Композитный цирклотрон. В чем подвох?

[Yamazaki]

Здравствуйте, уважаемые форумчане.
Игрался в симуляторе со схемой цирклотрона а-ля Lynx PA21, только на транзисторах попроще. А потом взял и включил половинки усилителя в общую петлю обратной связи с THS4131, как-то так:

Выглядит многообещающе. Уровень искажений исчезающе низок (Особенно мне понравился вариант с AD8397 в раскачке транзисторов) Естетсвенно, в железе такого трудно было бы добиться, но всё же... Предельные напряжения питания для операционников позволяют вытянуть ватт 50 на нагрузку 4 Ом.

В связи с этим возникают вопросы:
1) В чем подвох? В симуляторе всё гладко и красиво, но таких хитрых симулянтов уже было много...
2) Стоит ли доводить схему до реализации в железе?
3) Как это лучше сделать? Чтобы было надёжно, стабильно, ничего не горело и не выпускало волшебный дым и т.д.
4) Ну и в целом хотелось бы услышать мнение опытных специалистов.

Критика приветствуется, как по общей идее, так и по частностям, так же как и умные мысли, ликбезы и всяческое вразумление

sim.ms13.rar

[SAPR]

У вас ООС со вложенными контурами, что еще сильнее усложняет анализ.

Разносите полюса более, чем в три раза, и все будет ок.

[теоретизирующий практик]

анализ на устойчивость многополюсных САР(САУ) представляется довольно сложной задачей

В симуляторах не силён, но полагаю симулятор нам поможет.

[ntechmen]

В симуляторах не силён, но полагаю симулятор нам поможет.

может помочь, а может и навредить.

Анализ таких(подобных) схем в существующих симуляторах, без должного понимания работы схемы и симулятора, ведет однозначно к неправильным выводам. (Что последнее время наблюдается)
Слабое место симуляторов, при анализе усилителей и вч схем, это очень "оптимистичные" модели транзисторов. Для анализа на НЧ и постоянном токе, упрощенные модели годятся. Очень мало моделей транзисторов(особенно большой мощности) , поведение в динамике которых, близко к реальным моделям. А во многом именно возможности мощных транзисторов оказывают влияние на ачх усилителя.
Вот эта схема, хороший пример: на выход очень быстродействующего каскада усиления на оу (частота среза более 10мгц), без должной коррекции ачх, засажен "тормозной" транзистор с FT в 4мгц по паспорту и все это охвачено ООС. При этом для симулятора все ок, искажения минимальны, частота среза за пределами Ft транзистора, возбуда нет, и т.д.
Лично меня подобные симуляции как минимум настораживают.

[теоретизирующий практик]

Лично меня подобные симуляции как минимум настораживают.

Логично.

[Yamazaki]

на выход очень быстродействующего каскада усиления на оу (частота среза более 10мгц), без должной коррекции ачх, засажен "тормозной" транзистор с FT в 4мгц по паспорту и все это охвачено ООС

Вот и первый крупный подводный камень... Ну и как правильно притормозить CFA, если он не допускает наличия реактивных элементов в обратной связи?

Кстати, известны ли вам подходящие в данную схему мощные транзисторы, у которых в мультисиме модель имеет удовлетворительную точность (полевики тоже рассматриваем, на всякий случай). Или может быть какой-то из производителей транзисторов даёт точные модели отдельно, чтобы их добавлять в любые симуляторы?

[Djemshut]

Вообще, дарлингтонам в звуковых схемах, особенно в выходных каскадах, делать нечего.
у предлагаемых, уже на частоте в 100 кгц коэффициент передачи падает более чем в три раза, на мегагерце- вообще швах.
Зависимость коээфициента передачи от тока коллектора тоже не в дугу:
0.1 А- 500, 2А- почти 5000. Для сравнения, у 2SC2922- от 65 до 80 при тех же токах.

[OLZ]

2SC2922- от 65 до 80 при тех же токах

А если перед 2SC2922 стоит какой-нибудь бд139 и выходной каскад представляет собой повторитель двойку по схеме дарлингтона? Это, конечно, невероятный случай, но все-таки? Вообще, кто-нибудь снимал суммарную (выходной двойки) характеристику зависимости h21э от тока коллектора? Ямазаки, возьми модель 2N6284. Хороший звуковой дарлингтон, широко применявшийся известными фирмами, например, SAE в верхних моделях. Кстати, множество приличных усилителей прошлого сделаны на различных дарлингтонах типа BDW, BDV, 2N6284/87.

[fakel]

Вообще, дарлингтонам в звуковых схемах, особенно в выходных каскадах, делать нечего.

Ф пёрлы!

---------- Сообщение добавлено 19.58 ---------- Предыдущее сообщение было 19.54 ----------

Зависимость коээфициента передачи от тока коллектора тоже не в дугу:
0.1 А- 500, 2А- почти 5000. Для сравнения, у 2SC2922- от 65 до 80 при тех же токах.

И что? Зашунтируй бэ резиком в 100 Ом и получи от 60 до 80. Вот только зачем? Входное уменьшать, а ошибку увеличивать?

[SAPR]

Чем плох Дарлингтон - закрываются оба транзистора (в реж. АВ). У правильной двойки - только выходные.

[ntechmen]

(Особенно мне понравился вариант с AD8397 в раскачке транзисторов

Пример: грубая попытка формирования АЧХ усилителя так сказать на "глаз". Транзистор желательно с FT>=10мгц.


Hfe от F модели MJD 122G из мултисима.


сравнивая с паспортным

можно заметить, что на вч модель уж очень "оптимистична"

[Djemshut]

Вот только зачем? Входное уменьшать, а ошибку увеличивать?

Действительно, ну и зачем там дарлингтоны, в этом случае? Перлы-не перлы, а звучат они паршиво, в большинстве случаев.

[vl33]

Линкс писал что с AD815 цирклотрон возбуждался, поэтому остановился на оу с умощнением

[Pest]

можно заметить, что на вч модель уж очень "оптимистична"

Такое по моему со всеми, или почти всеми стандартными моделями - транзисторы, оу, диоды. Пользуюсь микро-капом, но думаю сами модели не сильно отличаются в разных программах.

Пример: грубая попытка формирования АЧХ усилителя так сказать на "глаз". Транзистор желательно с FT>=10мгц.

Тут нужно не АЧХ формировать, а АФЧХ с разомкнутой петлей ООС, то есть подавать сигнал на вход ООС, отсоединив его от выхода, и на выходе смотреть график. На данной картинке судя по АЧХ с замкнутой петлей, с учетом не учета ( ) ВЧ параметров моделей и уж тем более конструктива вероятен возбуд.

[Yamazaki]

Скачал с сайта Аналоговых Девиц модель для симуляции ADA4870. С ней и с полевиками IRL530 со спектрограммы исчезло вообще всё, кроме второй и третьей гармоник. Чудеса... Жаль, что всё это оторвано от реальности

цирклотрон ADA.rar

[Сухоруков Сергей]

Скачал с сайта Аналоговых Девиц модель для симуляции ADA4870. С ней и с полевиками IRL530 со спектрограммы исчезло вообще всё, кроме второй и третьей гармоник. Чудеса...

Симулятор пригоден лишь для приброски режимов/номиналов схемы. Звук по симулятору не оценишь, для этого нужен макет.

[ntechmen]

Тут нужно не АЧХ формировать, а АФЧХ с разомкнутой петлей ООС, то есть подавать сигнал на вход ООС, отсоединив его от выхода, и на выходе смотреть график.

Вот с этим мне заморачиваться не хотелось (тут и без симулятора понятно наличие кучи полюсов), поэтому на скорую руку. Частота среза по ур. -3db, около 9мгц, запас по фазе 70-80 град (не оптимально, но прозапас), прямоугольник без выбросов, что подтверждает правильность данных по "боде плотеру". (частоте среза и запасу по фазе). Да вдобавок частота среза усилителя ниже чем у модели транзистора, Hfe заканчивается. Если модели ОУ близки к реальным,а по ощущению близки (т.к. появилась целая "пачка" высших гармоник), то симуляция довольна близка к реальности, за исключением, что это все на скорую руку, мог чего нибудь не учесть.

[Yamazaki]

ntechmen, т.е. я правильно понимаю, что в таком виде, как вы нарисовали, это уже по крайней мере можно макетить?
Тут критиковали примененные транзисторы, если честно, я их "от балды" прицепил, что-нибудь посоветуете вместо них? Может быть вообще дарлингтоны заменить составленным из двух дискретных транзисторов каскадом, или полевики, или ещё что-то такое? Если 1795 по даташиту в пике выдаёт пол-ампера, значит теоретически можно даже просто биполяр прицепить и этого будет достаточно, микросхема сможет его раскачать. Даст ли это какие-то преимущества с точки зрения устойчивости и других параметров?

[ntechmen]

это уже по крайней мере можно макетить?

схема на AD8397 должна работать в железе, над коррекцией афчх скорей всего нужно будет еще посидеть.
Что касается транзисторов, можно применить что нибудь из следующего 2sc5171 и 2sc5198, или bd139 и 2SD1913.

По поводу применения мощных полевых транзисторов, пока ничего сказать не могу. Большая емкость затвора, кардинально все усложняет. (с ними так просто не получится).

---------- Сообщение добавлено 21.06 ---------- Предыдущее сообщение было 20.59 ----------

Если 1795 по даташиту в пике выдаёт пол-ампера, значит теоретически можно даже просто биполяр прицепить и этого будет достаточно, микросхема сможет его раскачать.

Да сможет. Доп. каскад по схеме ОК увеличит максимальный выходной ток на Hfe транзистора.

---------- Сообщение добавлено 21.13 ---------- Предыдущее сообщение было 21.06 ----------

Даст ли это какие-то преимущества с точки зрения устойчивости и других параметров?

Не совсем корректный вопрос.
С точки зрения умощения выхода - хорошо.
С точки зрения обеспечения устойчивости, усложняет задачу, т.к. вносим дополнительное "инерциональное" звено.

[lazertok]

По поводу применения мощных полевых транзисторов, пока ничего сказать не могу. Большая емкость затвора, кардинально все усложняет. (с ними так просто не получится).

Без проблем...
перенабил в симе 12 - графическая модель входного ОУ в нём чуток кривая, включил симметрично
поигрался с коррекцией АЧХ, ФЧХ
и ещё кое что... подцепил на бум в среднюю точку нагрузки для двух динов по 4 Ом.
интересный эффект - в спектре отсутствуют нечётные гармоники !!!
некоторые параметры (грубо)
- моща около 40 Вт - номинальная
- входное 570 мВ
- уровень 2-й гармоники (40кГц) - минус 85 дБ от основной 20кГц
эти микры для балансных симметричных линий
ОУ такой линейки много, есть с не балансного/ на балансный (симметричный) и наоборот с Кг = 0.ОООО!!!
надо будет поискать и "по играться" в симе...
П.С. ток покоя ВК (около 100мА) для двух плеч одновременно, выставляется подбором смещения на входном ОУ

файл симулятора в симе 12
Циклотрон на МО&#1.rar

[ntechmen]

Без проблем...
перенабил в симе 12 - графическая модель входного ОУ в нём чуток кривая, включил симметрично
поигрался с коррекцией АЧХ, ФЧХ
и ещё кое что... подцепил на бум в среднюю точку нагрузки для двух динов по 4 Ом.
интересный эффект - в спектре отсутствуют нечётные гармоники !!!
некоторые параметры (грубо)
- моща около 40 Вт - номинальная
- входное 570 мВ
- уровень 2-й гармоники (40кГц) - минус 85 дБ от основной 20кГц
эти микры для балансных симметричных линий
ОУ такой линейки много, есть с не балансного/ на балансный (симметричный) и наоборот с Кг = 0.ОООО!!!
надо будет поискать и "по играться" в симе...
П.С. ток покоя ВК (около 100мА) для двух плеч одновременно, выставляется подбором смещения на входном ОУ

Если вкратце, в данном виде эта схема неработоспособна.

Если вы хотите применить в качестве драйвера именно LT1795, то вам, для начала нужно добиться работы отдельно этого каскада. (вне структуры циклотрона).
Т.к. у вас в "циклотроне" каскад на LT1795 охвачен местной ООС, которая в свою очередь является частью контура общей ООС, вам необходимо произвести коррекцию АЧХ ФЧХ этого каскада, с учетом полевого транзистора, добиться гарантированной устойчивости каскада. именно этот каскад будет определять частоту среза усилителя (ачх и фчх усилителя).

Учитывая "дикую скорость нарастания" оу , широкую полосу пропускания, и большие динамиченские емкости полевого транзистора, все это представляется не такой простой задачей, так с наскока ее не решить. (нужно строить модель для симулятора , а потом проверять симуляции на практике).