Усилитель Сергея Рубальского

[Olegyurich]

Опубликован в апрельском Радиохобби, я так понимаю только начало.
Статьи я не читал из-за отсутствия журнала, но на сайте РХ доступны МС файлы частей усилителя. Прилагаю их. Предлагаю обсудить, насколько актуально. Насколько я понимаю, заявлено высокое быстродействие и ультранизкие искажения. Лично мое мнение - вариация на тему УМЗЧ ВВ. единственное, что заинтересовало- подача напряжения в эмиттер второго транзистора каскода, насколько это оправдано?

P.S. Добавлена полная схема усилителя.

[Nick]

Так что, все модели неправильные или только единичные экземпляры попадаются? Может ребята подскажут какие модели выкинуть, а какие использовать.

Я незнаю насчёт всех, но там где вы видите RE=1 для мощного (и не очень тоже) биполяра скорее всего модель неправильная (очень много японских моделей с таким RE).
Я спрашивал какие модели правильные, но они не знают, т.к. используют модели производителей и они их сами не проверяют. Сказали лучше использовать самые последние модели от производителей, особенно для японских т.к. у них они могут быть старыми (и вероятно неправильными).
А вы не пробовали использовать модели IRF ?

Вот ещё от них письмо, я их спросил - может это опечатка (m забыли дописать)?:
That could be the case. The distribution agreement we have with the
company states that we can*t edit the models which is pretty standard for
the agreements we have with manufacturers. We have to query them to take a
look at it unfortunately which may take a while depending on how responsive
they are.
Короче говоря они даже не имеют права их редактировать, как производитель дал - так и пользуйте, все вопросы к производителям

[Serge_Po]

Есть ли у автора вариант схемы с биполярными на выходе, или такой вариант существенно хуже. Непонятно применение нелинейных цепей смещения для полевиков(у них ВАХ ближе к линейной чем к экпоненциальной,в отличии от биполяров).
Прогнал модель "Феникс-005" с квазикомплементарным выходом(КТ807Б+2*КТ808А в положительном плече, КТ626В+2*КТ808А в отрицательном), правда с буржуйскими моделями.Отрицательное плечо(ОЭ-ОЭ) оказалось гораздо сильнее склонно к возбуждению, вероятно из-за худших частотных характеристик, т.е. при определенной коректирующей емкости положительная полуволна была чистой, а при отрицательной возникал возбуд.Применительно к сабжу-может упростить ВК, поставить истоковый повторитель и изменить цепи коррекции.В модели показывает результаты практически такие же, но с гораздо лучшей повторяемостью, полной независимостью от цепей смещения ВК.

[wert]

Применительно к сабжу-может упростить ВК, поставить истоковый повторитель и изменить цепи коррекции.В модели показывает результаты практически такие же, но с гораздо лучшей повторяемостью, полной независимостью от цепей смещения ВК.

Сумматор, УН, буфер можно применять с любым выходным каскадом. С цепями коррекции у Вас не все в порядке - импульсная характеристика развалена, быстродействие около 200 В/мкс. Гармонические и интермодуляционные искажения при Вашей модернизации возросли, переходные искажения в 10 раз выше. Схема поддается и упрощению и усложнению. Я в статье показал базис, который может быть значительно улучшен за счет компенсации емкостей Миллера, модернизации сумматора и УН. Сейчас заканчиваю разрабатывать вариант быстродействие которого выше 1000 В/мкс. Главная задача не опустить уровень достигнутых параметров УМЗЧ, а двигаться к постоянному улучшению.

wert добавил 29.08.2006 в 19:37

Есть ли у автора вариант схемы с биполярными на выходе

Такой вариант может быть осуществлен на биполярах с минимальными емкостями переходов (например MJE370,520), при значительных емкостях вых каскад не устойчив. Реально вых. каскад на бипол транз. собрать для вых.мощности 10 - 20 ватт не более. В будущем с появлением новых мощных транзисторов с минимальными емкостями переходов можно будет думать о больших мощностях, и по этой причине перевел вых. каскад на МОП с соответсвующими доработками.

[Serge_Po]

С цепями коррекции у Вас не все в порядке - импульсная характеристика развалена, быстродействие около 200 В/мкс. Гармонические и интермодуляционные искажения при Вашей модернизации возросли, переходные искажения в 10 раз выше.

Какая методика расчета цепей коррекции?, я просто закорректировал, чтобы не было возбуда при данной емкости в нагрузке.THD вырос всего на 20-25%, а переходные искажения в железе могут быть ниже, если у полевиков будет разброс по напряжению отсечки(т.е. отключение и включение при переходе через 0 будет происходить не сразу у всех, а поочередно) в модели это хорошо видно если хотя бы одну пару заменить на другой тип, например IRF540(9540).

На счет биполяров согласен, у меня тоже не получалось прикрутить ВК на биполярных, вернее приходилось сильно корректировать УН, в результате получить хороший уровень THD не удавалось.Но ожидать появления мощных биполярных транзисторов с малыми емкостями переходов не стоит, эти параметры взаимосвязаны, или это уже будет не в кремнии.

[wert]

Какая методика расчета цепей коррекции?, я просто закорректировал, чтобы не было возбуда при данной емкости в нагрузке.

Можно двумя методами решать задачу.
1. Расчетный – карандаш, бумага и куча расчетов, формул, в результате обьемный по времени и усилиям процесс не всегда приводит к работоспособному варианту схемы (при макетировании часто получаются совершенно иные от расчетных значения цепи коррекции).
2. Эмуляция в МС, для этого и МС придумали, чтобы рутиной компьютер занимался.
Если коррекция однополюсная – задаете пределы изменения параметров цепи коррекции и прослеживаете вид импульсной характеристики. Оптимальные для импульса значения конденсатора и резистора цепи коррекции не всегда удовлетворят требованиям необходимой устойчивости, поэтому второй шаг – оптимизация цепи коррекции по импульсу и устойчивости. И третий шаг – подгон параметров коррекции по нелинейным искажениям. Затем проверяете результирующую по импульсу, устойчивости и нелинейным искажениям.
При использовании комбинации двухполюсной и однополюсной коррекции работы прибавляется. Первый шаг подбираете параметры двухполюсной коррекции (методика изложена выше), при этом не обращаете внимание на фронтальный выброс на импульсной характеристике. Второй шаг подключаете однополюсную коррекцию и номиналом конденсатора убираете фронтальный выброс до 3-5%. Третий шаг поиск оптимума для двух коррекций по импульсной характеристике, устойчивости, гармоническим и интермодуляционным искажениям. Работа по оптимизации цепей коррекции занимает много времени, если суммарный результат не удовлетворяет задуманному приступаем к изменению статических параметров каскадов УМЗЧ и опять повторяем методику подбора цепи коррекции.

[wert]

На счет биполяров согласен, у меня тоже не получалось прикрутить ВК на биполярных, вернее приходилось сильно корректировать УН, в результате получить хороший уровень THD не удавалось.Но ожидать появления мощных биполярных транзисторов с малыми емкостями переходов не стоит, эти параметры взаимосвязаны, или это уже будет не в кремнии.

Ожидать появления новых транзисторов не стоит. Схема Дарлингтона может быть с успехом применена для уменьшения емкостей переходов. В картинках представляю полученные результаты на нагрузке 4 Ом при Рвых=120Вт. Схема устойчива до 2мкф срывов не наблюдается. Пробовал с разными моделями транзисторов (дабы избежать всеобщей абструкции по поводу не корректных моделей) результат повторяем если первые транзисторы в составном Дарлингтоне имеют минимальные емкости переходов. Схему в МС формате прикрепляю. По гармоникам схема супер, смотрю импульсные характеристики, быстродействие высокое - выше 4000в/мкс, импульс практически ровный.

[Nick]

Ожидать появления новых транзисторов не стоит. Схема Дарлингтона может быть с успехом применена для уменьшения емкостей переходов. В картинках представляю полученные результаты на нагрузке 4 Ом при Рвых=120Вт. Схема устойчива до 2мкф срывов не наблюдается. Пробовал с разными моделями транзисторов (дабы избежать всеобщей абструкции по поводу не корректных моделей) результат повторяем если первые транзисторы в составном Дарлингтоне имеют минимальные емкости переходов. Схему в МС формате прикрепляю. По гармоникам схема супер, смотрю импульсные характеристики, быстродействие высокое - выше 4000в/мкс, импульс практически ровный.

Непонятно почему у вас выходные быстро закрываются? В таком включении это помоему невозможно. А вы смотрели сквозной ток?

[MikeF]

Offтопик:
опять открываю и одни пустые квадратики, как это убрать то?

[wert]

Непонятно почему у вас выходные быстро закрываются? В таком включении это помоему невозможно. А вы смотрели сквозной ток?

До 20 кГц все в норме, выше с ростом частоты появляется сквознячок и с ростом чатоты увеличивается. Рассасывающие заряд базы цепочки для составных транзисторов устраняют недостаток. Схему с цепочками приведу вечером, а пока токи для приведенной выше схемы для 1кГц и 10кГц, обратите внимание на плавность захода в режим отсечки и отсутствие пересечения нулевого уровня. Посмотрел в импульсе - сквозные токи высоки, на выходе нормальная прорисовка импульса. Для синуса 20кГц прикрепляю графики токов, гармоники в процентах и децибелах, схема уже с цепями рассасывания остаточных зарядов баз составных транзисторов и график тока через транзисторы ВК при отработке меандра. Доработанную схему ВК прикрепляю и графики токов и гармоник к ней, уровень гармоник еще уменьшился до -94дБ. (Резисторы в эмит. составных транзисторов необходимо установить по 0,05 Ом, уровень гармоник не увеличивается, устойчивость до 1 мкФ в нагрузке).
Просьба к саратникам по "паяльнику".
Кто найдет время - проэмулируйте в Ваших прогах приведенную схему, а то результаты у меня в МС8 получаются слишком революционные и настораживающие.

[wert]

опять открываю и одни пустые квадратики, как это убрать то?

Михаил! Не понял Вашего вопроса.

[MikeF]

у меня это выглядит так:

[wert]

у меня это выглядит так:

У меня программа - МС8, и изображен транзистров в норме, как на выложенном рисунке. Попытайтесь подменить изображение транзисторов на стандартное. В дальнейшем буду выкладывать схемы в стандартном (МС) изображении, присоединяю схему ВК в формате МС.

[Nick]

Попробуйте вставить модели от производителя, например Моторолы

.MODEL Qbd242c pnp
+IS=1e-09 BF=144.298 NF=0.85 VAF=15.6106
+IKF=1.39466 ISE=8.61573e-12 NE=3.32689 BR=0.1
+NR=0.75 VAR=19.1801 IKR=10 ISC=3.98813e-12
+NC=3.60783 RB=0.1 IRB=0.1 RBM=0.1
+RE=0.0001 RC=0.0601441 XTB=0.828305 XTI=1
+EG=1.05 CJE=3.18622e-10 VJE=0.49128 MJE=0.481942
+TF=1e-08 XTF=4.23532 VTF=7.00536 ITF=0.001
+CJC=3.12657e-10 VJC=0.630571 MJC=0.450516 XCJC=0.799996
+FC=0.8 CJS=0 VJS=0.75 MJS=0.5
+TR=9.57121e-06 PTF=0 KF=0 AF=1

.MODEL Qbd241c npn
+IS=1e-09 BF=144.987 NF=0.521792 VAF=16.0104
+IKF=1.39046 ISE=8.61786e-12 NE=3.32675 BR=0.1
+NR=0.75 VAR=19.8928 IKR=10 ISC=3.98816e-12
+NC=3.60784 RB=0.1 IRB=0.1 RBM=0.1
+RE=0.0001 RC=0.0646733 XTB=0.864855 XTI=1
+EG=1.05 CJE=3.18622e-10 VJE=0.491278 MJE=0.48194
+TF=1e-08 XTF=4.00977 VTF=7.58156 ITF=0.001
+CJC=3.12657e-10 VJC=0.63057 MJC=0.450516 XCJC=0.799994
+FC=0.511498 CJS=0 VJS=0.75 MJS=0.5
+TR=9.57121e-06 PTF=0 KF=0 AF=1

.MODEL Qbd139 npn
+IS=1e-09 BF=222.664 NF=0.85 VAF=36.4079
+IKF=0.166126 ISE=5.03418e-09 NE=1.45313 BR=1.35467
+NR=1.33751 VAR=142.931 IKR=1.66126 ISC=5.02557e-09
+NC=3.10227 RB=26.9143 IRB=0.1 RBM=0.1
+RE=0.000472454 RC=1.04109 XTB=0.727762 XTI=1.04311
+EG=1.05 CJE=1e-11 VJE=0.75 MJE=0.33
+TF=1e-09 XTF=1 VTF=10 ITF=0.01
+CJC=1e-11 VJC=0.75 MJC=0.33 XCJC=0.9
+FC=0.5 CJS=0 VJS=0.75 MJS=0.5
+TR=1e-07 PTF=0 KF=0 AF=1

.MODEL Qbd140 pnp
+IS=1e-09 BF=650.842 NF=0.85 VAF=10
+IKF=0.0950125 ISE=1e-08 NE=1.54571 BR=56.177
+NR=1.5 VAR=2.11267 IKR=0.950125 ISC=1e-08
+NC=3.58527 RB=41.7566 IRB=0.1 RBM=0.108893
+RE=0.000347052 RC=1.32566 XTB=19.5239 XTI=1
+EG=1.05 CJE=1e-11 VJE=0.75 MJE=0.33
+TF=1e-09 XTF=1 VTF=10 ITF=0.01
+CJC=1e-11 VJC=0.75 MJC=0.33 XCJC=0.9
+FC=0.5 CJS=0 VJS=0.75 MJS=0.5
+TR=1e-07 PTF=0 KF=0 AF=1

Диоды будут "щёлкать" и удлинять спектр ...
Также я думаю, что ОБР у BD241/242 очень слабая. Лучше уж тогда D44H11/D45H11.

[wert]

Попробуйте вставить модели от производителя, например Моторолы

Благодарю за модели, попробовал. С предложенными моделями не все в норме. при смещениий Uбэ = 0,4 В ток кол. BD139/BD140 равен 30мА, для BD241/242 при Uбэ = 0,3 В ток Ic= 4А.
По этой причине проверять параметры схемы не имеет смысла. ВАХ предложенных Вами моделей транзисторов прикрепляю.

[wert]

Диоды будут "щёлкать" и удлинять спектр ...

С диодами Шотки ВАТ65 щелкать не должно, а ускорение получается значительным.

wert добавил 03.09.2006 в 17:36

Лучше уж тогда D44H11/D45H11.

А модели есть для пробы?

Результаты по гармоникам в посте 186 получились при полной комплементарности примененных транзисторов, это видно по низкому уровню четных гармоник, изменяя BF в моделях транзисторов в пределах 20% четные гармоники возрастают и достигают уровня нечетных, при этом уровень нечетных остается практически постоянным и зависит от режимов выходного каскада. Да, параметры моделей транзисторов для пар BD139/140 и BD241/242 в МС совершенно одинаковы, что и привело к таким результатам, но в этом есть и положительный штрих - сравниваешь два схемных решения (плюс двойку ЭП) с одинаковыми моделями и видно все плюсы и минусы выходных каскадов, по анализу полученных результатов принимается решение о дальнейшем движении.

[MikeF]

Offтопик:

Попытайтесь подменить изображение транзисторов на стандартное.

как?

[install]

Сергей, какие изменения в Ваш выходной каскад следует внести, при использованиии латеральных полевиков 2SK1048\ 2SJ162 в случае безООСного усилителя ? Готов воплотить в железе и промерить.
С уважением, Андрей

install добавил 04.09.2006 в 06:54
P.S.Конечно 2sk1058 !

[wert]

Сергей, какие изменения в Ваш выходной каскад следует внести, при использованиии латеральных полевиков 2SK1048\ 2SJ162 в случае безООСного усилителя ?

В библиотеке МС8 есть такие транзисторы, но чтобы приблизить результаты эмуляции и железа необходимо сверить параметры моделей транзисторов, если имеете таковые засылайте, если нет попробую с тем что есть. Цепи смещения изменятся, т.к. VTO у транзисторов 2SK1048\ 2SJ162 в 4 раза меньше чем у IRF640\IRF9640. Пока писал ответ уже схему изменил и прикрепляю рисунок. Кг на 1 кГц чуть выше, в диапазоне 10-100 кГц Кг такой же как у опубликованного варианта, за счет измененных цепей коррекции быстродействие 750 В/мкс (импульс ровный), устойчивость до 2 мкФ без срывов.
Добавляю график импульсной характеристики.
Без ОООС чуть позже, но уже можно сказать что уровень третьей и четвертой гармоник ВК слишком высокий, хотя спектр гармоник быстро спадающий, прикрепляю график уровня гармоник ВК в процентах при Рвых=120Вт.

[IVX]

wert, сорри за OFF, хотя форум вроде и о звуке тоже, скажите, как вообще звук у вашего усилителя vs других?

[wert]

wert, сорри за OFF, хотя форум вроде и о звуке тоже, скажите, как вообще звук у вашего усилителя vs других?

Сам хочу знать, заканчиваю разводку печатной платы, а дальше как время позволит, но желание услышать есть. Сравнивать звучание УМЗЧ с другими и комментировать корректнее не автору а независимым слушателям, т.к. в противном случае это обычная самореклама.

wert добавил 04.09.2006 в 16:19

Сообщение от wert
Попытайтесь подменить изображение транзисторов на стандартное.

как?

В посте 192 схема должна читаться.