Проект Волжская Рысь, или Готовим LME49810, второй заход

[Romanoff]

Эта тема призвана заполнить информационный вакуум, образовавшийся в старой ветке, посвященной драйверу ЛМЕ49810. Как показала история с нашумевшей эпопеей "ЛМ3886, второй заход" - форумчанам интересны ветки, где идет реальная работа, а не симуляторные мерянья пиписьками или теоретизирование, поэтому и появилась эта ветка.

Итак, немного об истории проекта: после успешных экспериментов с ЛМ3886 мне захотелось двигаться дальше, и сделать усилитель, не уступающий A&R как по формальным показателям, так и по субъективному качеству звучания. В качестве консультанта согласился выступить Дима Андронников, за что ему огромнейшее человеческое спасибо! В результате недолгих обсуждений концепция выработалась следующая: использую ЛМЕ49810 в инвертирующем включении, с настолько низким Ку, какой получится без загрубления коррекции и снижения скорости. В качестве буфера перед ЛМЕ использую ОУ в неинвертирующем включении, выход ОУ умощняю транзисторным повторителем с динамической нагрузкой, как это сделано в ЦАП Lynx D29. В ВК используем старые добрые звуковые Санкены - они позволят использовать всего пару жирных 1216/2922 для работы на требуемой мощности в 60-70Вт на любую, даже самую мерзкую нагрузку с наикривейшим импедансом. Ну и как то само собой родилось название для проекта - "Волжская Рысь"
Не буду утомлять читателя лишними подробностями, скажу лишь, что была разработана и изготовлена печатная плата первой версии усилителя, несущая на борту выпрямители, защиту и вообще вся из себя навороченная, как мне тогда казалось. Да, я старался, вкладывал душу и мозг, насколько он того позволял на тот момент.

Получилось вот так:


Мерялось оно так:


Не впечатляет, правда?
Тут то и пришла пора работы над ошибками. Началось чтение теории, макетирование, проверка прописных истин на пальцах и всякое такое. В результате, основная причина провала была выяснена, и я принялся за разработку второй (текущей) версии платы. Компоновка поменялась до невозможности, подход к проектированию был пересмотрен в корне, в результате получилось вот так:



Понятно, что на фото не установлен еще ВК

Макет второй версии усилителя выглядит на сегодняшний момент так:


При работе от этого генератора УМ версии 2.0 показал такие результаты:


Совсем другое дело, не находите?

На сегодняшний день схемотехника выходного каскада и режимы немного изменились, текущая версия 2.3 показывает следующие результаты:


Про звук - предварительное прослушивание одного канала выявило весомое преимущество "Волжской Рыси" над моим экземпляром A&R.

Ремарка на полях: этот усилитель, в отличии от A&R, требует для своей сборки и настройки несколько бОльшую квалификацию сборщика. Это обусловлено, в частности, дискретным ВК на довольно шустрых транзисторах, который норовил засвистеть. Не имея хорошего генератора и осциллографа лучше за повторение не браться - будете разочарованы итоговым результатом

Дополнение от 31.10.2013
Проект полностью закончен, закрыт в корпус и прошел уже ряд прослушиваний в Саратове. Для набора статистики аппарат был передан в Москву, где сейчас ходит по рукам. Отзывы послушавших собираются в этой теме.
Текущая версия проекта v.3.4, метрологически является точной копией финальной версии, описанной в этой ветке. Технически отличия от макета в том, что в аппарат добавлен софтстарт, селектор входов на 4 источника, защита от постоянки на выходе. Выглядит законченное устройство так:

[belka]

Илья, я не хочу забегать вперёд относительно конкретного расчёта номиналов резисторов в базовой цепи термокомпенсирующего двухполюсника. Теоретически, да, ток через делитель 1/10 тока через транзистор, но на деле тебе надо перемерить изменение тока покоя от температуры. Я чувствую, что у тебя уже всё в порядке и ток покоя ВК уже имеет отрицательный температурный коэффициент.

Сначала проверь:

1. Ток покоя на полностью холодном усилителе, при включении питания.
2. Ток покоя на прогретом усилителе в состоянии покоя. Часа два пусть просто стоит включенным.
3. Ток покоя на хорошо прогретом усилителе после прослушивания музыки.

А то вся эта теория - это конечно всё славно, но надо оперировать с конкретными циферками, конкретными приборами в ВК и конкретным железом-коструктивом.

[audiomun]

вообще там должны быть 2705 кругом

Возвращаемся в русло обсуждения - у тебя во входном буфере питание +/-15вольт, то есть размах будет 30вольт - таким образом, 2SC1815 имеют двойной запас по напряжению, что вполне достаточно для надежности. Теперь смотрим 2SC2705/2SC3467 - это относительно высоковольтные транзисторы, такие правильно применять например, в выходных каскадах УН, для чего они, собственно, и были разработаны. Использование же их при низких напряжениях питания нежелательно из-за явления квазинасыщения, и в результате - ухудшения линейности их характеристик. Да и по максимальному току, что здесь имеет значение, поскольку Rн буфера достаточно низкое - транзисторы 2SC1815 - предпочтительнее, еще и дешевле в несколько раз.

[Romanoff]

audiomun, ну, размаху там больше +-3В на выходе взяться неоткуда, оно же с КУ=2 работает. В остальном - возможно, я пока не готов рассуждать об этом, слабоват в теории касаемо квазинасыщения. Схема буфера была срисована с выхода Линкс Д-29, не думаю, что там стоят уж совсем неподходящие транзисторы Я книжки почитаю пару дней, и постараюсь поддержать беседу, ладно?

Сначала проверь:

1. Ток покоя на полностью холодном усилителе, при включении питания.
2. Ток покоя на прогретом усилителе в состоянии покоя. Часа два пусть просто стоит включенным.
3. Ток покоя на хорошо прогретом усилителе после прослушивания музыки.

Вадим, понял, сегодня сделаю. Запаял наконец в плату гнезда от разломанного разъема ШР, благо под них с самого начала были места. Сейчас сделаю шнурочки к мультиметру, и буду во всеоружии. А то с имеющейся компоновкой кетайскими щупами можно намерять погоду на луне, проходили

[viktor8m]

Ещё вводят резистор в коллекторную цепь транзистора термодатчика, которого сейчас не хватает и действие его видно на частотах менее 300 герц - особенно в системах без общей петли ООС.

Вполне возможно, что этот резистор убрал бы и генерацию без замены транзистора на более низкочастотный, ведь генерация в данном узле возникает только при значительной индуктивности в базе или коллекторе (что обеспечивают длинные проводники), а последовательные с этими индуктивностями резисторы в базе и коллекторе настолько снижают добротность получающихся резонансных цепей, что генерация не возникает.

Зачем его подбирать? Изначально я накосячил, сунул быстрый транзистор туда, где ему не место, за что и получил по шапке.
Проблема решена, в чем проблема?

Это не косяк транзистора, а косяк схемы для таких транзисторов, два небольших резистора (в базе и коллекторе) полностью решили бы проблему, но, конечно, применение низкочастотного транзистора также легитимный вариант.

Водин ламерский вопросик. У П.Зуева в цепи регулировки тока покоя стоит по сути диод,КТ315 в диодном включении.А сама цепь термо на плате.Помехозащищенность такого решения выше, а недостатки не перебарывают плюсы?

Совершенно не ламерский вопрос, такое решение не только лучше, но и часто позволяет обеспечить более точную термокомпенсацию.

[Konkere]

Так, сами флуд потрёте?
Настроение у меня как у похмельного прапора, буду злобствовать.

[EugeneNK]

"
Сообщение от belka
Следует отметить ещё вопрос уменьшения паразитной ёмкости термодатчик - радиатор усилителя, который заземлён.
Кстати для этого удобней крепить термодатчик не на радиатор, а на один из выхлопников.

Вот двуногий датчик на мощном транзисторе.

[audiomun]

размаху там больше +-3В на выходе взяться неоткуда, оно же с КУ=2 работает

Ну, Ку буфера ни причем. Судя по напряжениям питания(+/-45вольт у мощного каскада), реально рассчитывается получить не менее 70 вт на 8 Ом, для чего при усилении по напряжению Ку=7,5 потребуется по +-4,5 вольта амплитуды сигнала с выхода буфера, то есть в 1,5раза больше. Нетрудно подсчитать, что изменение тока верхнего по схеме транзистора(повторителя) буфера будет при этом более 11мА.

[Romanoff]

audiomun, а можно ткнуть в книжку, где говорится о квазинасыщении? Я с разбегу не нашел, где про это почитать

[belka]

Вот двуногий датчик на мощном транзисторе.

Не всё, что сделано по-другому, правильно.

[Nikolav]

Offтопик:

Использование же их при низких напряжениях питания нежелательно из-за явления квазинасыщения,

Для этого надо чтоб напряжение КЭ упало ниже 3В, что в штатном режиме не возможно.

[Olegyurich]

а можно ткнуть в книжку, где говорится о квазинасыщении? Я с разбегу не нашел, где про это почитать

В начале темы про усилитель Л.Зуева, там подробно обсасывалось. Не дальше 5й страницы.

[audiomun]

и в результате - ухудшения линейности их характеристик

Nikolav Еще раз - речь ведь не о насыщении транзисторов в буквальном смысле, а лишь как причина ухудшения линейности, то есть при использовании в выходном повторителе буфера высоковольтных транзисторов, его выходные характеристики будут хуже, чем при использовании более "правильных" низковольтных, с лучшей стабильностью коэффициента усиления тока базы при низких значениях напряжения Uкэ. Разница в звучании - слышна.

[Nikolav]

Offтопик:
audiomun, при всём уважении, я не знаю что ты там слышишь, но ещё раз - до квазинасыщения там как до Парижу ...

[Olegyurich]

Nikolav Еще раз - речь ведь не о насыщении транзисторов в буквальном смысле, а лишь как причина ухудшения линейности, то есть при использовании в выходном повторителе буфера высоковольтных транзисторов, его выходные характеристики будут хуже, чем при использовании более "правильных" низковольтных, с лучшей стабильностью коэффициента усиления тока базы при низких значениях напряжения Uкэ. Разница в звучании - слышна.

А причем тут насыщение тогда? Может об эффекте Эрли речь?

[Prophetmaster]

Олег, ты разберись сперва, кто генерил.

Да я читал ветку и в курсе причины генерации. Генерил не конкретно транзистор термодатчика. Расаматривать надо оконечный каскад в целом. Вадим дал правильный совет, я просто хотел сказать, что, возможно, это было не единственное решение. Хотя, я могу и ошибаться, естественно.

[LepekhinV]

Вот двуногий датчик на мощном транзисторе.

У С.Агеева в материалах по СЛ указывается, что термодатчик должен находиться в месте, где будет отслеживаться температура как выходных, так и предвыходных транзисторов _обоих_ плеч. В случае СЛ - это место в центре радиатора. Кстати, такое расположение датчика обеспечивает разводку узла термокомпенсации (и выхода УН) с наименьшими реактивностями в его цепях.

[audiomun]

можно ткнуть в книжку, где говорится о квазинасыщении?

Можно, но - там дебри, голова распухнет.Пока проще научиться подходить практически - нормальный даташит содержит достаточно информации, если знаешь что нужно смотреть, и какие характеристики сравнивать. Посмотри и сравни для начала даташиты на 2SC1815 и 2SC3467, на первых двух страницах достаточно. Сравниваем: напряжение насыщения Vsat, граничную частоту fT, выходную емкость Cob, графики выходных характеристик от напряжения. Возникнут вопросы - задавай, можешь Вадиму задать, он тоже практик.

[Romanoff]

Провел лабораторную работу, целью было исследование поведения тока покоя во времени.
Результаты (милливольты - падение напряжение на эмиттерном резисторе одного из плеч, 0.12 Ом):
0мин - 11мВ
5мин - 12.4мВ
10мин - 12.65мВ
15мин - 12.95мВ
20мин - 13.25мВ
25мин - 13.50мВ
30мин - 13.20мВ
35мин - 13.05мВ
40мин - 13.00мВ
45мин - 13.05мВ
50мин - 13.00мВ
55мин - 13.05мВ
60мин - 13.00мВ

Саморазогрева вроде как нет, но и перекомпенсации не наблюдается. Раз уж все равно просидел так долго и дождался устаканивания - подстроил на горячем ток покоя до 100мА.

[belka]

Саморазогрева вроде как нет, но и перекомпенсации не наблюдается.

И транзисторы за время теста даже не нагрелись толком.

Эквивалент в банку с водой и начинай кочегарить его. Контроль тока делай через каждые 10-15 минут. Грей синусом.

Ещё вариант - возьми строительный фен и нагрей им радиатор выходников. Можно обычным феном, но это дольше.

Цель - ты прогрей транзисторы вместе с железякой, а потом убедись, что они сами остынут в паузе. Контролируй ток.

[viktor8m]

перекомпенсации не наблюдается.

Кто ж так проверяет, по мне надо на короткое время разогреть транзисторы (сигналом), а потом смотреть, как возвращаются к покою, если после прекращения сигнала падение на эмиттерных резисторах меняется только в сторону уменьшения вплоть до покоя, но не продолжает ниже покоя, тогда схема термокомпенсации функционирует правильно.

P.S. Пока писАл, белка опередил, пусть он продолжает.