то и вообще будет идеально.

[variator]

ФНЧ в цепи ООС?

Offтопик:
Один из усилителей Литаврина так реализован. Было в Радио, к сожалению, не помню когда.

[теоретизирующий практик]

Хотите чего-то новенького? - заставьте каждое плечо ВК (по току) работать по параболе (квадратичному закону), после этого останется только их (плечи) правильно сшить по току покоя, и верхних гармоник (как в экспоненте) уже не останется. Голимая математика...

Легко пожелать, по параболе. Ток покоя, при правильной сшивке - половина от тока в линейном классе А. Была бы чистая парабола, получили бы класс А при уполовиненном токе. Экономия тепла немалая, но парабола нужна. Многие маломощные полевые транзисторы вроде имеют степенную проходную характеристику, а с мощными для меня вопрос.

Анатолий.

[viktor8m]

Offтопик:
Один из усилителей Литаврина так реализован. Было в Радио, к сожалению, не помню когда.

У меня есть все его статьи в журналах, такого там нет (и быть не может). У него быстродействующий канал на ОУ параллельно основному (вот в основном можно ограничить и быть может так и сделано), но если нет параллельного канала, то без потери в быстродействии ООС не ограничить с помощью ФНЧ, только с помощью ППК (там тоже потеря, но выше частоты среза).

[variator]

Offтопик:
Несложный схемотехнически, ОУ и выход на ИРФ, видел в Дайджесте Радиохобби. Могу ошибиться насчет первоисточника.

[SashaNetrusov]

Юзай плавающие коллекторы, емкость скомпенсируется

Прием годится только для предвыходных каскадов. А выходной? Каскод?

[viktor8m]

Offтопик:
Несложный схемотехнически, ОУ и выход на ИРФ, видел в Дайджесте Радиохобби. Могу ошибиться насчет первоисточника.

Если Вы про Литаврина, то, как я уже написАл, у него везде есть параллельный канал ООС и там нет ограничения по частоте, так что всё равно ВЧ помеха пройдёт.

[SashaNetrusov]

Но увеличит обычные искажения (см. мой пост 842), кроме того, бета меняется с температурой, а т.к. у выходных транзисторов температура кристаллов сильно плавает при достаточной выходной мощности, то при токовом управлении будут создаваться дополнительные искажения.

Обычные из за бетты уменьшаются увеличением тока покоя. При выходе одного плеча в отсечку его влияние на общий бетта уже очень мало, т.к. выходной ток в основном определяется другим плечём.
Тепловые искажения проявляются только на низких частотах и при низкоомном УН они тоже не слабые, а может быть даже больше. Давить ОООС...

---------- Добавлено в 22:57 ---------- Предыдущее сообщение в 22:50 ----------

Емкость коллекторов выходных транзисторов является функцией усиливаемого напряжения, поэтому модуляция этой емкости приводит не к фазовой модуляции, а к нелинейным искажениям сигнала. Как и искажения от изменения (модуляции) β транзисторов эти искажения имеют низкий порядок и легко исправляются ОООС.

Если мы имеем сумму НЧ высокой амплитуды и ВЧ малой амплитуды синусоид, то получаем в чистом виде фазовый модулято ВЧ сигнала низкочастотным. Спектр фазомодулированного сигнала известен и находится в близи ВЧ синусоиды, а значит исправляется ОООС сложнее. ФМ искажения велики, т.к. емкость коллектора вых.транзистора может изменяться в разы...