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:

[Romanoff]

Nikolav, погляди картинку, я там на отдельно взятой характеристике точку поставил, это оно? То есть вправо влево от "него" ходить при работе не надо, верно?

Линия основного тона стала симметричной, обрати внимание.

Угу, да и сам спектр не такой йожегообразный, как был.

[Olegyurich]

То есть вправовлево от "него" ходить при работе не надо, верно?

Особо не надо, но это еще не насыщение(см.выше).

[viktor8m]

Audiomun во многом прав (но в ОК свои законы), ухудшение усиления в ОЭ возникает уже ниже Uкэ, который в несколько раз выше, чем по выходной характеристике, это видно по h-параметрам, см. даташит на 2SC1815, по выходной характеристике даже при 20 мА линейная точка до 1 В (а при нескольких миллиамперах будет доли вольта), но при взгляде на h-параметры (в конце того же даташита) видно, что два h-параметра при токе всего лишь 2 мА очень нелинейны ниже 2 В Uкэ (правда надо посмотреть влияние этих h-параметров во включении ОК).

[Nikolav]

погляди картинку, я там на отдельно взятой характеристике точку поставил, это оно? То есть вправо влево от "него" ходить при работе не надо, верно?

Илья, нет такой точки относительно которой можно сказать, что правее линейный режим, а левее мы уже в области квазинасыщения. Нет жёсткой границы.
По выбору точки согласен с Olegyurich, выбрана с небольшим запасом.

---------- Добавлено в 20:29 ---------- Предыдущее сообщение в 20:22 ----------

Offтопик:

Audiomun во многом прав, ухудшение усиления возникает уже ниже Uкэ, который в несколько раз выше, чем по выходной характеристике, это видно по h-параметрам, см. даташит на 2SC1815, по выходной характеристике даже при 20 мА линейная точка до 1 В (а при нескольких миллиамперах будет доли вольта), но при взгляде на h-параметры (в конце того же даташита) видно, что два h-параметра при токе всего лишь 2 мА очень нелинейны ниже 2 В Uкэ (правда надо посмотреть влияние этих h-параметров во включении ОК).

Я позволю сам себя процетировать?

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.

видно, что два h-параметра при токе всего лишь 2 мА очень нелинейны ниже 2 В Uкэ.

...но ещё раз - до квазинасыщения там как до Парижу ...

О чём спор?

[viktor8m]

О чём спор?

Вы не всё поняли в моём сообщении, 2 В по ухудшению h-параметров это для 2SC1815 и это в 3-4 раза больше, чем по выходной характеристике (для 2 мА видимо порядка 0.5-0.7 В), мы же рассматривает высоковольтные транзисторы, если у них по выходной характеристике 3 В, то сколько по ухудшению h-параметров? Правда надо оценить это для включения ОК, возможно тогда влияние меньше плюс это важно, если нет ООС, а в данной схеме выходной ОК внутри ООС, так что можно забить на это, но всё же полезно отслушать и низковольтный транзистор, чем чёрт не шутит.

[Vovk]

Ну вот, сделал график со следами питания, готов ловить помидоры

Красивая картинка. Для полноты ощущений , хочется попросить спектру при том же напряжении ( и положении луны в пространстве), но совсем без нагрузки - это тоже интересно (какова собств. линейность, без токовых нелинейностей и т.п.).

[Romanoff]

Offтопик:

это тоже интересно

Боюсь, это интересно только Вам.

[audiomun]

Илья, не стоит так негативно реагировать на данную просьбу -

попросить спектру при том же напряжении , но совсем без нагрузки - это тоже интересно (какова собств. линейность, без токовых нелинейностей и т.п.).

Вопрос задан вполне корректно, с полным пониманием предмета практической разработки усилителей - всегда обязательно делается измерение Кг разработанного усилителя без нагрузки, на холостом ходу, причём это делается до измерения Кг под нагрузкой, выявляя недочёты проектирования - если схема разработана грамотно, то на её выходе искажения и пульсации с частотой сети должны быть ниже уровня шума(отсутствовать зрительно).

[belka]

23.03.13.

Просьба. Возможно ли при номинальной выходной мощности снять спектр с входного усилителя, то есть с эмиттера VT1?

---------- Добавлено в 11:40 ---------- Предыдущее сообщение в 11:39 ----------

25.03.13.

Ты бы спектр показал после VT1, может ещё чего бы умного подсказали

Тебя с этим Эрлем, квази-уно-пред-пере-насыщением-пресыщением, задёргают совсем. Умности такие, страшно читать. Про то, как что-то или кто-то там, на графиках загнулся.
В марте я прошу тебя несколько раз снять после буфера спектрумы - ты, Илюша, игнорируешь. Напрасно. Ведь я всегда чувствую.

[Romanoff]

belka, Вадим, сниму я спектры, сниму, надо только сообразить как бы так это сделать поаккуратнее, и шнурочег запаять соответствующий. На номинальной мощности там вокруг 4.5В амплитуды, привести к требуемому 1В эффективного проще всего делителем, но как выбрать правильный номинал, чтобы и лишнего буфер не нагрузить, и входу карты хорошо было?

причём это делается до измерения Кг под нагрузкой, выявляя недочёты проектирования

Отименно. Есть уже спектры под нагрузкой, неужели спектр с открытым выходом сможет что-то изменить?

если схема разработана грамотно, то на её выходе искажения и пульсации с частотой сети должны быть ниже уровня шума

Я могу такую картинку показать не отцепляя нагрузки, тупо прибрав уровень. И не будет там следов 50Гц, практически. А те что будут - наводка на шнурочки карты.

[belka]

Есть уже спектры под нагрузкой, неужели спектр с открытым выходом сможет что-то изменить?

Да. Мы подходим к главному - к силовому монтажу.

[Romanoff]

belka, хорошо, но совсем без нагрузки не выйдет - все равно останется делитель, там номинал существенный, около килоома в сумме. Такой замер подойдет?

[belka]

На номинальной мощности там вокруг 4.5В амплитуды, привести к требуемому 1В эффективного проще всего делителем, но как выбрать правильный номинал, чтобы и лишнего буфер не нагрузить, и входу карты хорошо было?

Ну это всё же с повторителем входной каскад.
Сделай какой-нибудь делитель с входным килоом 10 и не переживай. Ты же на килогерце смотришь. Кабель - делитель - карта.

---------- Добавлено в 12:06 ---------- Предыдущее сообщение в 12:03 ----------

belka, хорошо, но совсем без нагрузки не выйдет - все равно останется делитель, там номинал существенный, около килоома в сумме. Такой замер подойдет?

Да. Это что Слону - дробина.

[Romanoff]

Кабель - делитель - карта

Хорошо, сделаю сегодня шнурочек, делитель прямо в джеке распаяю, который в карту воткнется. Ну и спекрты, соответственно, тоже вечером будут
Думаешь, там можно в буфере еще какую то сущность отловить?

[dekko]

Думаешь, там можно в буфере еще какую то сущность отловить?

ага, есть там определённый вид их упс, не Белка я, но мысли наши схожи

[belka]

Думаешь, там можно в буфере еще какую то сущность отловить?

Посмотрим - увидим.

Шнурочек неплохо бы прокатить на предмет искривления АЧХ вместе с входной ёмкостью карты. Сейчас же умные замучают рассказами, как это (кривизна ачх шнурика-делителя) сильно обидит Сущность*** и мы её присутствие не заметим.

*** микроСущность.

[Romanoff]

Шнурочек неплохо бы прокатить на предмет искривления АЧХ вместе с входной ёмкостью карты.

Как это правильно сделать?

[belka]

Как это правильно сделать?

АЧХ посмотреть соединив выход карты с её входом через чудо-делитель. Я так не умею делать - это правда. Это в другой город надо позвонить, узнать.
Я по-старинке, предпочитаю от внешнего генератора с ровной ачх и милливольтметром AC снять ачх шнурика с делителем на входе в устройство.

Третий вариант: Подай с формирователя меандра сигнал на систему шнурик - делителя - вход карты прямоугольник и посмотри на его форму на входе карты. Завал компенсировать включением конденсаторчика паралельно верхнему плечу делителя. Нарисуй схемку - ёмкость делителя щупа надо не забыть учесть.

[Romanoff]

Третий вариант: Подай с формирователя меандра сигнал на систему шнурик - делителя - вход карты прямоугольник и посмотри на его форму на входе карты. Завал компенсировать включением конденсаторчика паралельно верхнему плечу делителя.

Во, во так я и поступлю
Чуть попозже переделаю второй канал, посмотрим что с повторяемостью у откорректированного усилителя.

[audiomun]

Думаешь, там можно в буфере еще какую то сущность отловить?

Там есть существенная зацепка, я уже ранее намекал на нее, посмотри - R19 - на его левом по схеме выводе у тебя сигнальная "земля" буфера и LME соединена вместе с относительно сильноточной "землей" стабилизаторов питания буфера - ошибка хуже некуда.