Транзисторный ламповик Сергея Рубальского

[toro]

Кто нибудь уже макетировал/отслушивал усилитель Сергея Рубальского с последнего Суховского РадиоХобби, №5-6 2014, стр.38, С.Рубальский «Транзисторная альтернатива ламповому однотакту». Отличительная функция - регулируемый уровень гармонических искажений. Собираюсь повторить схема довольно проста, и в статье описаны и классифицированы "новые" искажения в УМ и простые способы их измерения. Могу скрины с приложить если это можно здесь.

Сергей Рубальский структурировал информацию о "транзисторном ламповике",
частично с 3 -го пункта по 9 пункт ссылки на результаты, полученные в макете - "железе".
1.Статья и тут
2.Файлы эмуляции в МС10
3.Принципиальная схема ВК и варианты макетных плат 1 2 3
4. Фото макета
5. Диф фильтр
6. Спектр гармоник макета ВК
7. Регулировка спектра гармоник макета ВК, меандр
8.Искажения при мягком клиппинге в макете 1 2
9.Оценка искажений амплитудно-фазового спектра сложного сигнала в макете

Дополнительно в теме рассматривались вопросы:
1. Искажения амплитудно-частотной характеристики (полюса)
2. Зависимость линейных и нелинейных искажений
3. Связь искажений АХ и ГВЗ в динамике.
4. Искажения фазо-частотной характеристики, запас фазы, устойчивость
5. Статическое и динамическое входное сопротивление ВК в полосе частот и нагрузок и
выходное динамическое сопротивление ВК в диапазоне токов покоя
6. Статическая и динамическая амплитудные характеристики
7. Переключательные искажения
8. Амплитудные искажения.
9. Клиппинг
10. Стресс тест
11. Искажения Амплитудно-фазового спектра сложных сигналов.
12. "Транзисторный ламповик" для наушников.

[dalidovich]

Можите модельку выложить поиграться........

[wert]

в последней схеме дарлингтоны в питании ОУ

Микросхемка маломощная, ток покоя чуть более 2 мА.
падение напряжения на диодах формируется током микросхемки,
ток базы одного транзистора в пиках при нагрузке может достигать 1,5 мА,
микросхемка способна раскачать один транзистор ОЭ до половинного напряжения на нагрузке, далее искажение и ограничение.
Дарлингтон решает проблему.

---------- Сообщение добавлено 15:05 ---------- Предыдущее сообщение было 15:05 ----------

Можите модельку выложить поиграться

Вечером прикреплю

[fakel]

Так основная доля тока через диоды уходит!

[wert]

Так основная доля тока через диоды уходит!

Дарлингтон для облегчения применен.
Модельку усилителя для наушников прикрепляю.
В малосигнальном анализе АС показаны запасы устойчивости по амплитуде и фазе при изменении емкостной нагрузки.
В Transient по искажениям амплитудной характеристики можно судить о поведении амплитудно-фазовых искажений основной несущей воздействия о ее статическом или динамическом характере.
Вкладка Harm в диапазоне частот показаны THD
Вкладка IMD характеристики IMD2 IMD3 при изменении амплитуды сигнала.

[fakel]

Дарлингтон для облегчения применен.

Кого, простите?

[.Васильев]

Прогнал по своему модельку.Слабоваты параметры,слабоваты.

[wert]

Прогнал по своему модельку.Слабоваты параметры,слабоваты.

Простота и устойчивость, почти идеальный статический АФИ несущих воздействия.
Гнаться за нулями после запятой - такой задачи не стояло, т.к. бесполезное занятие.
Можно вернуться к настройке ОЭ-ОК и уменьшить запас по фазе до 40 градусов и получить 5 знаков после запятой THD, выше пример был.
Но запас по фазе 90 градусов в диапазоне емкостных нагрузок и статический АФИ меня больше устраивает.

[Andrew1]

Можно вернуться к настройке ОЭ-ОК и уменьшить запас по фазе до 40 градусов и получить 5 знаков после запятой THD, выше пример был.
Но запас по фазе 90 градусов в диапазоне емкостных нагрузок и статический АФИ меня больше устраивает.

А для чего такой запас по фазе? Можно услышать грамотное обоснование?
Сергей Агеев как то писал, что запас по фазе в усилителях с общей ООС должен лежать в пределах 20_70 градусов. Все, что выше - заметная потеря в площади усиления (снижение глубины ОС, потеря в быстродействии и рост искажений).

[wert]

запас по фазе в усилителях с общей ООС должен лежать в пределах 20_70 градусов.

Скорее данное утверждение относится к конкретному схемотехническому примеру.
Сложно такой подход принять за универсальную формулу.
Запас по фазе это не постоянная величина и зависит от внутренних импедансов схемы, внешних условий, импеданса нагрузки и воздействия.
В модельке выложил один из вариантов определения запаса по фазе в зависимости от изменения реактивного импеданса нагрузки (в примере изменение емкости нагрузки) при замкнутой ООС.
В примерах выложенных выше, где на 20 кГц вторая гармоника составляла 0,00004% при отсутствии емкости в нагрузке запас по фазе составлял 140 градусов, но при емкости в нагрузке 150 pF запас по фазе падал до уровня 30-40 градусов. Если при эмуляции перейти на step 0,01pF, то на определенных частотах в начальной области емкостных нагрузок провалы запаса фазы достигают 10 градусов.
В макете не все экземпляры микросхем нормально работают, на чисто активную нагрузку периодически подвозбуждаются.
Поэтому было принято решение затормозить пару ОК-ОЭ (ОК - выходной каскад микросхемы).
Но и тут не все гладко прошло, замены MJE340 (350) на 170 (180) было не достаточно, провал запаса по фазе сохранился, падение достигло 30-40 градусов.
Введение емкости коррекции позволило выйти из провала запаса по фазе ценой ухудшения исправляющей способности на высоких частотах.
Но, повторюсь.
Кто из нас слышит искажения на частоте 20 кГц на уровне 3-5 знаков после запятой?
А вот болтанку усиленных сигналов в 0,1 % я хорошо слышу (девиация или динамические амплитудно-фазовые искажения частот воздействия).
А статические АФИ (девиация отсутствует) в данной схеме достигает 1% во всем диапазоне выходного напряжения, я статические АФИ не слышу,
гармонические искажения в 0,001% на 20 кГц также не ощущаю.
Такой усилитель прост, устойчиво работает в широком диапазоне реактивных импедансов нагрузки, звучит чисто и "мягко".
Не воспринимайте демонстрацию данного усилителя как нечто особенное, это рядовой усилитель для наушников,
цель была показать простой УНЧ, не при чемпионских параметрах по Кг усилитель может звучать достойно.
Убедиться в этом можно потратив 30 минут на сборку и прослушивание.

[anatol0]

Такой усилитель прост, устойчиво работает в широком диапазоне реактивных импедансов нагрузки, звучит чисто и "мягко".
Не воспринимайте демонстрацию данного усилителя как нечто особенное, это рядовой усилитель для наушников,
цель была показать простой УНЧ, не при чемпионских параметрах по Кг усилитель может звучать достойно.

Нельзя ли модифицировать эту схему для использования в качестве полосового усилителя ВЧ ? Достаточно было бы 10 Вт/ 8 Ом.

[wert]

Чтобы получить размах выходного напряжения в 12,65 В, питание микросхемы должно быть не менее 15,5 В, это уже за пределами параметров спецификации микросхемы.
Для меньших мощностей до 8 Вт можно модернизировать УНЧ.
Пока не пробовал на динамические и статические АФИ микросхемки типа TDA 2030-2050.
если динамика АФИ несущих у них не большая, а статические АФИ не имеют больших уровней, тогда это самый простой вариант реализации ОК-ОЭ для выходных мощностей более 10 Вт.
Нужно будет проверить, тогда смогу дать вариант решения задачи.

[Артс]

Скорее данное утверждение относится к конкретному схемотехническому примеру.

В примерах выложенных выше, где на 20 кГц вторая гармоника составляла 0,00004% при отсутствии емкости в нагрузке запас по фазе составлял 140 градусов,

Запас 140 градусов - это как ?

Поскольку на первом загибе АЧХ петлевого уже имеем 135 градусов в остатке.

Еденичное петлевое "немножко" дальше первого загиба.

[wert]

Еденичное петлевое "немножко" дальше первого загиба.

OP37 имеет три полюса - два диф каскада и УН.
Имеется как минимум четыре варианта расчета запаса фазы и амплитуды, с разрывом ОС, без разрыва ОС, два из которых "стандартизированы".
Каждый из четырех вариантов дает свой результат по запасу фазы и амплитуды, результаты близки.

Запас 140 градусов - это как

При стандартном подходе. особенность.
Фаза по частотной оси меняется монотонно, на каждом полюсе фиксируем точки монотонного изменения кратные 45 градусам.


В 2006 г предложил измерять запас фазы и амплитуды по характеристике искажений фазы и амплитуды через оператор Del, любое не монотонное изменение амплитуды и фазы воспринимается как искажение.
Характеристика искажений фазы и амплитуды у каждого каскада или усилителя своя, зависит от схемотехнического решения и примененных активных и пассивных элементов.
В зависимости от условий, искажение фазы по частотной оси может проявляться возле любого полюса.
Чаще, при минимальных реактивных импедансах нагрузки искажения фазы проявляется у самого последнего полюса и с ростом реактивной составляющей нагрузки горб искажения фазы и амплитуды может передвигаться к первому полюсу. Возбуждение может произойти в любой частотной точке, где установится баланс фаз и амплитуд.
Запас по фазе через искажение фазы при различных значениях реактивной составляющей нагрузки считаю по формуле
180+del(PH(V(OUT)))

[Nick-nack]

Ой как всё запущенно!
Запас фазы считается элементарно, и выдумывать какие-то операции для этого не нужно.


параметр DEL для АФЧХ - бесполезен!, он считает изменение АФЧХ между двумя точками свипа. Он не нисёт никакого физического смысла.
Если свип делать разным (octave, decade, linear), т.е разные расстояния между точек, то и график DEL будет разным.


Вы смотрите дискретную производную АФЧХ! по частоте. Закрытой петли!


Это не имеет абсолютно никакого отношения к запасу фазы.

[wert]

параметр DEL для АФЧХ - бесполезен!, он считает изменение АФЧХ между двумя точками свипа. Он не нисёт никакого физического смысла.

Если не несет физического смысла, тогда связать с параметрами интегрирующих или дифференцирующих цепей нельзя, так?
А если вдруг связь обнаружится, тогда есть физический смысл?

[Andrew1]

Скорее данное утверждение относится к конкретному схемотехническому примеру.
Сложно такой подход принять за универсальную формулу.

С этим соглашусь. Потому как ваш подход к реализации раскачки по питанию ОУ лично у меня вызывает много вопросов.
А можно вас попросить сделать степпинг не по емкости, а по сопротивлению нагрузки. Ну, скажем, от 8 Ом и ом так до 120? И выложить результат.

[wert]

сделать степпинг не по емкости, а по сопротивлению нагрузки. Ну, скажем, от 8 Ом и ом так до 120

Картинку прикрепляю, на нагрузке 8 Ом выходная мощность 11 Вт, общее питание пришлось немного поднять, напряжение питания на микросхемке в покое 15 В
Характеристики THD при частоте воздействия 20 кГц

подход к реализации раскачки по питанию ОУ лично у меня вызывает много вопросов

Выше показывал характеристики усилителя в макете (ОУ 140УД26), раскачка по питанию лучше получается, чем в эмуляции.

[fakel]

Раскачка по питанию - штука довольно удобная, зря ее недооценивают. Но, конечно, в данной реализации надо избавиться от дарлингтонов - они там ни к чему, все равно весь ток сжирают диоды. Ну и соединить выход бустеров с выходом ОУ через кондер, и выход ОУ - через резик на землю. Петлевое еще подрастет. Или через 2 кондера и резистор со ср точки на землю (2х-полюсная коррекция)

[Andrew1]

Картинку прикрепляю, на нагрузке 8 Ом выходная мощность 11 Вт, общее питание пришлось немного поднять, напряжение питания на микросхемке в покое 15 В
Характеристики THD при частоте воздействия 20 кГц

Вы меня не поняли. Хотелось бы увидеть https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2057667 такие же картинки, но при фиксированной емкости и различном сопротивлении нагрузки.

[SAPR]

зря ее недооценивают.

Кто недооценивает?

надо избавиться от дарлингтонов - они там ни к чему, все равно весь ток сжирают диоды.

Гораздо лучше без диодов + ОК, ОЭ разной проводимости (например, как в "немецком усилителе")

Ну и соединить выход бустеров с выходом ОУ через кондер, и выход ОУ - через резик на землю. Петлевое еще подрастет.

И ОУ будет работать в малосигнальном режиме, что хорошо.