усилитель на полевых транзисторах FURY

[Hennady]

Решил выделить данную схему в отдельную тему, т.к. сформировалась концепция как по топологии, элементной базе, особенностей коррекции, и собственно, звучанию.
Данную схему назвал Фурия (FURY).
особенности схемы:
1) схема УН на полевых транзисторах в каскодном включении
2) два контура ООС , один из которых охватывает выходной конденсатор, второй еще и корректирует устойчивость (берется с выхода ВК усилителя)
3) комплиментарные гексофеты на выходе
4) глубокая ОС (не менее 70дБ)
5) инвертирующее включение

Блок - схема Fury состоит из трех каскадов:
1-й каскад на полевике(jfet) с инвертирующем включении
2-й каскад УН на полевике (jfet) с динамической нагрузкой и с низкоомным выходом для согласования с ВК
3-й каскад однотактный повторитель с высокоомным входом и с динамической нагрузкой + двутактный выходной каскада на гексофетах в классе АВ

Нюансы схемы :
* первые два каскада без нагрузки имеют усиление 95дБ
* контур ООС на входе определяет общее усиление схемы в 19,2дБ
* максимальное входное напряжение (амплитудное 3 вольта)
* входная емкость полевика на входе составляет 33pF для R 1k (т.е. f = 4,8МГц), для снижения динамических искажений добавлен RC на входе в 10 раз меньшей частотой , 560+680pF ( f = 418kГц) с учетом входного сопротивления 560/2+680pF ( f = 816kГц)
*второй контур ООС идет на затвор второго каскада, он подключается относительно опорного напряжения в 13вольт (реализовано на стабилитроне), этот контур осуществляет коррекцию усилителя на ВЧ для его устойчивости и задает режим работы ВК по постоянному напряжению .

P.S. В случае обрыва любого из контуров ОС или одновременно двух сразу схема остается в рабочем состоянии

Нюансы схемы 3-го каскада:
* на входе полевик + биполярный транзистор, который берет сигнал с истока ГСТ УН , т.к. необходимо более низкое выходное сопротивление УН и, наоборот, высокое для ВК , для согласования этих каскадов
*динамическая нагрузка выполнена на мосфете IRF510
* схема смещения ВК выполнена на транзисторе BD139 с транзистором IRF530 - он обеспечивает плавную регулировку начального тока ВК.
*Термочувствительным элементом является транзистор BD139, именно он и прикручивается к радиатору.
*применение гескофетов - ИМХО оказалась вполне музыкальная комплиментарная пара IRF630/9630...

Параметры схемы:
* Ку=19,2дБ
* Uвх макс ~3В (амплитудное), Uвх ном ~2В (амплитудное)
* P вых(RMS) макс = 40ватт (4 Ома)
* скорость нарастания сигнала SR = 5.84V/uS
* неравномерность АЧХ в полосе частот 1-100000Гц составляет 0,05дБ
* неравномерность ФЧХ -1,5градуса(20кГц) и -7градусов (100кГц)
* ГВЗ на частоте 100Гц - 0,24 uS, на частоте 20Гц - 1,4uS, на частоте 5Гц - 96 uS
* выходное сопротивлениеR(i) соответствует импедансу выходного конденсатора (т.е. зависит от частоты) ...
* глубина Общей ОС в полосе частот 1-1000Гц составляет 76дБ, на частоте 20кГц - 70дБ
* искажения TНD (ном) на частоте 1кГц менее 0,001% (0,0004%), на частоте 20кГц - 0,006%
* начальный ток выходного каскада 100mA
* схема питания - можно использовать нестабилизированное

субъективная оценка звучания неоднократно озвучиваемая "очень разборчивая речь и как в кинозале" )))

Схема принципиально с однополярным источником питания, рекомендуемая АС - это широкополосний динамик с низкой резонансной частотой , у меня работает в составе квадрампинга с малой октавы и выше ( т.е. от 120Гц и выше), на частотах ниже 120Гц, т.е. на субконтроктаву/контроктаву и большую октавы работает усилитель в классе Д (200Ватт 4 ома)

схема 2020 январь (апгрейд1):
*в драйвере ВК применил сборку jfet+bipolar, в качестве динамической нагрузки mosfet IRF510
схема 2020 январь (апгрейд2):
*добавлена на выход цепь Цобеля ( RC+L=3uH)для улучшения переходных характеристик в нагрузке,
*увеличен номинал конденсатора параллельно zener 13v до 0,22uF
*в сток транзистора 2sk170BL драйверного каскада добавлена RC(10к+1uF) цепь, она увеличивает входное сопротивление на ВЧ...

[Hennady]

ЯТП, что конденсатор 2000*6.3 В увеличивает усиление каскада? До какой величины можно его уменьшить? Или вообще нельзя?

да увеличивает, я применил полимерный 2000х6,3 он не большой.

Какие резисторы в схеме рассеивают больше 0.125 Вт?

на 24кОма

Вообще, можно тепловые режимы из симулятора обозначить на схеме? Рисую компактную платку, на выходных хочу поппобовать собрать.

ок, вечером

---------- Сообщение добавлено 14:48 ---------- Предыдущее сообщение было 14:46 ----------

Рисую компактную платку, на выходных хочу поппобовать собрать.

ок, обязательно байпассный конденсатор 1000х100вольт на платке установить.

[Malinovsky D]

сейчас транзистор термостабилизации прикручен посередине между выходниками, целые сутки тестил начальный ток и на максимальной громкости и глухой коробкой накрывал - все в норме.

Ок, спасибо!

И еще пару вопросов, если можно... Какие прокладки стоят под транзисторами? Силикон или что-то более навороченное?
По поводу 2SK170 - у него в даташите указано напряжение GD 40 В. Почему он не умирает в реальности?

[finn32]

. обязательно байпассный конденсатор 1000х100вольт на платке установить.

Это да, сделаю.

[Hennady]

И еще пару вопросов, если можно... Какие прокладки стоят под транзисторами? Силикон или что-то более навороченное?

керамика

По поводу 2SK170 - у него в даташите указано напряжение GD 40 В. Почему он не умирает в реальности?

потому что в схеме напряжение между гейном и дрєйном 30-32вольта

---------- Сообщение добавлено 18:43 ---------- Предыдущее сообщение было 18:41 ----------

Это да, сделаю.

он важен, так как с одной стороны на него замыкаю сток 9630 мосфета и с него идет выход "-" на динамик

[variator]

Рисую компактную платку,

finn32, не надо печатку. Может на макетке попробуешь?

конденсатор 2000*6.3 В увеличивает усиление каскада? До какой величины можно его уменьшить? Или вообще нельзя?

Его вообще убрать. ООС по постоянке (150к+150к) подключить к выходу (номиналы подстроить). ООС на затвор каскодного bs170 соответственно убрать. Его смещение понизить до 5..6 вольт - выиграем столько же амплитуды.

[Hennady]

Его смещение понизить до 5..6 вольт - выиграем столько же амплитуды.

все верно - максимальный размах схемы равен напряжению между затвором и стоком транзистора с ОЗ, т.е. 40-13=26вольт , когда питание 72/2=36вольт, т.е. разница в 10 вольт.

ООС на затвор каскодного bs170 соответственно убрать.

на затворе этого транзистора ОС коррекции, без неё засвистит.... а любая другая местная коррекция из любой точки УН заметно "душит" звучание....

P.S. кажется предлагаемый вами как вроде очевидный вариант пробовался, но что то не понравилось (не помню потому как вариантов много было) - но промоделирую еще раз...

[Malinovsky D]

потому что в схеме напряжение между гейном и дрєйном 30-32вольта

То есть, он вполне себе держит раскачку вольт 20-25 (до 55 в пиках) и не ломается?

[finn32]

. Может на макетке попробуешь?

Она и будет как макетка.
Мало двухстороннего текстолита, потому экономия в размерах. 46*37 мм.

---------- Сообщение добавлено 21:06 ---------- Предыдущее сообщение было 21:01 ----------

Вложение 361956

[variator]

на затворе этого транзистора ОС коррекции, без неё засвистит.... а любая другая местная коррекция из любой точки УН заметно "душит" звучание...

Согласен. Из меня корректировщик такой... Никакой.
Мелкое хулиганство. Вега-с-вариациями:

Прицеливаюсь. Еще можно Q1 "зашиклаить", а вместо Q6 "баксандалистую" пару. Кu х.х. растет очень.

---------- Сообщение добавлено 21:23 ---------- Предыдущее сообщение было 21:23 ----------

46*37 мм.

Offтопик:
Спичечный коробок... Блин, миллиметровщики!!!

[LepekhinV]

Разводил подобную плату. Для укорочения связей я бы поставил выходники не рядом друг с другом, а напротив друг друга, по разные стороны платы, сама плата параллельная радиатору. (На первых версиях Повер Амп Олег Юрича я так делал. При такой компоновке много плюсов появляется. )

[Hennady]

конденсатор 2000*6.3 В увеличивает усиление каскада?

добавляет +9дБ глубины ООС.

[finn32]

. сама плата параллельная радиатору.

Она и эта параллельная, транзисторы под платой.

. Для укорочения связей я бы поставил выходники не рядом друг с другом, а напротив друг друга, по разные стороны платы,

Да, согласен. Так бы и сделал, но плата с прицелом на стерео под общим полигоном земли, чтобы второй канал был горизонтально отзеркален влево и это спокойно влезало на имеющийся радиатор от Кометы.

[Hennady]

Согласен. Из меня корректировщик такой... Никакой.
Мелкое хулиганство.

ну что ж поздравляю , увеличил сопротивление в нагрузке УН (добавил каскодом еще один транзистор), разогнал на частоте 200Гц - 106дБ, на 1кГц до 97дБ, на частоте 20кГц - 71дБ, коррекцию естественно оставил.

искажения - только 2-я гармоника менее 0,001%



---------- Сообщение добавлено 22:12 ---------- Предыдущее сообщение было 21:26 ----------

То есть, он вполне себе держит раскачку вольт 20-25 (до 55 в пиках) и не ломается?

пока работает )))

изначально планировался вот такой девайс, который и ограничивал это напряжение на уровне 36-38вольт, причем полностью "убивавший" 2-ю гармонику , при этом 3-я была 0,006% на ВЧ, но на средних частотах 3-я значительно возрастала, по факту не установил это девайс ))) ...


---------- Сообщение добавлено 22:19 ---------- Предыдущее сообщение было 22:12 ----------

... режимы из симулятора обозначить на схеме?

вот:

[finn32]

Спасибо. В принципе, все нормально, горячо не будет.

---------- Сообщение добавлено 23:33 ---------- Предыдущее сообщение было 23:24 ----------

По идее можно феты перевести в SOT-23. У меня в таком корпусе есть 2N7002. В симуляторе дб модель этих приборов. Не посмотрите, Геннадий?

[Hennady]

есть 2N7002. В симуляторе дб модель этих приборов. Не посмотрите, Геннадий?

есть - посмотрю.

---------- Сообщение добавлено 00:11 ---------- Предыдущее сообщение было 00:00 ----------

их можно вместо BS170 поставить - с ними еще +8дБ на 20кГц , т.е. уже 79дБ , остальное как с BS170, искажений естественно меньше.

в ООС вместо 360к+С+390к, поставить 270к+С+270к и все...

[finn32]

Це гарно.
Как Вы смотрите на то, чтобы поставить интегратор и перевести схему на двуполярное питание?

---------- Сообщение добавлено 07:07 ---------- Предыдущее сообщение было 06:45 ----------

Еще вариант- поставить ОУ на входе транзисторной части. Получим много петлевого и поддержание нуля автоматом. Останется только правильно скорректировать, чтобы не потерять в линейности и не получить генератор...

[Malinovsky D]

пока работает )))

Вот. Практика - критерий истины
Интересно, что в даташите к нему график шума нарисован до 50 В. Теми же людьми, которые пишут, что больше 40В "ни-ни!". Ну или не теми же...
В общем, любопытный девайс.
Спасибо!

изначально планировался вот такой девайс, который и ограничивал это напряжение на уровне 36-38вольт, причем полностью "убивавший" 2-ю гармонику , при этом 3-я была 0,006% на ВЧ, но на средних частотах 3-я значительно возрастала, по факту не установил это девайс ))) ...

В нашем деле любой транзистор - неизбежное зло.
Каждый новый элемент при поступлении в схему должен доказать свою необходимость

[Hennady]

Вот. Практика - критерий истины

да не, конечно этот момент в последствии учтется, кстати там еще и выходной конденсатор тоже надо брать на большее напряжением чем на 50 вольт, но больший у меня просто физически не влазил , а если ставить 10000х100вольт провода уже по 10см, поэтому поставил меньше, но не вздулся и разорвало...

---------- Сообщение добавлено 09:08 ---------- Предыдущее сообщение было 09:06 ----------

В нашем деле любой транзистор - неизбежное зло.
Каждый новый элемент при поступлении в схему должен доказать свою необходимость

да, для этого нужно будет собрать макет с учетом таких нюансов и сравнить с тем, что сейчас таки неплохо играет...

---------- Сообщение добавлено 09:16 ---------- Предыдущее сообщение было 09:08 ----------

Це гарно.
Как Вы смотрите на то, чтобы поставить интегратор и перевести схему на двуполярное питание?

на эту схему однополюсной раскачки - все ж смотрю с подозрением
для двуполярного питания - в стартовом посте есть блок схема на оу - есть уже модель с таким решением - сегодня, если интересно могу выложить , думаю это перспективней в плане реализации...

Еще вариант- поставить ОУ на входе транзисторной части. Получим много петлевого и поддержание нуля автоматом. Останется только правильно скорректировать, чтобы не потерять в линейности и не получить генератор..

у меня пока все варианты с ОУ сводятся к блок-схеме из стартового поста где уже все скорректировано , и где А1/А2 - это ОУ, а А3 - это самодостаточный выходной каскад ...

[finn32]

. сегодня, если интересно могу выложить ,

Да, интересно.

[Hennady]

Да, интересно.

согласно Блок схеме:
А1 - это Х1,
А2 - это Х2 + сплитер реализованный на Q5 Q6 с динамическими нагрузками Q7 Q8,
(R6C3) на блок схеме - это R96C25||R103C28
А3 - Это выходные транзисторы по схеме Шиклаи (биполярный +мосфет) + добавил RC цепь между затворами R82C21
2 контура ООС и так видно,

искажения 1стотысячная % , ГВЗ 190nS, глубина ООС 1-20000Гц 105дБ:

P.S. за основу схемы ВК взял схему Петрова (это сплитер с комбинированным Шиклаи на выходе)

схема:

искажения на 1кГц :