Собираем сверхлинейный усилитель Сергея Агеева.

[Эзотехник]

Транзисторный усилитель с глубокой ООС и ОУ на входе. См. журнал "Радио" №10-12 за 1999 г. и №1,2,4-6,9-11 за 2000 г.

[s_valentin]

sia_2, здраствуйте Сергей.
Можно несколько вопросов?
Насколько я понял вы детально исследовали ОУ LM318
1) Какой ток покоя у ВК?
2) При какой нагрузке при 2-3В RMS не происходит увеличения искажений?
3) Как умощнить выход ОУ для работы на 500 Ом 3-4В RMS без увеличения искажений?

И еще вы писали про NE5534 что при "аккуратном использовании" можно получить высокие параметры. Вы имели ввиду установку по дифференциальному входу RC цепи, как по даташиту? Или развязка от ВЧ помех? Просто есть намерения ее использовать (дешевая), и судя по моим замерам у нее действительно очень высокая площадь усиления.Еще вы говорили что Руперт Нив использует NE5534 в каком-то "хитром" включении - не знаете в каком?
И последний вопрос - я у вас как-то спрашивал про паразитные эффекты ПП, вы пользуетесь какими-либо программами или рассчитываете все на "бумаге"? Просто я попытался учитывать эти эффекты, и получается что количество паразитных элементов очень высоко и вручную все это учесть невозможно.

PS Уже две недели слушаю усилитель - "обалдеть"!!!. Но вылазят недостатки моего преда на 157УД2(то есть с ним в тракте хуже чем без него), придется делать новый пред с низкими искажениями.

[Tetragramaton]

И пред насколько я понимаю должен быть или на LM 318 или на NE 5534 в каком - то хитром включении...

Учитывайте то, что в любом случае с предом Вы не добьетесь линейной ФЧХ... Любая корекция ( подъем высоких, низких ) этим чревата... А пред без регулировок ( например то, что предложил Андронников) абсолютно не имеет смысла так как напрашивается вопрос, собственно зачем он тогда нужен? ( я тоже вплотную занимаюсь этим вопросом... но все больше склоняюсь, что наилучший выход из положения - использовать в качестве преда выносной блок от звуковухи Creative X-FI elit-Pro... Сколько не ругайся на комп в качестве первоисточника - это наиболее реальный вариант для использования его таковым... Темболее звуковые тракты современных звуковых карт несильно уступают заумистым CD проигрывателям.

Добавлено через 58 минут
S-Valentin скажите, а в качестве первоисточника, что Вы используете... Хватает ли коефициента усиления этого усилителя ( входное напряжение для полной мощности должно быть более 1.5 вольта, не всякая звуковуха, магнитофон и т п на это способны)

По п.3 попытаюсь ответить...
1) я думаю достаточно облагородить ОУ повторителем от генератора тока (ГТ можна зделать на полевом транзисторе... Вроде у них в этом режиме лучше линейность). Естественно учитывайте, чтобы пред всегда работал в классе А (т.е ток генератора должен быть хотябы в 10 раз больше пикового тока, который отдает Ваш пред). В любом случае нелинейность такого каскада пренебрежительно мала... В случае охвата его общей ООС преда недолжно быть проблем

[s_valentin]

Tetragramaton,
На счет ФЧХ я в курсе, поэтому пред проектирую с отключаемыми коррекциями, в принципе регуляторы тембра - это действительно не нужно, а вот тон-компенсация мне нужна, так-как частенько слушаю музыку на небольшой громкости. А при прослушивании на номинальной громкости ее можно отключить - и получить линейную АЧХ. Т.е. для себя с функциональностью преда я уже определился, остался только вопрос схемотехники - чтобы "дешево и сердито". В принципе я и хотел нагрузить ОУ на повторитель в классе А.

В качестве первоисточника я использую доработанную звуковуху М-AUDIO REVO 5.1 (с ОУ AD8066), в УМЗЧ я увеличил Ку входного ФНЧ до 3-х, поэтому чуствительность у меня 1В, т.е. выхода звуковухи хватает вполне, собственно я сейчас так и слушаю - напрямую на УМЗЧ через дискретный регулятор.

[sia_2]

sia_2, здраствуйте Сергей.
Можно несколько вопросов?
Насколько я понял вы детально исследовали ОУ LM318
1) Какой ток покоя у ВК?
2) При какой нагрузке при 2-3В RMS не происходит увеличения искажений?
3) Как умощнить выход ОУ для работы на 500 Ом 3-4В RMS без увеличения искажений?

И еще вы писали про NE5534 что при "аккуратном использовании" можно получить высокие параметры. Вы имели ввиду установку по дифференциальному входу RC цепи, как по даташиту? Или развязка от ВЧ помех? Просто есть намерения ее использовать (дешевая), и судя по моим замерам у нее действительно очень высокая площадь усиления.Еще вы говорили что Руперт Нив использует NE5534 в каком-то "хитром" включении - не знаете в каком?
И последний вопрос - я у вас как-то спрашивал про паразитные эффекты ПП, вы пользуетесь какими-либо программами или рассчитываете все на "бумаге"? Просто я попытался учитывать эти эффекты, и получается что количество паразитных элементов очень высоко и вручную все это учесть невозможно.

PS Уже две недели слушаю усилитель - "обалдеть"!!!. Но вылазят недостатки моего преда на 157УД2(то есть с ним в тракте хуже чем без него), придется делать новый пред с низкими искажениями.

1. около 1,2..1,5 мА
2. до примерно 1 кОм проблем нет
3. Умощнение классическое - два транзистора диодами, два источника тока, затем два транзистора - повторитель.

4. Да, 5534 с RC-цепью между входами. Впрочем, запас устойчивости современных 5534 от Texas достаточно велик, формально он скорректирован на 3, а на деле - стабилен повторителем. Поскольку полоса местной ООС в его выходном каскаде очень велика, выше 100 МГц, нужен кондер блокировки между + и - питания с кратчайшим путем, и как можно меньшая паразитная индуктивность "-" вывода питания. Плюс аккуратная топология (заливка земель) и ненабор ВЧ мусора. Площадь усиления 5534 около 60 МГц, 318 - около 40 МГц. Выходная часть у них очень похожа, только у 5534 получше нагрузочная способность, отличаются они в основном входными каскадами. Филигранность схемотехники и сбалансированность всех параметров 318-го, особенно учитывая технологические ограничения тех лет (1971), при внимательном изучении просто поражает. Микросхема конкурентоспособна и массово выпускается 36 лет спустя!

5. Нив ничего особенного с ними не делал. У него просто трансформаторный выход с ООС от отдельной обмотки, не более того.

6. Учитывать абсолютно все не надо, достаточно только существенные паразиты. Их не слишком много, для схемы УМЗЧ в этой плате десятка полтора. А с таким количеством проще работать вручную. Автоматические программы анализа есть, но они заточены или под СВЧ или под анализ целостности цифровых сигналов (где эффекты на порядки больше по величине). Поэтому аккуратная "ручная" работа для подобных аналоговых схем, где цепей в общем-то немного, более адекватна - "забивать" топологию в электродинамический симулятор навроде MWO будет дольше, а точность возрастет несущественно.

7. Именно "прозрачность" и вылезание на свет божий всех "косяков" дома не всеми приветствуется. Это как использование жесткого аэрофотосъемочного объектива и 18-см негатива при съемке портрета тетушки не первой молодости

[ИГВИН]

расположение выводов кт 972

Эмиттер, коллектор, база. Так же, как у КТ814/815.

[Анатолий_В]

1)Какие есть варианты изготовления корпуса ?

Ищите, в Киеве должны быть фирмы, делающие корпуса из стали. У нас такое под $100.

3)Как можна зделать переднюю панель
достаточно хорошего качества

Есть порошковая краска. Запекается кажется в печи. Получается неч-то похожее на хорошее исполнение индастри (фирмы, изготавливающие корпуса могут именно так красить их). Мечтаю договориться с гравером. Может гравер может чего-то сделать из нержавейки или титана.

В Тевалпо были? С деталями проблем не возникло?

[sia_2]

Еще небыл... Только что собрал на 100% плату управления, жду маломощный трансформатор (заказал).Сейчас составляю список для тевалпо...
трансформаторы 1шт 60вт
1шт около 1.5 кВт

торы естественно оба, мощный еще не заказывал... Есть в наличии два великолепных тора по 600 вт (2х33в)... по идее если множить на 1.41 выходит порядка 46. с хвостом.... под усадкой будет порядка 45 ( с учетом что у меня в сети 230 вольт)... Но еще не знаю буду ли их ставить (габариты+нет изолирующей обмотки)

1. Маломощные лучше ШЛ или ПЛ - меньше паразитная емкость с сетью, чем на торе.
2. На мощном торе сделать нормальную (с малой индуктивностью) экранирующую обмотку (из фольги) практически нереально. Поэтому лучше, если ее не будет вообще, но с "мощного" тора будет питаться только выходной каскад и ничего более.
3. Реально тор имеет только технологические преимущества (не надо каркасов и просто крепить) перед грамотно рассчитанным ПЛ с нормально пришлифованными стыками, и уступает неразрезным R-core из-за намного меньшей плотности намотки (невозможности строго регулярной укладки провода). Но тор дешевле ПЛ на равную мощность.

[Анатолий_В]

2. На мощном торе сделать нормальную (с малой индуктивностью) экранирующую обмотку (из фольги) практически нереально. Поэтому лучше, если ее не будет вообще, но с "мощного" тора будет питаться только выходной каскад и ничего более.

Делал на торах в 120ватт. Полоса фольги 7-8мм около 0.1мм. С одной стороны липкая лента (Японская термостойкая) с другой лакоткань. Экран занял окно больше чем хотел. Но вобщем получилось нормально. Есть фотки на разных этапах намотки того тора. Если торы - большие бублики, думаю проблема занятия окна не будет стоять.

Добавлено через 3 минуты

1. Маломощные лучше ШЛ или ПЛ - меньше паразитная емколсть с сетью, чем на торе.

На торе наверное имеет смысл после экрана намотать слой изоляции потолще? И наверное один из слоев второпласт? Всеж у него диэл. проницаемость низкая (около 2). Но думаю надо до и после него лакоткань, т.к. второпласт имеет холодную текучесть.

[s_valentin]

Всем привет! С прошедшим праздником!
Провел испытания своего УМЗЧ на днях, выкладываю результаты, кому интересно.
Несколько комментов
1 - THD на 1кгц в зависимости от мощности в нагрузке (R=3.75ом), уровень мощности при котором происходил резкий рост искажений ~55Вт RMS (или 110Вт в пике). Напряжение питания УМ +-28В.
2 - IMD в различных сочетаниях, при этом выходная пиковая мощность была где-то +-100Вт, кроме одного теста на пониженной мощности.
3 - Как я и обещал тест на многотональном сигнале с некратными составляющими (очень интересная тема), мощность также в пике 100Вт
4 - Несколько тестов при частоте дискретизации 96кГц
5 - Тест звуковухи на сквозной канал.

Предупреждение - не стоит рассматривать эти спектры как характеризующие СЛ УМЗЧ С.Агеева, так как у меня совершенно другая конструкция с упрощениями и допущениями

Выводы Блин, С. Агеев был чертовски прав, на счет того, что параметры мощного УМЗЧ в основном зависят от конструктивного исполнения - я с огромным удивлением наблюдал изменения в спектре сигнала при перемещении в пространстве проводов от платы УМЗЧ до выходного фильтра!!! Причем изменения существенные, то что я привел это практически наихудший результат, но я уже не стал ничего придумывать так как тестировал усилитель в сборе - AS IS. Что-ж свой радиолюбительский камень я "прогрыз" - зато сам плату развел С другой стороны -90dB паразитов при 90-100Вт в пике для меня и моих АС более чем достаточно, при этом я сравнивал усил со многими промышленными - небо и земля. Кстати сравнивал с Суховым у знакомого - надеюсь сами догадаетесь кто-кого!? Реально несколько тонов вблизи 19-20кгц у Сухова сразу забор в -60dB.

PS Вобщем смотрите, делайте выводы. Мой вердикт таков - усил стоит того, но нужно собирать строго "по автору", тогда будет счастье Я для себя решил что буду собирать еще такой усил но уже гораздо тщательнее и "по автору", но это на будущее когда будут записи SACD и хорошая акустика.
PS PS Звук офигеть, слышно каждый ньюанс модуляции шума цапом

[s_valentin]

Пара вопросов к SIA_2
1. Сергей, есть варианты плат на установку 4-х транзисторов в плече в корпусе типа ТО-247, а предвыходных в ТО-220? Если есть то есть ли к этому варианту рекомендации по транзисторам, и номиналы цепей коррекции?
2. Как немного загрубить частотную коррекцию в УМЗЧ?
3. Если под нагрузкой в ВК при токе +5.5А происходит возбуд, затем при уменьшении тока возбуд пропадает - это "косяк" вых. транзисторов (КТ8101)? Без нагрузки все хокей, остальные транзисторы импортные. При выходе из ограничения в ВК без нагрузки на спаде тоже возникает колеб. процесс, на фронте все чисто (т.е. опять плюсовое плечо ВК).

[Стрелец]

Выводы Блин, С. Агеев был чертовски прав, на счет того, что параметры мощного УМЗЧ в основном зависят от конструктивного исполнения - я с огромным удивлением наблюдал изменения в спектре сигнала при перемещении в пространстве проводов от платы УМЗЧ до выходного фильтра!!! Причем изменения существенные,

Тоже могу подтвердить выше сказаное.
На спектре сказывается не только перемещение проводов
от платы УМЗЧ, но и изменение топологии на самой
плате. Распологая силовые шины на плате перпенди-
кулярно сигнальным и по возможности выполнив
соединения силовой части методом сведения в одну
точку наблюдал существеные изменения спектра
в лучшую сторону. Проверял влияние топологии на схемах от Зуева и от WP. При несоблюдении
перечисленных методов разводки плат на переходной
характеристике во всех других вариантах разводок
наблюдался апериодический выброс, хоть и в пределах
нормы, но все же был. Оптимизацией топологии
удаётся избавляться от этих выбросов и изменять
спектр в лучшую сторону. Мне кажется пора
выработать какие-то стандарты в топологии плат, которым бы все следовали при повторении той или
иной схемы, а то все рисуют как бог на душу положит,
особенно касается выходного каскада, игнорируют
простые правила и получают разный результат,
не всегда лучший.

[Анатолий_В]

Реально несколько тонов вблизи 19-20кгц у Сухова сразу забор в -60dB.

ВВник на импорте с жесткой разводкой и более менее соблюдением "правил" (Марка Александра ...) дает ниже -85дБ у меня. Но похоже для хорошего звучания этого не достаточно.

Добавлено через 13 минут

Провел испытания своего УМЗЧ на днях, выкладываю результаты, кому интересно.

Очень интересно! Как я понимаю, до авторского варианта не дотягивает, но вобщем хорошо. Такое имеет смысл повторять.
С удовольствием пересмотрел платы на этапе сборки.

Интересно было бы сравнить в хорошем тракте с чем-то более менее известным импортным. Ну или другим самодельным усилителем подобного класса.

[s_valentin]

renovator,
1. Платы фильтров у меня закрыты алюминиевым экраном. Без него наводок больше было. Сталь не пробовал.
2. Да особенно не остановился, еще экспериментирую. Вообще здесь больше проблема в излучении ВК - его надо уменьшать

[renovator]

1. Платы фильтров у меня закрыты алюминиевым экраном. Без него наводок больше было. Сталь не пробовал.
2. Да особенно не остановился, еще экспериментирую. Вообще здесь больше проблема в излучении ВК - его надо уменьшать

Здравствуйте s_valentin. А у вас, случайно, фото нет (усилителя в сборе, где виден фильтр с экраном и провода вокруг)? Какой толщины у вас алюминий? Сталь, по моему, имеет более хорошие экранирующие свойства для диапазона до 100кГц.

[Анатолий_В]

s_valentin

Провода от тора к мостам проходят очень близко к катушкам фильтров. Транс системы защиты близко к входному каскаду.
Думаю полученные результаты вполне достойны. Для получения более высоких результатов скорее всего нужно все переделывать.

[sia_2]

Всем привет! С прошедшим праздником!
Провел испытания своего УМЗЧ на днях, выкладываю результаты, кому интересно.
PS PS Звук офигеть, слышно каждый ньюанс модуляции шума цапом

Вопрос: при снятии IMD и мультитонового сигнала на звуковую карту подавался выход УМЗЧ или выход усилителя суммирующей точки ?

Дело в том, что если мерить с выхода УМЗЧ, сказываются не только собственные искажения звуковой карты, но и "разность земель" между источником сигнала и приемником, суммируясь со входным и измеряемым выходным сигналом достаточно причудливым образом. Лечится гальваноразвязкой или дифференциальными входами-выходами звуковой карты.

Добавлено через 6 минут

Пара вопросов к SIA_2
1. Сергей, есть варианты плат на установку 4-х транзисторов в плече в корпусе типа ТО-247, а предвыходных в ТО-220? Если есть то есть ли к этому варианту рекомендации по транзисторам, и номиналы цепей коррекции?
2. Как немного загрубить частотную коррекцию в УМЗЧ?
3. Если под нагрузкой в ВК при токе +5.5А происходит возбуд, затем при уменьшении тока возбуд пропадает - это "косяк" вых. транзисторов (КТ8101)? Без нагрузки все хокей, остальные транзисторы импортные. При выходе из ограничения в ВК без нагрузки на спаде тоже возникает колеб. процесс, на фронте все чисто (т.е. опять плюсовое плечо ВК).

1. Это выложенный где-то раньше amp35. Самих плат сейчас нет, но буде надо, закажем. Просто новая версия пока не готова...
2. Увеличить C46.
3. Скорее не столько самих транзисторов, сколько конструкции ВК. Но разбираться надо детально, с ходу не скажу.

Добавлено через 23 минуты

Делал на торах в 120ватт. Полоса фольги 7-8мм около 0.1мм. С одной стороны липкая лента (Японская термостойкая) с другой лакоткань. Экран занял окно больше чем хотел. Но вобщем получилось нормально. Есть фотки на разных этапах намотки того тора. Если торы - большие бублики, думаю проблема занятия окна не будет стоять.

Добавлено через 3 минуты


На торе наверное имеет смысл после экрана намотать слой изоляции потолще? И наверное один из слоев второпласт? Всеж у него диэл. проницаемость низкая (около 2). Но думаю надо до и после него лакоткань, т.к. второпласт имеет холодную текучесть.

Все сделано в принципе правильно, но при ширине фольги 7-8 мм получается очень много витков в экране, соответственно для ВЧ экранирования почти нет.... На ПЛ/ШЛ экран состоит всего из одного витка, там паразитной индуктивность добавляет в основном вывод от него, поэтому экранировка получается гораздо лучше, а потери места - намного меньше.

[Tetragramaton]

Странно, если подать выход сумирующей точки, ведь там же очень важна емкость на землю.... Дополнительная нагрузка (даже высокоомного входа звуковухи сильно изменит параметры усилителя)

Анатолий В

ВВник на импорте с жесткой разводкой и более менее соблюдением "правил" (Марка Александра ...) дает ниже -85дБ у меня. Но похоже для хорошего звучания этого не достаточно.

В усилителе Сухова выходной каскад зделан так, что , тип ВК, режимы и в основном монтаж предполагает достаточно сильные переключательные искажения, которые неуспевает убрать медленная ООС... По сему звук нельзя назвать абсолютно чистым... Дальнейший "разгон" улучшает картину, но не на столько, насколько нужно ( Сухов этого не признает ). Естественно спектрлабами подобное тож непомериш.

[sia_2]

Странно, если подать выход сумирующей точки, ведь там же очень важна емкость на землю.... Дополнительная нагрузка (даже высокоомного входа звуковухи сильно изменит параметры усилителя)

Там есть буферный усилитель, так что звуковуха ни на что не повлияет.

[Анатолий_В]

В усилителе Сухова выходной каскад зделан так, что , тип ВК, режимы и в основном монтаж предполагает достаточно сильные переключательные искажения

Возможно там так и есть. Но я пишу про ВВ ник сделанный более менее прилично. С токами 7, 50 и 120-180мА, (питание +-34В, по одному СанКену) с резисторами антирезонансными в базах с кондерами между базами. Нормальный ВК, по току только слабей чем в СЛ (а исполнение на совести разработчика). Такие ВК например у Токарева и Л.Зуева. Вполне приличные усилители. Не СЛ, но -85дБ при 19кГц+20кГц дают. Основное отличие вижу не в ВК у СЛ и ВВника. Симметрия, инвертрующий, большая широкополосность. Ну конечно наличие большого числа транзисторов в ВК будет выводить СЛ на другой уровень при работе на сложную нагрузку и при моще в сотню ватт. Вобщем практически все серьезные усилители имеют в ВК достаточно большое число транзисторов.

[Tetragramaton]

Тут чуть можна поговорить на отдельные темы... Просто зделать Суховик с широкополосностью в 10 мГц несложно (отпустить коррекции, увеличить глубину ООС в УН (т.е увеличить резистор R6, потеряем децибела 2 глубины ООС, а широкополосности можна и до 10 мГц довести), елементарно поставить туда более скоростной ОУ, но без конструктива работать он лучше небудет...(можна и дальше работать, т.е уменьшить коеф усиления в УН, отодвинув 2-й полюс) еще и еще... Но в сущности всеравно дойдем до СЛ... Кстати именно ВК в СЛ играет очень большую роль... Он имеет очень низкое выходное, очень широкополосный из-за паразитной емкости, и в тоже время на СВЧ отключен от нагрузки LRC Естественно переходные искажения такого ВК будут очень низкими ( чем выше частота тем их меньше)...
Далее насколько понимаю я, скорость усилителя определяется его широкополосностью... т.е V= 2пFmUm, где F будет частота ед усиления, а U максимальная амплитуда на выходе усилка... Остальное все (это максимальная скорость) зависит от задержек в ООС (паразитная емкость в суммирующей точке, задержка в коррекциях ООС).... Такие вот предположения.Выброс определяется запасом устойчивости...
Кстати о переходных искажениях... Ведь в сущности на частоте ед усиления ( и в близи ) их нет и в помине (нету переключения, все проходит через емкость)... естественно расширение спектра в суммирующей точке не происходит.... Срывов в петле нет вплоть до максимальных скоростей, и широкополосности)... Тогда действительно, одно из важнейших условий о спаде гармоник ранее петлевого усиления выполнено