Метод улучшения линейности однокаскадных усилителей

[Nick-nack]

Однокаскадные ОУ (например AD797, LT1469, серия THS40xx итд.)

На первой картинке - блок схема такого усилителя, диффкаскад, сломанный каскод, идеальный вк.
Yсиление такой структуры равно крутизне входа умноженной на импеданс выходного каскада.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Теперь модифицированный усилитель:

Добавлен корректирующий транзистор Q5, зеркало стало плавающим (V1) , нагрузка на УН (100кОм + 100пФ) , и! добавлена еще одна компенсационная цепь (C_comp2, R11) в точке 222.

Подбором импедансов в точках 111 и 222 (так же нужно учитывать и импедансы Q5 и зеркал) можно заметно улучшить линейность.

П.С. Работает во всех усилителях с дифференциальным выходом УН (например Холтон)

[Nikolav]

Сергей, не могу согласиться.
Во всех трех схемах https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2413090
один и тот же входной каскад — преобразователь напряжение-ток, т.е. выходной сигнал ток. Во всех трех схемах УН — преобразователь ток-напряжение, т.е. управляются током!
p.s. дополнил комментарием по работе такого ломаного каскода
Вложение 305570 Вложение 305571

Модель можно выложить?

[Petr-1951]

Модель можно выложить?

пожалуйстаGST_folded_cascode_AH_24V.CIR

[Nikolav]

Спасибо.

[Petr-1951]

Те УН что на Ваших рисунках, это развитие каскадного УН - каскадного ГТ в качестве УН РХ2006,
развитие каскадного УН до управляемого каскодного УН (каскодный управляемый ГТ) сделано мной в 2007 году и неоднократно выкладывалось в переписке и на форуме ВЕГАЛАБ.
Если у Вас есть источники более ранние, буду благодарен за ссылки.

во первых это не каскодный управлямый ГТ, а ломаный каскод с неуправляемым ГСТ в эмиттере ОБ вместо резистора
примеры использования см. https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2413384
во вторых дай пожалуйста ссылку на конкретный пост где Вами использовано такое решение

[wert]

дай пожалуйста ссылку на конкретный пост где Вами использовано такое решение

модернизацию Ланзар показывал в апреле 2016 г Ссылка. Августе -сентябре 2017 на предмет уменьшения амплитудно-фазовых искажений Ссылка.
Показывал применение УН-ГТ возбуждаемого током, дающего прекрасные результаты и отлично работающего в моем модернизированном усилителе.
Форумчанам направлял схемы и печатки модернизированного усилителя для повторения, где такой УН и "ломаный каскод".
Решение ломаный каскод - каскадный УН-ГТ, возбуждемый током, было опубликовано в моей статье РХ 2006 гг и похожее в усилителе Адама Янковича (ломаный ГТ, УН - ГТ, возбуждемый током).
Нельзя поменяв пару не принципиальных деталек и прикрутив параллельный ВК называть это новым решением и выпячивать как авторскую работу.
На схемке "ломанный каскод" это первый каскад, а второй каскад это УН, о котором речь.
Если переименовать и переназначить функции каскадов, возможно будет восприниматься как новое решение, но не всеми.

[shura1959]

mellowman,Помоделил схему Саггитариуса, что то на моей Тине (у Сагги - LTSpice?) искажения получились 0,16% при Uвх.=1мВ, Ку=400, т.е. больше чем у простой схемы с динамической нагрузкой (Ревокс) - 0,035% при Uвх.=1мВ, Ку=350 (думаю, разница в Ку не принципиальна).
На кртинке: Сагги - слева, простая - справа .

[mellowman]

mellowman,Помоделил схему Саггитариуса, что то на моей Тине (у Сагги - LTSpice?) искажения получились 0,16% при Uвх.=1мВ, Ку=400, т.е. больше чем у простой схемы с динамической нагрузкой (Ревокс) - 0,035% при Uвх.=1мВ, Ку=350 (думаю, разница в Ку не принципиальна).
На кртинке: Сагги - слева, простая - справа .

Если цель — сравнить показания симуляторов, то и схему надо копировать целиком, а не загонять жфет в крайне затруднительное положение, и списывать на разницу симуляторов Ну и кусок RIAA не обязательно было брать. Я ссылку привёл как пример что с Шиклаем лучше получается.

Эта схема без ооос, тут нельзя от балды ставить резисторы какие хочется (1к и 2мег), нужно найти оптимальные режимы работы транзисторов. Вот см например, gain1 и gain2 искажения отлчаются в 2 раза:


Для жфета лень подбирать режим (причём это надо будет делать не только в симе), поэтому с ним результаты хуже — большая 2я гармоника, но видно что зашиклаивание улучшает в 10 раз, с биполяром чуть поменьше, но тоже потому что не подобрано оптимальное соотношение:

Fourier components of V(gain1)
DC component:16.6754

Harmonic  Frequency  Fourier  Normalized   Phase    Normalized
 Number     [Hz]    Component  Component  [degree]  Phase [deg]
    1      2.000e+4  2.722e-1  1.000e+0   167.21°     0.00°
    2      4.000e+4  2.987e-5  1.098e-4   133.93°   -33.28°
    3      6.000e+4  2.365e-6  8.688e-6  -159.95°  -327.16°
    4      8.000e+4  1.983e-7  7.285e-7   -14.18°  -181.39°
Total Harmonic Distortion: 0.011011%(0.011197%)

Fourier components of V(gain2)
DC component:17.8367

Harmonic  Frequency  Fourier  Normalized   Phase    Normalized
 Number     [Hz]    Component  Component  [degree]  Phase [deg]
    1      2.000e+4  2.825e-1  1.000e+0   177.91°     0.00°
    2      4.000e+4  1.506e-5  5.333e-5    98.94°   -78.97°
    3      6.000e+4  4.854e-7  1.718e-6  -106.91°  -284.81°
    4      8.000e+4  2.878e-8  1.019e-7   102.09°   -75.81°
Total Harmonic Distortion: 0.005336%(0.005818%)

Fourier components of V(gain3)
DC component:17.1839

Harmonic  Frequency  Fourier  Normalized   Phase    Normalized
 Number     [Hz]    Component  Component  [degree]  Phase [deg]
    1      2.000e+4  2.815e-1  1.000e+0   178.56°     0.00°
    2      4.000e+4  5.854e-4  2.080e-3   -97.48°  -276.04°
    3      6.000e+4  1.410e-6  5.009e-6   -40.71°  -219.27°
    4      8.000e+4  4.000e-8  1.421e-7    -1.19°  -179.75°
Total Harmonic Distortion: 0.207957%(0.207970%)

Fourier components of V(gain2-szik)
DC component:17.7886

Harmonic    Frequency     Fourier     Normalized     Phase      Normalized
 Number       [Hz]       Component     Component    [degree]    Phase [deg]
    1        2.000e+4     2.801e-1     1.000e+0      176.86°        0.00°
    2        4.000e+4     4.754e-6     1.697e-5      -69.09°     -245.96°
    3        6.000e+4     4.646e-7     1.659e-6     -110.22°     -287.08°
    4        8.000e+4     7.509e-9     2.681e-8       82.22°      -94.65°
Total Harmonic Distortion: 0.001706%(0.002862%)

Fourier components of V(gain3-szik)
DC component:17.4317

Harmonic  Frequency  Fourier  Normalized   Phase    Normalized
 Number     [Hz]    Component  Component  [degree]  Phase [deg]
    1      2.000e+4  2.749e-1  1.000e+0   173.26°     0.00°
    2      4.000e+4  1.041e-4  3.786e-4  -173.50°  -346.76°
    3      6.000e+4  2.118e-6  7.705e-6  -136.00°  -309.27°
    4      8.000e+4  1.076e-7  3.913e-7  -101.63°  -274.89°
Total Harmonic Distortion: 0.037871%(0.037936%)

у всех на входе 1мв 20кгц, на выходе ~0.28

[fakel]

Переключение резика Шиклаи в точку с более высоким напряжением позволяет или увеличить сопротивление этого резика при неизменном токе через первый трензистор, что увеличит петлевое усиление Шиклаи, или увеличит ток при неизменном сопротивлении этого резика, что обеспечит более линейное усиление первым транзистором, что немаловажно, т.к. именно он явл. каскадом сравнения

[mellowman]

Переключение резика Шиклаи в точку с более высоким напряжением позволяет или увеличить сопротивление этого резика при неизменном токе через первый трензистор, что увеличит петлевое усиление Шиклаи, или увеличит ток при неизменном сопротивлении этого резика, что обеспечит более линейное усиление первым транзистором, что немаловажно, т.к. именно он явл. каскадом сравнения

Если так подключать то тоже будут свои особенности, которые надо учитывать. Левый получше на НЧ, правый на ВЧ, но наверно уже незвуковых

[fakel]

Если так подключать то тоже будут свои особенности, которые надо учитывать. Левый получше на НЧ, правый на ВЧ, но наверно уже незвуковых

одинаково

[shura1959]

Если цель — сравнить показания симуляторов, то и схему надо копировать целиком, а не загонять жфет в крайне затруднительное положение, и списывать на разницу симуляторов

Тут не совсем понял Вашу мысль, жфеты пробовал с разными отсечками и крутизной, разница небольшая.
На разницу симуляторов не списал, просто под вопросом.

Ну и кусок RIAA не обязательно было брать.

Да это было не обязательно, исправился.

Вот см например, gain1 и gain2 искажения отлчаются в 2 раза:

Спасибо за конкретную помощь , наглядно, понятно. С режимами поигрался, насколько хватило разумения (и времени). Картинка - внизу. С парараметрами Uвх.=1мВ, 1кГц, Ку=250, на простой схеме искажения 0, 017% (неплохой результат), с Шиклаи ниже 0,006% снизить не удалось, в три раза выигрыш, - тоже хорошо. На досуге спаяю, только измерить толком нечем.

Для жфета лень подбирать режим (причём это надо будет делать не только в симе)

С джифетом пока не буду заниматься, может - попозже.
Спасибо ещё раз за помошь.

[Petr-1951]

модернизацию Ланзар показывал в апреле 2016 г Ссылка. Августе -сентябре 2017 на предмет уменьшения амплитудно-фазовых искажений Ссылка.
Показывал применение УН-ГТ возбуждаемого током, дающего прекрасные результаты и отлично работающего в моем модернизированном усилителе.
Форумчанам направлял схемы и печатки модернизированного усилителя для повторения, где такой УН и "ломаный каскод".
Решение ломаный каскод - каскадный УН-ГТ, возбуждемый током, было опубликовано в моей статье РХ 2006 гг и похожее в усилителе Адама Янковича (ломаный ГТ, УН - ГТ, возбуждемый током).
Нельзя поменяв пару не принципиальных деталек и прикрутив параллельный ВК называть это новым решением и выпячивать как авторскую работу.
На схемке "ломанный каскод" это первый каскад, а второй каскад это УН, о котором речь.
Если переименовать и переназначить функции каскадов, возможно будет восприниматься как новое решение, но не всеми.

Сергей, не надо изобретать новые определения типа «ломаный генератор тока», «разогнутый дифкаскад», где то видел «псевдооднотактный усилитель» и т. п. Если это однотактный усилитель обладающий свойствами двухтактного, то это «псевдодвухтактный каскад». Все «кирпичики», как ты их назвал, давно определены и имеют общепринятые названия и определения, их просто надо «знать в лицо» и называть своими именами. Еще мне непонятно что такое форматные искажения достигающие в усилителях 35% и более и какими стандартными измерительными приборами они меряются, по какому стандарту. В какой литературе можно почитать, кроме теории Русси, в усилителе которого судя по статье Кг=0,01%, а форматные искажения более 35%, если верить тем кто их когда то измерял.

Ну а что касается претензий в отношении авторства, то как сказал Игорь Семынин все давно изобретено до нас. И тому примеры аналогичных схем из некоторых усилителей https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2413384 (что оказались под рукой, если порыться, то можно накопать гораздо больше). Поэтому не надо приписывать мне «выпячивание как авторской работы» выкладку этой схемы. Shura1959 поделился своими проблемами и пожеланиями ну я и предложил ему эту схему как вариант. Или надо было спросить разрешения у тебя, разработчиков NAD, Luxman, STAX и других? К этой схеме меня подтолкнула схема Кулиш https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2411719 не более того. Что касается входного (первого) каскада, то это как раз и есть генератор стабильного тока преобразованный в управляемый, а не ломаный каскод.

А таких решений как ты приписываешь себе полно в винтажных усилителях разработанных полвека и более тому назад.
p.s. Твой "транзисторный ламповик" если заменить ПТ на БТ напоминает повторитель

но я же не кричу на весь форум "держите вора" как некоторые...

[mellowman]

Спасибо за конкретную помощь , наглядно, понятно. С режимами поигрался, насколько хватило разумения (и времени). Картинка - внизу. С парараметрами Uвх.=1мВ, 1кГц, Ку=250, на простой схеме искажения 0, 017% (неплохой результат), с Шиклаи ниже 0,006% снизить не удалось, в три раза выигрыш, - тоже хорошо. На досуге спаяю, только измерить толком нечем.

0.006 с огромным усилением в 50дб мне кажется неплохо. Если получится в макете проверить предложения из https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2413969 — было бы интересно глянуть, насколько заметный эффект окажет

[shura1959]

Переключение резика Шиклаи в точку с более высоким напряжением позволяет или увеличить сопротивление этого резика при неизменном токе через первый трензистор, что увеличит петлевое усиление Шиклаи, или увеличит ток при неизменном сопротивлении этого резика, что обеспечит более линейное усиление первым транзистором, что немаловажно, т.к. именно он явл. каскадом сравнения

Если получится в макете проверить предложения из https://forum.vegalab.ru/showthread.p...=1#post2413969 — было бы интересно глянуть, насколько заметный эффект окажет

fakel, Попробовал Ваши варианты, не удалось получить снижения искажений. Мне думается, прелесть исходной схемы https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2413941 рис.4 в том, что нижний транзистор нагружен на источник тока R41. При увеличении его значения в Вашей правой схеме это свойство значительно уменьшается, а в левой - ещё больше, т.к. появляется ещё один резистор.

[fakel]

fakel, Попробовал Ваши варианты, не удалось получить снижения искажений. Мне думается, прелесть исходной схемы https://forum.vegalab.ru/showthread.p...=1#post2413941 рис.4 в том, что нижний транзистор нагружен на источник тока R41. При увеличении его значения в Вашей правой схеме это свойство значительно уменьшается, а в левой - ещё больше, т.к. появляется ещё один резистор.

это не так. Ищи улучшение в граничных режимах

[shura1959]

это не так. Ищи улучшение в граничных режимах

Хорошо, погляжу, если хватит "умения и навыков".

[fakel]

вообще, касательно подобной схемотехники в целом: включать ИТ в нижний этаж СРПП - верх глупости. Верхний этаж при этом превращается в ОЭ и его искажения доминируют

[mellowman]

вообще, касательно подобной схемотехники в целом: включать ИТ в нижний этаж СРПП - верх глупости. Верхний этаж при этом превращается в ОЭ и его искажения доминируют

А где там на нижнем этаже ИТ то нашёлся?

[fakel]

А где там на нижнем этаже ИТ то нашёлся?

Шиклаи с резиком последовательной ООС по току

[shura1959]

Верхний этаж при этом превращается в ОЭ и его искажения доминируют

А есть альтернатива, подобная по простоте данной схеме?