Высококачественный маломощный УМ

[viktor8m]

Предлагаю на суд форумчан высококачественный маломощный (10-15 Вт) УМ для чувствительной акустики или для отдельного питания ВЧ головки в триампинге. Сначало о концепции (техническом задании), а потом о схеме:

1. Использование ООС. Лично мне искажения безосных схем слышны и мешают (слушал и довольно качественно сделанные изделия, в том числе ламповые).

2. ВК двухтактный (безосный однотактный не обеспечивает симметричную ПХ при реактивной нагрузке, коей является и динамик, а осный всё равно имеет бОльшие искажения, чем двухтактный при одной глубине ООС, плюс хуже по КПД). Так как на мосфетах симметрии не добился, использую самую высокочастотную комплементарную пару 2SA1186\2SC2837 (других не знаю с линейной бетой до нужных мне 2.5А).

3. Личный опыт прослушивания и многочисленные отзывы на разных форумах (в том числе и этом) показывают преимущество на слух в ВЧ области звукового диапазона осных усилителей с высокой (более 20 кГц) частоте среза, в том числе и при прослушивании стандартных (44 кГц) CD (но конечно оригинальных), которые наверняка записаны с помощью аппаратуры, построенной на ОУ типа NE5534 и т.п. Примеров этому много, хотя бы телефоные усилители на ВЧ ОУ на этом форуме. Тем более это верно с новыми более широкополосными форматами, которые через пару лет вытеснят стандартный CD. Объяснение этому факту вижу в особенности работы ООС при импульсном (как у музыки) характере усиливаемого сигнала.

4. Применение однокаскадного УН и широкополосного ВК обеспечивает апериодичную реакцию ООС (многие считают это условием применению ООС в звуковом усилителе).

5. Для уменьшения искажений и влияния нагрузки (ВЧ головки) при высокой частоте среза требуется применение высокочастотных транзисторов, чтобы при соблюдении устойчивости получить приемлемую глубину ООС. Но всё равно более 1000 глубину ООС на реально доставаемых деталях сделать затруднительно, поэтому ВК должен работать в классе А (поэтому и небольшая выходная мощность). Также по этой причине использована параллельная ООС (нет синфазных помех).

Эти соображения я привёл не для обсуждения (просто нет смысла спорить, это моё видение как получить реалистичный звук и здесь больше дело личного вкуса, поэтому каждый будет по своему прав), а для объяснения выбора схемы, которую и прошу обсуждать. В схеме нет никаких наворотов, кроме использования каскодных генераторов тока (Q5\6 и Q8\9), т.к. они здесь необходимы (требуется очень высокий выходной импеданс). Ещё может показаться ненужным применение в первом каскаде ВК параллельного повторителя, но такой первый каскад обеспечивает значительно более стабильный входной импеданс (что важно для получения малых искажений, глубина ООС ведь не большая), чем обычный (сначало хотел сделать плавающие коллекторы, но при ограничении появляется генерация, в тоже время и при постоянном питании коллекторов входной импеданс весьма стабилен, что показывает и симулятор и измерение искажений). В диф. каскаде использовал очень малошумящие и с большой бетой (для снижения токового шума) MPSA18. Схема собрана на макетке (один канал, выходные транзисторы пока также высокочастотные D44\D45, но заказаны Санкены), ток покоя выходных транзисторов 1.2 А. Теперь об измерениях в железе. Шум на выходе менее 10 мкВ эфф. (просто это предел имеющегося у меня измерителя с полосой среза 40 кГц, может там и меньше), т.е. при 10 В на выходе динамический диапазон не менее 120 дБ (это благодаря MPSA18 и низкоомной ООС). Частота среза без ООС примерно 25 кГц (по симулятору глубина ООС около 500), скор. нарастания не менее 200 В\мкс, усиление 5 (т.к. входное напряжение 2 В от фильтра), запас по усилению более 70 гр. (и с усилением 2 устойчив), искажения на 5 кГц при нагрузке резистором 8.2 Ом не видны (менее -110 дБ я не вижу, но делаю новый измеритель с пределом на -130 дБ). Детали не дефицитны, например, 2 пары 2SA1186\2SC2837 http://www.ebay.com/itm/2Pairs-New-O.../170665771189? , MPSA18 http://www.ebay.com/itm/10x-Transist.../250864796102? (как раз 10 на два канала), 10 пар 2SA1145\2SC2705 http://www.ebay.com/itm/10pairs-TOSH.../320848844497?.

[shkal]

Виктор, а можешь запостить свои модели 3953\1538 ?

[gudrutis83]

интересно, как это схема звучит, переиграет ли лм3886 в инверсном включении ?

[Витюшка]

интересно, как это схема звучит, переиграет ли лм3886 в инверсном включении ?

Даже мне,начинающему, такой вопрос как обухом по голове...

[SAPR]

Даже мне,начинающему, такой вопрос как обухом по голове...

Я тоже ох...

[viktor8m]

интересно, как это схема звучит, переиграет ли лм3886 в инверсном включении ?

Очень смешно. Хотя, справедливости ради, если не придираться к верхнему диапазону, то лм3886 переиграет множество халтурных схем, коих много на разных форумах (свою, как и любой автор, естественно к ним не причисляю...).

Виктор, а можешь запостить свои модели 3953\1538 ?

Выложил файл (взял готовые от Санио, но там не было ёмкостей, поэтому добавил исходя из даташита).

[audiomun]

Сейчас собран только один Т-мост с усилителем

Виктор, одного качественного двойного Т-моста достаточно для измерений Кг практически любой минимальной величины, нет смысла усложнять.

По симулятору при двух Т-мостах получается усиление второй гармоники (10 кГц) около 50, третьей 100, подавление основной частоты (5 кГц) не хуже 50 дБ,

Странно - подавление явно мало, очевидно, неточно задана частота сигнала, при указанных номиналах Т-моста она должна быть равна 4,823 кГц. Подавление на частоте режекции должно быть практически минус бесконечность. Вячеслав

[viktor8m]

Виктор, одного качественного двойного Т-моста достаточно для измерений Кг практически любой минимальной величины, нет смысла усложнять.

В посте 160 я написАл, почему один не подходит. Кроме того, когда я делал первоначальный мост, макс. номинал точных полистироловых конденсаторов, что я тогда достал, был 10 нФ, соответственно резисторы вышли по 3.3к, а это тепловой шум более 10нВ/√Гц (он ограничивает минимальный уровень измерения), сейчас же у меня появились на 33нФ.

Странно - подавление явно мало, очевидно, неточно задана частота сигнала, при указанных номиналах Т-моста она должна быть равна 4,823 кГц. Подавление на частоте режекции должно быть практически минус бесконечность.

Во-первых, я написАл "не менее", во-вторых, это с учётом усиления (в сумме 400) двух ОУ, т.е. даже при -50 дБ результирующем подавлении сами Т-мосты подавляют более, чем на 102 дБ. Что касается бесконечного подавления, то это только в симуляторе, ведь детали идеально не подберёшь (у меня резисторы с 0.1% и конденсаторы с 0.5% точностью, точнее нет возможности). Сама же частота не важна, т.к. в генераторе использован точно такой же Т-мост (на тех же деталях), что и справа на рисунке в посте 160.

[dekko]

gudrutis83, любую схему, даже идеальную, легко угробить ошибками или ограничением конструктива и контрофактными деталями. Так что Х.З. Нужно сравнивать конкретную практическую реализацию. Кстати, даже простую схему на ЛМке легко убивает неоптимальная блокировка цепей питания.

[audiomun]

соответственно резисторы вышли по 3.3к, а это тепловой шум более 10нВ/√Гц (он ограничивает минимальный уровень измерения)

Правильно, и это тоже являлось аргументом в пользу выбора более высокой частоты для измерения Кг, вдобавок и тепловой шум уменьшается, у меня соответственно номиналы 10 нФ и 316 Ом.

Что касается бесконечного подавления, то это только в симуляторе, ведь детали идеально не подберёшь (у меня резисторы с 0.1% и конденсаторы с 0.5% точностью, точнее нет возможности).

Подавление и в реальности очень высоко, кстати - во всей литературе почему-то пишут, что подавление сигнала двойного Т-моста на частоте режекции при подобранных деталях -60 дБ, на самом деле оно гораздо лучше, это зависит от точности подбора элементов - я подобрал резисторы 0,03% и конденсаторы 0,1%. Резистор R/2 в мосте лучше составить из трех - качественный подстроечный(малошумящий) резистор 47 Ом параллельно с резистором 43 Ом, далее они последовательно включаются с резистором номинала чуть меньше R/2 - этот прием позволяет добиться максимального подавления в точке режекции при не очень точно подобранных деталях фильтра. Вячеслав

[sia_2]

Подавление и в реальности очень высоко, кстати - во всей литературе почему-то пишут, что подавление сигнала двойного Т-моста на частоте режекции при подобранных деталях -60 дБ, на самом деле оно гораздо лучше, это зависит от точности подбора элементов

И стабильности мгновенной фазы и частоты генератора.
Если все "вылизано", то на короткий (но достаточный для измерений) промежуток времени подавление основной гармоники одиночным Т-мостом можно довести до 105...116 дБ, при этом, в частности, при усреднении начинает отлично просматриваться как дифференциальная (неодинаковость "ступенек"), так и интегральная нелинейность ЦАП с истинно 18...20 битной точностью. Равно как и случаи некорректного округления в программе расчета синусоиды . Да, влиять начинает все, вплоть до дуновения ветерка, но при соблюдении элементарных предосторожностей работать можно. Чтобы меньше сказывались тепловые эффекты, резисторы в Т-мост нужно брать проволочные или мощные прецизионные (напр. С2-29 2Вт). Использовать вместо одного два последовательно включенных Т-моста в целом хуже из-за бОльшего шума и чрезмерных потерь составляющих 2 и 3 гармоники. Гораздо лучше вторым звеном включить малошумящий активный фильтр (с усилением остаточного сигнала) или LC режектор с экранированными катушками на ферритовых кольцах - при малом (благодаря первому Т-мосту) сигнале нелинейностью индуктивностей можно пренебречь.

[audiomun]

при этом, в частности, при усреднении начинает отлично просматриваться как дифференциальная (неодинаковость "ступенек"), так и интегральная нелинейность ЦАП с истинно 18...20 битной точностью. Равно как и случаи некорректного округления в программе расчета синусоиды

В этом и состоит основная ценность методики визуального измерения Кг, в отличие от измерения с помощью ИНИ, или анализатора спектра, где дается только численное выражение величины гармоник.

Гораздо лучше вторым звеном включить малошумящий активный фильтр

В применении активных звеньев в большинстве практических случаев нет никакой необходимости - если двойной Т-мост(как говорилось выше) собран непосредственно в корпусе делителя щупа осциллографа с чувствительностью 1мВ/дел(есть и лучше), то уже реально визуальное исследование значения гармоник 0,001% и нужно еще очень постараться получить такое его низкое значение на частоте 50 кГц. Вячеслав

[shkal]

Сейчас к макетке подключена пара D44H11\D45H11 и с ней я проверял в том числе и без нагрузки

Сейчас помоделил - действительно не звенит. 10 Ом в базах предвыхода можно попробовать коротнуть.

[alnikst]

Совет от Петрова.

[fakel]

Совет от Петрова.

Это уже 2х-каскадный УН получается, с миллером 1ого ДК
Поэтому тут неинв включение лучше - цепь ООС можно сделать низкоомной

[viktor8m]

Совет от Петрова.

Ничего не имею против данных советов, но от добра добра не ищут, эта схема уже 2 года работает в реальной биампинг-системе (хоть и не моей) и за это время с честью (а слушали многие) прошла проверку на огромном числе разнообразного музыкального материала, поэтому я и для своей системы буду делать эту же схему, а не экспериментировать в который раз с неизвестным результатом (и так мой поиск идеального звука затянулся, а это первая моя схема, которую за столько лет не захотелось улучшать, правда она для меня идеальна только выше 500 Гц, но у меня для мидбаса будет свой усилитель, а для самых низких ещё и сабуфер). Что касается коррекции, то первоначально макет проверялся с парой D44H11\D45H11 и с ней 6.8 пФ полностью хватает, но планировались более мощные японские (всё таки класс А, а я не люблю, когда кристалл постоянно нагрет выше 100 гр.), а в итоге были установлены похожие (в т.ч. по частотке) от ON (NJW0281\NJW0302) и с ними для гарантии в коррекцию поставил два последовательно 33 пФ FKP2 (т.е. 16.5 пФ), макс. скорость конечно хуже, но всё равно это более 150 В\мкс и двухлетнее прослушивание показало, что этого хватает. Недавно получил сэмплы с NJL0281\NJL0302 (с диодом термостабилизации), возможно в своём варианте поставлю их.

[клистрон]

но только не ESR

viktor8m, электролиты - дело тонкое, не раз убеждался на опыте. А из Вашей практики, по каким субъективным/объективным характеристикам конденсаторы ESR не хороши для БП?

И ещё вопрос - а jamiconы, по Вашему мнению, как котируются для БП (Встречал отзывы о них, как неподходящих для аудио)?

[viktor8m]

А из Вашей практики, по каким субъективным/объективным характеристикам конденсаторы ESR не хороши для БП?

Такой практики не имею, исхожу исключительно из опыта других (почерпнутого на многих форумах за много лет), что резко экономит финансы. Конкретно для данного усилителя в схеме БП (на каждый канал) из поста 23 в реальности стоЯт С1 и С2 10000\35 CDE 380LX, а С3 и С4 6800\35 Nichicon KG TYPE-II, резисторы 0.33 Ом включены во все соединения между электролитами (т.е. не 2, а 4 резистора), а трансформатор использован тор 120 ВА 18+18 В (т.к. у многих колонок импеданс растёт на ВЧ, то увеличил выходное напряжение до +-25 В и поэтому увеличены и электролиты). Такой БП дал нужное качество, поэтому не игрался с другими электролитами.

И ещё вопрос - а jamiconы, по Вашему мнению, как котируются для БП (Встречал отзывы о них, как неподходящих для аудио)?

Если делать по принципу CRC, то первыми могут быть и джамиконы (если конечно не подделка), а вот со вторыми надо быть осторожным.

[Romanoff]

viktor8m, а плату можно посмотреть, в целях самообразования?

[Prophetmaster]

Предлагаю на суд форумчан высококачественный маломощный (10-15 Вт) УМ для чувствительной акустики или для отдельного питания ВЧ головки в триампинге. Сначало о концепции (техническом задании), а потом о схеме:

Вы его позиционируете как для ВЧ, в основном.

правда, она для меня идеальна только выше 500 Гц

Можете пояснить это? В чем проблема для этого УМ играть полный диапазон?

[dekko]

В чем проблема для этого УМ играть полный диапазон?

видимо в недостаточной мощности?