Усилитель мощности ZD-50

[Nick]

В общем я думаю эта ветка будет для вопросов по конструкции и наладке данного усилителя (cтатья тут, схема тут).
Размер плат 57x190mm. Плата 4-х слойная, в целях уменьшения индуктивности цепей питания питания ВК и соответсвенно конструктивных искажений.

Замечания по сборке:

1. Резисторы R44, R45 необходимо устанавливать над платой, на расстоянии около 5...10мм, т.е. корпуса резисторов не должны касаться платы, и ближайших элементов тоже.
2. R71 не запаивается.
3. Блок питания должен быть отдельный на каждый канал, как например смотрите тут.
4. На схеме нет выходного фильтра - я использовал 18 витков на 8 мм оправе провод 1.5 мм и параллельно 10 ом резистор, они были размещены прямо на выходных клемах. Также параллельно выходным клемам желательно поставить последовательную цепочку из плёночного 0.1μF и 2Вт 10 Ohm резистора.

Ошибки:

1. В BOM-е: R4, C4 и R6 - не устанавливаются - их нет на схеме и плате; Q1, Q2, Q3 - MMBTA06; Q4, Q5, Q6 - MMBTA56.
2. В статье: подбирать по минимуму напряжения на выходе U2 нужно R23 (80k6), а не R22 как указано в статье.

Ссылки на другие ветки:

1. Как разрабатывался усилитель тут
2. Про сравнения с другими усилителями тут

Герберы можно взять тут

Платы возможно можно заказать тут

FAQ (спасибо ANHO) - тут

[viktor8m]

Честно говоря, преимуществ данного варианта по сравнению с последовательной схемой, со сложной коррекцией первого усилителя, содержащего на высоких частотах участок с горизонтальной АЧХ (где-то от 500 кГц до нескольких МГц), пока разглядеть не могу.

Я уже отвечал на подобный вопрос, преимущество по сравнению с последовательной схемой в основном только в возможности уменьшить опасность насыщений от перепадов, что для воспроизведении реальной музыки несомненный плюс.

Посмотрел в симуляторе быстро ZD-50 на 100 килогерцах, да, с двумя петлями искажения рисует чуть меньшие. Незначительно совсем.

У двух петель (т.е. с отдельными цепями ООС) есть важное преимущество, на искажения будет влиять только входная цепь (напр., входной ток) ОУ ошибки, с одной же цепью (как у Yewena) будут влиять и входная цепь основного УМ (у самого Yewena только ОУ, поэтому там это допустимо).

[belka]

У двух петель (т.е. с отдельными цепями ООС) есть важное преимущество, на искажения будет влиять только входная цепь (напр., входной ток) ОУ ошибки, с одной же цепью (как у Yewena) будут влиять и входная цепь основного УМ (у самого Yewena только ОУ, поэтому там это допустимо).

Всё верно, только входной ток LM - это пыль, по сравнению с вдвое большим количеством мусора наводимым на две независимые цепи ООС.

Также наперёд согласен и с тем, что это утверждение надо проверять.

[viktor8m]

Также наперёд согласен и с тем, что это утверждение надо проверять.

Ещё преимущество двух цепей в том, что если используется ППК, то можно в каждую цепь подобрать свою оптимальную (может это и не всегда надо, но степень свободы больше). Понятно, что две цепи это не самоцель, а просто это упрощает работу проектирования.

[Nick]

... по сравнению с вдвое большим количеством мусора наводимым на две независимые цепи ООС.

Также наперёд согласен и с тем, что это утверждение надо проверять.

Две цепи более удобно в плане конструкции, их можно сделать физически на много короче. К тому же на ЗЧ фактически важна только та что через U2, и ее можно вынести подальше от ВК, поэтому на практике с двумя получается на много лучше. Я именно по этой причине их и разделил сперва, чтобы уменьшить наводки, потом уже сделал типа разностной ос.

[belka]

Две цепи более удобно в плане конструкции, их можно сделать физически на много короче. К тому же на ЗЧ фактически важна только та что через U2, и ее можно вынести подальше от ВК, поэтому на практике с двумя получается на много лучше. Я именно по этой причине их и разделил сперва, чтобы уменьшить наводки, потом уже сделал типа разностной ос.

Николай, с этим всё ясно. Ясно да же то, что мало что изменится в реальном конструктиве, если инвертирующий вход LM просто замкнуть на землю. Немного увеличится выходное напряжение U2 и... возможно, конечный результат станет даже лучше.

Ещё преимущество двух цепей в том, что если используется ППК, то можно в каждую цепь подобрать свою оптимальную (может это и не всегда надо, но степень свободы больше). Понятно, что две цепи это не самоцель, а просто это упрощает работу проектирования.

При том уровне искажений, что имеет ZD-50 благодаря усилительному каскаду на U2, подобрать что-либо для компенсации искажений в цепи второй ООС (LM) просто невозможно. Физически нельзя. Набрать всякого мусора от окружающих элементов можно, а точно компенсировать что -либо нельзя.
От этой ООС больше вреда, чем пользы. Рассматривайте эту цепь как кривой виртуальный ноль. Так сделайте его настоящим и упростите тем самым конструкцию!
Таково моё мнение, возможно оно неприятно окружающим. Извините.

[bukvarev]

Хорошо, что от частоток вернулись к обсуждению смысла применения двух цепей ОС. Там как раз все более-менее понятно. Либо используем ресурс LM в лоб, "как есть", либо - делаем на верхах обходной канал (типа МКУС) или отключаем ОС от выхода LM (поизящнее).
По поводу "одна ОС против двух". Честно говоря, всегда обходился "классической" одной цепью ОС. Но все таки решил покрутить в теории еще пару эквивалентных "двойных" вариантов - мостовой компенсатор искажений и вариант, эквивалентный ZD-50, но использующий только по одному незаземленному входу у каждого усилительного блока.

Николай, уверен, при проектировании ZD-50 Вы наверняка подобную структуру также рассматривали, но тем не менее ...

Модели Исходная, ZD-50 и модифицированная приведены.
сравнение схем ОС.pdf

Результаты моделирования.
сравнение схем ОС_результаты.pdf

По результатам выводы следующие:
1. Без емкости C1 по АЧХ, ФЧХ и напряжению на выходе U2 схемы можно считать эквивалентными.
2.

А не вызвано ли это тем, что у послед. композита меньше фазовый запас (судя по форме "горба" V(ywn)), а у "параллельного" - стоит RC цепь, которая корректирует АЧХ U2 на срезе 6,3 МГц?

Действительно, на втором листе результатов, когда емкость C1 выбирается равной 100 пФ, напряжение на выходе U2 выглядит, как у Николая. На графиках ФЧХ видно, что с конденсатором С1 фаза начинает запаздывать как раз с 40 КГц, уменьшая вклад каскада U2.
Как говорится, "no comments".

[belka]

bukvarev, это всё теория и это всё безусловно интересно. И очень интересен Ваш стиль подачи материала. Спасибо.

Но практика... в реальных железках всё несколько скромнее, чем теории. Иногда лучше отрезать лишнее, больше пользы будет.

[viktor8m]

Ясно да же то, что мало что изменится в реальном конструктиве, если инвертирующий вход LM просто замкнуть на землю. Немного увеличится выходное напряжение U2 и... возможно, конечный результат станет даже лучше.

От этой ООС больше вреда, чем пользы.

У меня другие результаты. Хоть свой проект с двумя петлями так и не закончил (так пока и на макете, занялся измерительными штучками и застрял из-за нехватки времени), но этот макет (вернее два, в стерео) https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1607776
я с друзьями послушал и как раз проверял и с одной петлёй (ещё на работе проверил, что нет возбуждения), так вот, все пришли к выводу, что с двумя петлями лучше (заметьте, ничего другого не меняли), поэтому я свой вывод сделал.

а точно компенсировать что -либо нельзя.

Так здесь вообще никакой компенсации нет, схема работает по стандартному (увеличение глубины ООС), а зачем вторая парал. петля я уже объяснял.

[belka]

Так здесь вообще никакой компенсации нет

Неудачно выразился, пардон.. .сути это не меняет.

[Nick]

...мостовой компенсатор искажений и вариант, эквивалентный ZD-50, но использующий только по одному незаземленному входу у каждого усилительного блока.

Да, рассматривал когда-то. Это фактически эквивалент, просто сумматор сделан на резисторах. Так как синфазка в любом случае небольшая, то в принципе разницы по искажениям не будет.

По поводу ёмкости C1. На самом деле идея не в изменении делителя. Это так для упрощения я сделал. Идея тут в следующем:

Представим что у нас есть усилитель мощности (на LM3886). Сам по себе, т.е. с заземлённым неинв. входом, он имеет коэф. передачи К, который как мы понимаем зависит от делителя ОС и усиления LM3886 без ОС, и для линейной модели это функция от частоты.

Если сделать линейный эквивалент этого К, только в масштабе, чтобы не надо было усиливать сигнал с источника, скажем K/10 (на RC цепях) и сравнивать что на его выходе, с тем что на выходе LM3886 но уменьшенное в 10 раз, то в результате мы получим сигнал только нелинейных искажений. Этот сигнал и нужно усилить (U2) и подать на неив. вход LM3886. Это как бы сама идея.

Структура такого усилителя выглядит как и ZD-50, но с двумя одинаковыми цепями ОС. На вход одной из них, та что через U2, подаётся сигнал не с источника, а с этого линейного эквивалента. Напряжение на выходе U2 в этом случае зависит от того как точно мы подберём этот линейный эквивалент. АЧХ всего усилителя, в случае более менее точного подбора "линейного эквивалента" будет такая же как и у просто LM3886, т.к. U2 будет "видеть и исправлять" только нелинейные искажения.
Было поэтому очень интересно наблюдать что на выходе U2.

Цепями ОС я сделал это так сказать в первом приближении. Понятно, что это будет тоже ОС, и так далее. Возможно немного сумбурно, но надеюсь мысль понятна .

---------- Добавлено в 23:19 ---------- Предыдущее сообщение в 22:52 ----------

Хорошо, что от частоток вернулись к обсуждению смысла применения двух цепей ОС.

Первоначально, как я уже написал, для меня смысл был в констуктивной области (как на плате это разводить). Потом я уже попытался поискать бонусы в других направлениях .

[Mexap]

Доделал фактически свой вариант ZD-50 на платах Ника, наверное надо нанести красивые надписи на корпус ещё... Оказывается выходные фильтры очень заметно меняют звук остановился пока на последнем варианте, с многослойной катушкой, и на батарейном питании регулятора от antecoma.

Зы: Нику респект за отличную разработку!

[sewerin]

Сравнивали с полевыми в классе А?

[Mexap]

Сравнивали с полевыми в классе А?

Я? Неа, только с "супер А" от панасоника Ещё с адком535\545 - этот усилитель заметно лучше.

[Nick]

Доделал фактически свой вариант ZD-50 на платах Ника, наверное надо нанести красивые надписи на корпус ещё... Оказывается выходные фильтры очень заметно меняют звук остановился пока на последнем варианте, с многослойной катушкой, и на батарейном питании регулятора от antecoma.
Зы: Нику респект за отличную разработку!

Спасибо! Выглядит красиво. Прорезь между выходными клеммами не забыл сделать?

[Mexap]

Прорезь между выходными клеммами не забыл сделать?

Нет конечно! Пропилил И трансформаторы закреплены более\менее по правилам - сантиметра два до стенок и внутренние винты не касаются ни корпуса, ни крепёжных чашек и закреплены в пластмассовых стаканах примерно в середине торов Сетевой синфазный фильтр лишён контакта с корпусом, а также Y конденсаторов. Корпус заземлён лишь у регулятора громкости через Y по 10ом меж каналами и землёй корпуса.

[Wired]

Нику респект за отличную разработку!

Присоединюсь, отличная повторяемость кстати у схемьі.
вчера допаял клон на своей плате.
40 вольт пик-пик на 8 омах, питание 2х30 вольт, спектр повторяет таковой с генератора. Больше дунуть забоялся т.к. временньій радиатор люминяха 200х80х6мм

[Wired]

заинтересовавшимся в личке, вьіложу фото тут
Вложение 191394

[Nick]

А в законченом виде есть? Просто интересно...

[belka]

40 вольт пик-пик на 8 омах, питание 2х30 вольт, спектр повторяет таковой с генератора. Больше дунуть забоялся

Так ты дунь на 4 ома, что бы было ватт 40 выходной мощности, может чего и разглядишь.

Покажи фото клиппирования, этот момент очень интересен.

[dekko]

Так ты дунь на 4 ома, что бы было ватт 40 выходной мощности, может чего и разглядишь.

ага, работу защиты