TubSuMo - гибрид с низким уровнем искажений и превосходным звуком

[vzaichenko]

Как обещал чуть ранее, публикую свой прошлогодний проект гибридного усилителя с низким уровнем гармонических и интермодуляционных (что особенно приятно) искажений. 12AU7 на входе, связь входного дифференциального каскада и УНа "а-ля Sansui", на выходе - выходная секция EF3 "non-switching". Оригинальный УН - комбинация супер-пары Баксандала и каскода Хоксфорда - обеспечивает высокую линейность в сочетании с прекрасным, ровным клиппингом без "прилипаний".

Замеры сделаны при питании +/-50В, для чего номиналы R6, R11 установлены в 10к, а стабилитроны D8, D9 сняты (изначально было сделано под +/-70В).
Спектры замерены при выходной мощности 50Вт на нагрузке 8 ом.

Хэв фан

[belka]

Не понял, зачем тащить сигнал из верхнего плеча в нижнее, если

Что бы твёрдый над дифкаскадом каскод не городить дифкаскад остался работать на малых напряжениях питания. К тому же Q15 не совсем что бы с общей базой включен.

В случае с лампой тоже не понимаю.

[Nick-nack]

Я собственными глазами наблюдал этот процесс на экране осциллографа на прототипе с медленными биполярными транзисторами MJL21193/94 (fT=4МГц). Ситуация усугубляется такими эффектами, как снижение беты и fT при росте тока коллектора.

При замене их на MJL3281/1302 (fT=30МГц) эффект полностью пропадает.

Когда такое пишете, нужно чётко описывать все условия теста.
Какой драйвер был, его ток покоя, двойка или тройка повторителей, был ли фильтр ны выходе итд.

Потому-что в определённых условия (высокий ток покоя драйвера/предрайвера на подходящих транзисторах, LRC фильтр на выходе) именно 21193/94 будут ГОРАЗДО меньше склонны к КИ, чем 3281/1302.
И ft выходников тут не при чём

[Валет]

Докажите про задержку! И пороговое значение задержки укажите. Чтобы все стало понятно.
Пока непонятно.

при переключении плеч ВК коэффициент передачи ВК претерпевает два излома передаточной функции, первый при входе ВК в режим класса А, второй - при выходе……Усилитель, вследствие ограниченного быстродействия не может мгновенно среагировать на изменение коэффициента передачи ВК в момент излома…..Для этого нужно чтобы УМЗЧ имел бесконечно широкую АЧХ, т.е. нулевую задержку.

КИ без ООС конечно есть, куда же им деться, только на звук они не оказывают такого пагубного воздействия, как в присутсвии ООС.

Это оттого, что искажения от нелинейностей низкого порядка маскируют КИ, имхо.

Динамические КИ возникают в случае, когда выходные транзисторы (будучи как правило самыми медленными) недостаточно быстро закрываются, таким образом, что возникает некоторый (больший или меньший) сквозной ток. То есть, одно плечо начинает открываться, в то время как другое до конца закрыться еще не успело.

Это другая причина возникновения КИ. Она имеет значение при старых НЧ транзисторах в ВК. Ее можно практически ликвидировать, сделать неосновной, если транзисторы ВК схемными методами заставить работать в режиме, при котором выключение неактивного плеча происходит при некотором ненулевом токе, когда частотные свойства транзистора лучше.
Динамические КИ, вызванные изломами передаточной функции УМ, даже теоретически, неустранимы в классе АВ.

[fakel]

при переключении плеч ВК коэффициент передачи ВК претерпевает два излома передаточной функции, первый при входе ВК в режим класса А, второй - при выходе……Усилитель, вследствие ограниченного быстродействия не может мгновенно среагировать на изменение коэффициента передачи ВК в момент излома…..Для этого нужно чтобы УМЗЧ имел бесконечно широкую АЧХ, т.е. нулевую задержку.

Чем дело-то закончилось? А то 11 страниц читать лениво...

[Валет]

Чем дело-то закончилось?

Счастливым концом.

[fakel]

Если ток покоя выбирать достаточно малым, то при подходе к нему крутизна ВК падает (rэ растет, эмиттерные резисторы отсутствуют) и удвоение крутизны при совместной работе не так заметно, верно?

---------- Сообщение добавлено 16.23 ---------- Предыдущее сообщение было 16.20 ----------

И если например, подтягивать эмиттеры ВК резисторами к противоположным шинам ИП, проблема решится?

[Валет]

В идеальном классе В КИ могут теоретически отсутствовать. Реальный класс В с малым начальным током можно рассматривать, как микрокласс АВ, кроме того при таком режиме сильнее сказывается различие в усилительных и частотных свойствах транзисторов ВК.

---------- Сообщение добавлено 14.31 ---------- Предыдущее сообщение было 14.28 ----------

Таким путем проблема не решается, изломы ПФ остаются.

[fakel]

Отрицательное сопротивление последовательно с rэ, равное rэ?

[Валет]

Каким Вы видите схемное решение Вашего предложения? Учтите еще, что rэ зависит от тока эмиттера.

[fakel]

Как-то так...

[Валет]

Если полностью скомпенсировать rэ (собственно транзистора и внешнее), т.е. сделать так, что полное rэ=0, то КИ в ВК, вызванные эмиттерными сопротивлениями, будут отсутствовать.

[SAPR]

Как-то так...

Это ни о чем.
Например первая схема:
1. вместо выходных транзисторов будут открываться\ закрываться мощные диоды (хрен редьки не слаще)
2. А нарисуй нормальный ИТ (а не симуляторный идеальный) для такой схемы.
3. И наконец, реальный ВК по этой идее - с замерами, прослушкой и т.д. Тогда поверю

[fakel]

Если полностью скомпенсировать rэ (собственно транзистора и внешнее), т.е. сделать так, что полное rэ=0, то КИ в ВК, вызванные эмиттерными сопротивлениями, будут отсутствовать.

Стабилизируя напряжение Uбэ, стабилизируем падение напряжения на rэ, т.е. сигнал на нем не будет высаживаться. Эта задача решается при помощи ОСВИ, для которой Uбэ - напряжение ошибки

вместо выходных транзисторов будут открываться\ закрываться мощные диоды (хрен редьки не слаще)

Это да. Но, может, диоды повысокочастотнее поставить, и сместить таким образом КИ за пределы слышимого диапазона, а на выходе сынтегрировать фильром НЧ?

А нарисуй нормальный ИТ (а не симуляторный идеальный) для такой схемы.

Достаточно пары резиков на противоположные шины питания

И наконец, реальный ВК по этой идее - с замерами, прослушкой и т.д.

Это мысли вслух

[fakel]

Джон Броски предлагает весьма оригинальное решение проблемы - заменить один резкий излом на несколько не очень резких
http://tubecad.com/2015/11/blog0333.htm
мне это напомнило это
http://oboioptom.ru/wp-content/uploa...vod_ugolok.jpg меняем на 2 таких http://oboioptom.ru/wp-content/uploa...ok_45_grad.jpg

далее в своем блоге он переходит к коррекции "вперед"

[Валет]

Да нет никаких резких изломов на передаточной функции выходного каскада УМ

Влияние эмиттерных резисторов на линейность передаточной функции ОК можно проследить по неоптимальной (для большей наглядности), но вполне работоспособной схеме ВК в приложении.
Коэффициент передачи ВК с входа на нагрузку при работе одного плеча равен 0.5. При малом сигнале ВК работает в классе А и ток в нагрузку поступает через оба эмиттерных резистора, коэффициент передачи составляет 0,67, т.е. в 1,33 раза больше.
Это означает, что при переключении плеч ВК коэффициент передачи ВК претерпевает два излома передаточной функции, первый при входе ВК в режим класса А, второй - при выходе. Передаточная функция такого каскада имеет линейно-кусочный вид

далее в своем блоге он переходит к коррекции "вперед"

Коррекция «вперед» позволяет почти полностью избавиться от КИ. Наиболее эффективной, имхо, является структура УМ, обозначаемая «класс АА»

[vzaichenko]

Не понял, зачем тащить сигнал из верхнего плеча в нижнее, если ОБ сверху уже есть и его эмиттер призывно смотрит на УН: ну войди же в меня, войди!

Такой вариант в принципе наверное имеет право на жизнь, но это будет совсем другая история, кроме того - там возникает проблема с фазовой характеристикой, требующая дополнительных усилий.
Здесь весь смысл - в токовом управлении. Увеличение тока коллектора Q15 приводит к линейному уменьшению тока на выходе нижнего источника.
В принципе, можно сделать входную пару более высоковольтной и сильноточной и управлять током верхнего источника прямо с правого коллектора (стока, анода ) входной пары, увеличив соответствующим образом ее ток покоя. Но тогда децибелл на 10 падает коэффициент усиления при разомкнутой петле (Q15-то нету) и соответственно глубина обратной связи, а мне бы этого не хотелось, потому что ВК, который и вносит львиную долю искажений, надо как-то держать под контролем и эти 10дб будут очень кстати. Естественно, если ВК в классе А или что-то из разряда "non-switching" - тогда да, валиант неплохой может получиться.

[QUOTE=fakel;2132969]

Offтопик:
Купол у тебя какой?

Crossfire 149. Загрузка около 2-х... тяжеленький я

---------- Сообщение добавлено 18.01 ---------- Предыдущее сообщение было 17.52 ----------

Когда такое пишете, нужно чётко описывать все условия теста.
Какой драйвер был, его ток покоя, двойка или тройка повторителей, был ли фильтр ны выходе итд.

Потому-что в определённых условия (высокий ток покоя драйвера/предрайвера на подходящих транзисторах, LRC фильтр на выходе) именно 21193/94 будут ГОРАЗДО меньше склонны к КИ, чем 3281/1302.
И ft выходников тут не при чём

Согласен, условия хорошо бы, но не помню уже Режим драйверов конечно влияет. А у выходных транзисторов с ростом тока коллектора в определенный момент будет резко снижаться как бета, так и fT.
Поэтому 21193/94 хорошо работают в медленных схемах, а быстрый фронт-енд их нередко просто убивает, вызывая сквозной ток от рельса до рельса

---------- Сообщение добавлено 18.04 ---------- Предыдущее сообщение было 18.01 ----------

при переключении плеч ВК коэффициент передачи ВК претерпевает два излома передаточной функции, первый при входе ВК в режим класса А, второй - при выходе……Усилитель, вследствие ограниченного быстродействия не может мгновенно среагировать на изменение коэффициента передачи ВК в момент излома…..Для этого нужно чтобы УМЗЧ имел бесконечно широкую АЧХ, т.е. нулевую задержку.


Это оттого, что искажения от нелинейностей низкого порядка маскируют КИ, имхо.


Это другая причина возникновения КИ. Она имеет значение при старых НЧ транзисторах в ВК. Ее можно практически ликвидировать, сделать неосновной, если транзисторы ВК схемными методами заставить работать в режиме, при котором выключение неактивного плеча происходит при некотором ненулевом токе, когда частотные свойства транзистора лучше.
Динамические КИ, вызванные изломами передаточной функции УМ, даже теоретически, неустранимы в классе АВ.

Хмм... насчет изломов передаточной функции - попробую по-моделировать... с этой точки зрения я не смотрел

[Валет]

Ваших доказательств так и не видно.

Какие доказательства Вам нужны? Вроде я ответил на все Ваши вопросы.

[Nick-nack]

Поэтому 21193/94 хорошо работают в медленных схемах, а быстрый фронт-енд их нередко просто убивает, вызывая сквозной ток от рельса до рельса

Это НЕ Верно!!!
снижение беты с частотой нас абсолютно не колышит, если выход "защищён" фильтром

[vzaichenko]

Это НЕ Верно!!!
снижение беты с частотой нас абсолютно не колышит, если выход "защищён" фильтром

Ну как же не колышит-то? Берем простейший случай. Резистивная нагрузка. Выше определенного тока коллектора fT снижается (и без того медленный 21193/94 закрывается еще медленнее). Закрывается транзистор всегда медленнее, чем открывается. Одно плечо уже открыто, другое еще не закрыто. Бац - оба убиты.

Я это проделывал на живом прототипе с 21193/94
Затем меняем на NJW3281/1302 - эффект больше не наблюдается. В них происходит все то же самое, но в существенно меньшей степени и до "перекрытия" не доходит. Снижение тока коллектора происходит намного быстрее.

[Валет]

Берем простейший случай. Резистивная нагрузка. Выше определенного тока коллектора fT снижается (и без того медленный 21193/94 закрывается еще медленнее).

Максимально высокие частотные свойства транзисторов ВК в УМ кл.АВ необходимы при переключении плеч (т.е. до двойного тока покоя), когда скорость изменения тока коллектора наибольшая, т.е при относительно небольших токах. Для максимальных токов отбираемых от УМ критично не ухудшение частотных свойств транзисторов, а уменьшение коэффициента усиления.