УН с однотактным выходом

[bukvarev]

Уважаемые форумчане!
Попробовал реализовать УН с однотактным выходом, "коротким" трактом и малыми искажениями... Решил применить "жесткое" управление транзистором Q11.
Изначально хотел все реализовать при небольшом усилении ДК, с "резисторными" нагрузками. Думаю, так будет лучше по звуку.
Схема первоначальной идеи.
Ее АФЧХ с разомкнутой ОООС: УН_резисторный_АФЧХ.pdf

Предыдущая схема усилителя мощности (вер. 0.3):MW_ver_0_3.pdf, предыдущая версия ПП.Плата_ver_0_3.pdf.
(вер. 0.5)MW_ver_0.5.pdf
Текущая версия схемы (ver.0.6): MW_schematics_ver_0.6.pdf .

[bukvarev]

Согласен, по электрическим с полевиками будет хуже, по звуку - не факт.

Мне кажется, что самый критичный узел для звука - именно усилитель мощности, точнее - его "смычка" с АС. И по мере удаления вглубь системы вклад компонентов должен уменьшаться. И еще я понял (по своему опыту прослушивания), что в колонках, по сравнению с наушниками, различия тракта становятся более контрастными, что ли. Наушники всегда играют более ровно. Поэтому для себя решил, что сперва сделаю пару "УМ-АС", и уже на этой базе потихоньку буду двигаться вглубь.. Там и до буфера, и до регулятора громкости доберусь. А это - пилотная версия. От нее пока требуется наличие достаточных электрических параметров. Лучших, чем на ОУ.
Да, процесс создания системы вырисовывается не быстрый. Но если кого заинтересовало и есть желание попробовать поэкспериментировать с такой схемотехникой, то я конечно же, не против.. Но никого, естественно, не агитирую .

[vova56]

самый критичный узел для звука - именно усилитель мощности, точнее - его "смычка" с АС

Тут можно было бы начать с выяснения вопроса - почему ЭП и ПЭВ дают наилучший звук, несмотря на посредственные формальные параметры такой нехитрой схемы. Предположение - шунтирование АС простым резистором ЭП.

в колонках, по сравнению с наушниками, различия тракта становятся более контрастными

Для уточнения ощущуний сюда добавить бы третьего участника - АС на 1 ШП (не хуже маяковских кубиков на 10ГД-36К), потому что наушники это и есть ШП.

[bukvarev]

Тут можно было бы начать с выяснения вопроса - почему ЭП и ПЭВ дают наилучший звук, несмотря на посредственные формальные параметры такой нехитрой схемы.

Я Вас очень прошу не выяснять этот вопрос в рамках данной ветки, т.к. она посвящена проработке в железе вполне определенного схемотехнического решения. На Веге есть целый ряд тем, где обсуждаются и отслушиваются различные решения ВК, от самых простых до изощренных .

Для уточнения ощущений сюда добавить бы третьего участника - АС на 1 ШП

Согласен. ШП динамик не помешает. Подвернется возможность - послушаю.

[bukvarev]

Сегодня запустил один канал усилителя-ограничителя https://forum.vegalab.ru/attachment....6&d=1396946557. Пришлось повозиться.. Перенес резистор R37 ближе к эмиттеру VT21, добавил резисторов в коллекторные цепи VT21, VT23 и притормозил ДК конденсаторами (параллельно б-к VT17 и VT19). C6-9,1 пФ, С9-100 пФ, R15-560 Ом. Все из-за конструктива. Слишком "размашистая" получилась платка. Напрямую по паразитам есть пролаз в районе 40-100 МГц.
Даже без эмиттерного дросселя при амплитуде 2 В на нагрузке 1 КОм получены малые интермодуляционные искажения (комбинационная компонента в районе -125 дБ, если верить звуковухе ). В общем, по параметрам все заработало как нужно. Только делать релиз платы делать пока не спешу. Все таки хочу вначале попробовать схемотехнику LM310 (типа такой - https://forum.vegalab.ru/attachment....3&d=1397399447). Хотя по симулятору, при равных петлевых на НЧ, у последней искажения с ростом частоты увеличиваются быстрее, но в звуковом диапазоне спектр "быстроспадающий", да и схемка обещает быть менее капризной в смысле конструктива.

[bukvarev]

Пока болтался по командировкам, приползла на ум вот такая схема буфера:

Особенностью схемки является наличие обходного ВЧ канала. D3 и D4 можно использовать как смещение выходного двухтактного повторителя. Такой вариант тоже моделировал, но для работы на нагрузку 1 КОм это ПМСМ избыточно.
Глубина ОООС в звуковом диапазоне - порядка 75 дБ.
BD139/140 дают нереально хорошие параметры, поэтому характеристики снял при использовании Q3 и Q9 PZT3906 и PZT3904 (для них 30 мА является слишком большим током).
Зависимости IMD проводились для уровня каждой компоненты 1 В ампл. Здесь меня устраивает характер роста IMD (f1/f2=0.05) при увеличении частоты.
Уровень же IMD не больше, чем гармоник при монохроме (впрочем, как у всех схем с подобным УН).
Искажения практически не растут до уровня выходного сигнала 5 В ампл.
АЧХ снимались без C6, при R1 равном 1 мОм. Разомкнутая - без С1 при шунтировании базы Q12 конденсатором 10 mF.
Пред_альтерн_параметры.pdf

Думаю, что наличие эмиттерных резисторов в ДК необязательно. А эмиттерная стабилизация в ВК - вопрос макетирования.
Что-то так и тянет взять в руки паяльник .

[fakel]

Q11 что делает?

[bukvarev]

Q11 что делает?

Задает режим по постоянному току (напряжение на R11 и R8 в районе Ud1-(0.7V+R11||R8*IkQ11) ). Выходное сопротивление каскада на Q11 очень велико (пропорционально 51 KОм/2*bettaQ11). А общее сопротивление в цепи баз Q1 и Q2 составляет порядка 400 Ом. Что и определяет широкополосность, несмотря на такое "вывернутое" включение ДК. Для задания тока коллектора порядка 30 мкА добавлены R21 и R20. Они немного уменьшают петлевое. Но без них ток Q11 оказывается очень мал (единицы мкА), что не очень хорошо с практической точки зрения.

[fakel]

А по отношению к синфазке?

[bukvarev]

А по отношению к синфазке?

Источник тока. Потенциал синфазки присутствует на эмиттерах входных транзисторов. А за счет того, что Q11 - источник тока (и сопротивление в цепях баз Q1 и Q2 мало) - еще и на базах Q1 и Q2.

[bukvarev]

Смакетировал схему https://forum.vegalab.ru/attachment....6&d=1398084740. Все хорошо, как в модели. Даже без подбора компонентов. R12 пока 51 Ом, R6 переносится из эмиттера в базу Q5, тоже 51 Ом. Q4 попробовал BFG591, BFG541 а Q3 - КТ644Б и BD140. Ток покоя ВК - от 20 до 60 мА. Разница мизерная (по разностной компоненте 19+20). Оптимальный диапазон тока - от 30 до 50 мА.
На роль входных пар планирую PMP4501 и PMP5201V. За счет более простой схемы, плата должна получиться значительно компактнее, чем в предыдущем варианте. Думаю, надо разводить и "утюжить" прототип.

ЗЫ.
В "вялотекущем" режиме движется проработка еще одного буфера - "LM310". Но та схема пока еще очень сырая и выходит сложнее этого варианта (там уже 15 транзисторов и 2 TL431).

[bukvarev]

Схема и плата экспериментального образца. Сегодня вечерком буду "утюжить" .
Пред_альтерн.pdf
Пред_альтерн_плата.pdf

[bukvarev]

Собрал "усилительно-стабилизаторную" часть (схема и плата - из предыдущего поста) .


СВЧ тр-р VT7 подгуживал на 2 ГГц. В результате, R19 и R20 - по 100 Ом (с двойным запасом). Другими способами успокоить не получилось.
С11 (компенсирующий паразитную емкость L1) оказался не нужен. Резисторы R17 и R18 оптимально - 330 Ом (пробовал от 0 до 510 Ом, уж больно хотелось выкинуть дроссели).
Ток ДК поднял до 1 мА на плечо, C3 - 1000 пф (тоже с запасом). Проверял выполнение критерия устойчивости в наихудших условиях, нагревая плату феном.
Смещение по постоянке - 0,1 мВ в одном канале и 0,3 мВ - в другом. Резисторы R13 и R45 - 510 Ом.
Искажения и интермоды - ниже -120 дБ. По шумам - очень хорошо.
"Сильносигнальные" меандры: 1 МГц (1 КОм), дополнительно при нагрузке на емкость 150 пФ (как бы кабель), и 50 кГц - уже при установленном C1.


Думаю, эта плата в текущем виде может пойти в первый образец мощника. Надо только "дособрать" и проверить ограничитель.

[ОРорин]

и 50 кГц - уже при установленном C1.

А зачем измерения на меандре 50 кил с С1 на входе?
Странно, вторая картинка вроде лучше, но в нагрузке 150 пФ. Но внимательно- имеется мелкий и длинный колебательный процесс.

[bukvarev]

А зачем измерения на меандре 50 кил с С1 на входе?

Это - штатный режим. Вот и привел меандр. Понятно, что он по сути чистенький.

Странно, вторая картинка вроде лучше, но в нагрузке 150 пФ. Но внимательно- имеется мелкий и длинный колебательный процесс.

Именно.. Выходной каскад - ОЭ, и емкость в нагрузке сильно уменьшает запас по фазе. А форма сигнала лучше из-за того, что при нагружении уменьшается выброс в верхнечастотной области АЧХ, делая ее более "прямоугольной". Если увеличивать значение емкости дальше, наступит "кирдык". А может, и не наступит нужно будет попробовать.. Практически, между буфером и УМ планируется очень короткий кабель (витая пара, несколько сантиметров), его емкость будет мизерная. Потому и не поставил на выход ЭП.

ЗЫ. Вот все думал, стоит ли "дожимать" меандр до апериодического, или нет. Решил, пусть пока так поиграет. Задушить схемку коррекцией всегда успею. Итак в ДК уже в три раза увеличил емкость относительно модельной, и в 2,3 раза - относительно стабильной на макете (достаточно было 420 пФ). А сейчас просто сделал колебания на меандре симметричными, и все.

ЗЫЗЫ.
По "бороде" замечание правильное. Мой недогляд. Вообще, на модели эта "борода" на нижней полуволне возникает при завышенном значении R7. А симметрирует меандр С11 и RL - цепи. Но платка в области резонансов выше 10 МГц плохо соотносится с моделью. Нужно в модель вносить паразиты чип-конденсаторов и конструктива. Сейчас этим и занимаюсь.

[ОРорин]

Вот все думал, стоит ли

Может и не прав, но считаю лучше когда, схема не требует подавления коррекцией (говорим про буфер). Думаю схему строить нужно без кардинальных мер. В любом случае.

[bukvarev]

Может и не прав, но считаю лучше когда, схема не требует подавления коррекцией (говорим про буфер). Думаю схему строить нужно без кардинальных мер. В любом случае.

Боюсь, что при схеме топика без коррекции не получится . Нужно будет в явном виде вводить местные ООС.
С однополюсной коррекцией получается простой по идеологии буфер, но все усиление в нем приходится на входной каскад (мне именно это и не нравится), а ВК при этом - ОК.
Только на каскадах ОК очень линейный буфер лично у меня сделать не получается.

[viktor8m]

Искажения и интермоды - ниже -120 дБ.

Чтобы такое утверждать, надо иметь генератор и измеритель, у которых свои гармоники не выше -132 дБ относительно амплитуды первой гармоники подаваемого на вход измерителя сигнала, иначе это утверждение не может считаться достоверным (для достоверности измерений разница от амплитуд регистрируемых гармоник до собственных гармоник генератора\измерителя должна составлять хотя бы в 4 раза, т.е. в 12 дБ, если фазы гармоник случайны, имею ввиду отношение для гармоник с одинаковыми частотами).

[bukvarev]

о

Чтобы такое утверждать, надо иметь генератор и измеритель, у которых свои гармоники не выше -132 дБ относительно амплитуды первой гармоники подаваемого на вход измерителя сигнала, иначе это утверждение не может считаться достоверным (для достоверности измерений разница от амплитуд регистрируемых гармоник до собственных гармоник генератора\измерителя должна составлять хотя бы в 4 раза, т.е. в 12 дБ, если фазы гармоник случайны, имею ввиду отношение для гармоник с одинаковыми частотами).

Согласен, много раз упоминал, что у меня измерительный тракт не достоверный, не писать же теперь в каждом посту, что "по данным своей карты" . Генератор(ы) у меня по второй гармонике (и интермодам) параметры обеспечивают, а карта - нет. И второго режектора в комплекте нет .

Offтопик:
Собираюсь разработать свою платку USB захвата на pcm4220+CPLD+cy7c68016, c режекторами. Если руки дойдут. Будет, чем поточнее измерить, а то AKM в EMU0202 на "измерительную" совсем не тянет, какие ОУ не ставь.

.

Добавлю, что этот буфер для измерения неудобен. Нельзя применить известный метод "усиления искажений" от TI, т.к. для задания коэффициента передачи больше единицы нужно отвязать коллекторы входных повторителей от выхода . Так что приходится верить симулятору и измерениям на имеющейся базе.

[viktor8m]

Offтопик:
Собираюсь разработать свою платку USB захвата на pcm4220+CPLD+cy7c68016, c режекторами. Если руки дойдут. Будет, чем поточнее измерить, а то AKM в EMU0202 на "измерительную" совсем не тянет, какие ОУ не ставь.

Offтопик:
Зачем, можно обойтись и EMU0202, если после входного режектора поставить малошумящий и малоискажающий усилитель (к примеру на LME49990, а лучше композит) в десятки раз, а уже после этого подавать на линейный вход EMU0202, тогда даже в -120 дБ измеряемые гармоники будут выше гармоник звуковой платы (только основной тон после усиления не должен превысить -20 дБ от нуля шкалы).

[bukvarev]

Offтопик:
А как измерять IMD 19+20 (и проводить многочастотный тест)? Там важны не только разностные компоненты 1,2 и.т.д. КГц, но и компоненты вблизи 19 и 20 КГц тоже. Они попадают под режектор. А у AK5385 характеристики на ВЧ просто ужасны (при этом на СЧ - все хорошо). К тому же pcm4220 уже заказан. Таких мультибитников только он и AK5394. Из двух выбрал продукт TI. По архитектуре - все как Вы описали, плюс параллельное соединение каналов. Да и еще один фильтр для Г3118 нужно будет сделать, чтобы режектор включать после измеряемого устройства, а не для подавления второй гармоники генератора. Все постепенно сделаю..