Усилитель на MOSFET - активный фильтр?

[Александр Котов]

В недавно закончившемся обсуждении усилителя Никитина /конкретнее одной из моделей CREEK/ описывалось звучание этого усилителя. Многими замечено своеобразное звучание усилителей на выходных MOSFET- транзисторах: мягкое. Я считаю, что это звучание обусловлено схемотехникой подобных усилителей, где громадная входная емкость выходных полевиков является нагрузкой каскада усиления напряжения. При этом большое петлевое усиление делает плоской результирующую АЧХ на входе усилителя. Получается активный фильтр, который отфильтровывает гармоники и сглаживает артефакты цифроаналогового преобразования и т.п. огрехи записей и их воспроизведения - многим такой звук кажется лучше. По моему мнению - "звук полевиков" - это звук схемотехники большинства усилителей на полевиках, построенных по вышеописанной схемотехнике, точнее просто классической.
Есть мнения о том, что такое "звук полевиков"? И в чем истинные причины такого звучания?

[PSV]

Я считаю, что это звучание обусловлено схемотехникой подобных усилителей, где громадная входная емкость выходных полевиков является нагрузкой каскада усиления напряжения.

Кстати у Никитина не совсем так.

[sherif]

Полевики обладают значительно меньшими тепловыми искажениями чем биполярные транзисторы. И в повторителе напряжения требуется меньшее кол-во транзисторов, например хватает одного. Чтобы такой же повторитель получить от биполяров нужна тройка последовательно включенных транзисторов, где тепловые искажения каждого из транзисторов суммируются.

[Александр Котов]

В подтверждение своих слов зависимости звучания от схемотехники выходного каскада: с добавлением предвыходного каскада на биполярах, как сейчас некоторые фирмы делают, весь "MOSFET звук" уходит.

[PSV]

Мягко говоря не совсем правильно нагружать высокоомный выход УН большой нелинейной ёмкостью MOSFET.Это вызовет рост искажений с повышением частоты сигнала.А в схемах с ООС-плавающий полюс АЧХ.Может это и есть "MOSFET звук" .

В подтверждение своих слов зависимости звучания от схемотехники выходного каскада: с добавлением предвыходного каскада на биполярах, как сейчас некоторые фирмы делают, весь "MOSFET звук" уходит.

Опять же ,всё зависит от конкретной схемотехники.

[Alex Nikitin]

Многими замечено своеобразное звучание усилителей на выходных MOSFET- транзисторах: мягкое.

Это достаточно неправильное обобщение. Есть много разных схем и разных MOSFET-ов. Обычно, когда говорят о звуке MOSFET-ов, имеется в виду их наиболее применяемая в звуке разновидность - "латеральные" "аудио" транзисторы. Они все отличаются очень низкой крутизной и, соответственно, высоким выходным сопротивлением в схеме повторителя и низким коэффициентом использования напряжения питания.

Я считаю, что это звучание обусловлено схемотехникой подобных усилителей, где громадная входная емкость выходных полевиков является нагрузкой каскада усиления напряжения. При этом большое петлевое усиление делает плоской результирующую АЧХ на входе усилителя. Получается активный фильтр, который отфильтровывает гармоники и сглаживает артефакты цифроаналогового преобразования и т.п. огрехи записей и их воспроизведения - многим такой звук кажется лучше. По моему мнению - "звук полевиков" - это звук схемотехники большинства усилителей на полевиках, построенных по вышеописанной схемотехнике, точнее просто классической.

Вот всё написанное выше - это просто полная путаница . По пунктам:

В "стандартной" схеме выходные транзисторы включены по схеме повторителя, и входная ёмкость такого каскада обычно где-то в 10-50 раз меньше входной ёмкости собственно транзистора, то есть суммы емкостей ЗИ и ЗС.

Далее, никакого "активного фильтра" таким образом получиться не может! Более того, как раз все ВЧ помехи и "артефакты" в такой ситуации не только не "отфильтруются" , но скорее перемножатся на всех этих нелинейностях и приведут к "грязному" звуку, а совсем даже не к "мягкому" .

Основная проблема (на мой взгляд) с традиционными усилителями на латеральных полевиках - это необходимость запараллеливания многих транзисторов для получения сносного выходного тока и мощности. А это приводит к потере качества звука.

Кстати, из людей слышавших мои усилители на N-канальных полевиках, никто ни разу не сказал, что у них есть хоть какой-то оттенок "MOSFET-ного звучания" .

Алексей

[Lynx]

Полевики обладают значительно меньшими тепловыми искажениями чем биполярные транзисторы

Это не так. Как раз полевики, в особенности с малыой крутизной, горизонтальной структуры, либо со слаболегированным каналом (латеральные)обладают гораздо большими тепловыми искажениями, чем биполярники, а те, у которых высоколегированный канал и высокая крутизна, дают тепловые искажения того же порядка, что и аналогичный по теполинерциальным свойствам биполяр.

[ADDED=Lynx]1106661595[/ADDED]

Кстати, из людей слышавших мои усилители на N-канальных полевиках, никто ни разу не сказал, что у них есть хоть какой-то оттенок "MOSFET-ного звучания"

Могу полностью подтвердить это, некоторое время назад мне приносили на ремонт Creek 4040 (неисправность - идиотская - излом в сетевом шнуре ), по звучанию этот усилитель ничем не напоминает то, что чаще всего называют "мосфетовым звуком". Скорее наоборот, на мой слух, он ближе к биполярным, причем более дорогим по ценнику.

[Alex Nikitin]

Creek 4040

Дмитрий, для ясности 4040 - это сделанная ещё до меня модель , в разных модификациях выпускавшаяся с 1982 до 1991 года) - на биполярных выходниках. Мои - это с 4240 (1993) и позже.

Алексей

[Lynx]

Дмитрий, для ясности 4040 - это сделанная ещё до меня модель , в разных модификациях выпускавшаяся с 1982 до 1991 года)

Аппарат был 1990г выпуска. Разобрать его так и не пришлось, потому, что все обошлось заменой сетевой вилки.

[PSV]

В "стандартной" схеме выходные транзисторы включены по схеме повторителя, и входная ёмкость такого каскада обычно где-то в 10-50 раз меньше входной ёмкости собственно транзистора, то есть суммы емкостей ЗИ и ЗС.

Что интересно в твоей схеме,несмотря на несимметричность включения,ОС-ОИ,
входные ёмкости выходников работают практически одинаково

Основная проблема (на мой взгляд) с традиционными усилителями на латеральных полевиках - это необходимость запараллеливания многих транзисторов для получения сносного выходного тока и мощности. А это приводит к потере качества звука.

Алексей,это установлено опытным путём или есть тому какое-то теоретическое обоснование?Приборы при запараллеливании показывают ухудшение?

[Alex Nikitin]

Алексей,это установлено опытным путём или есть тому какое-то теоретическое обоснование?Приборы при запараллеливании показывают ухудшение?

Когда я этим занимался (давно, лет 8-9 назад), и пришёл к выводу о непригодности параллельно включённых транзисторов для звукоусиления , мне не удалось сделать сколько-нибудь осмысленных измерений. Моя теория на этот счёт та, что даже хорошо отобранные транзисторы имеют разные характеристики и слегка разную температуру и т.д. . поэтому передаточная характеристика при таком включении принимает значительно более сложный вид, что не может быть хорошо для звука. В общем плане при параллельном включении ухудшается разрешение усилителя, происходит потеря "атмосферы" записи (если она там есть ).

Алексей

[Black_Panther]

Когда я этим занимался (давно, лет 8-9 назад), и пришёл к выводу о непригодности параллельно включённых транзисторов для звукоусиления
Алексей

а как быть с работой на нагрузку с низким сопротивлением?

[Alex Nikitin]

а как быть с работой на нагрузку с низким сопротивлением?

Выбирать соответствующего размера транзисторы . Применять переключаемое питание (Класс G, H) . Есть ещё пара трюков, но пока я их обнародовать не буду. Но если мне потребуется сделать усилитель, скажем, киловаттной мощности в нагрузку 2 Ома, то я это вполне смогу обеспечить, использовав только один усилительный транзистор в каждом плече, причём с хорошим запасом по току и мощности... .

Алексей

[sherif]

Это не так. Как раз полевики, в особенности с малыой крутизной, горизонтальной структуры, либо со слаболегированным каналом (латеральные)обладают гораздо большими тепловыми искажениями, чем биполярники, а те, у которых высоколегированный канал и высокая крутизна, дают тепловые искажения того же порядка, что и аналогичный по теполинерциальным свойствам биполяр.

Не могу подтвердить расчетами, потому что с мощными полевиками дело не имел. Но даже, если тепловые искажения одного порядка, то звучать будет лучше один полевик в повторителе чем тройка биполяров в повторителе.
В паралельном повторителе компенсируем тепловые искажения предвыхода входным каскадом. А вот с выходным каскадом труднее. Надо обеспечить постоянную рассеиваемую мощность на всем периоде сигнала. Для этого нужно менять напряжение на коллекторе, чтобы Pрасс=const по закону Uкэ=коэффициент/Iэ через паралельный АЦП + (ПЛМ или ПЗУ) + ЦАП. Схема нечто похожее на класс А++. Стоит ли такой огород городить не знаю.

[PSV]

Есть ещё пара трюков, но пока я их обнародовать не буду. Но если мне потребуется сделать усилитель, скажем, киловаттной мощности в нагрузку 2 Ома, то я это вполне смогу обеспечить, использовав только один усилительный транзистор в каждом плече, причём с хорошим запасом по току и мощности...

Принцип построения понятен,последовательное включение транзисторов.Но высокие мощности в этом случае можно получить только с полевиками.Биполяры остаётся только параллелить.

[ADDED=PSV]1106724164[/ADDED]

Когда я этим занимался (давно, лет 8-9 назад), и пришёл к выводу о непригодности параллельно включённых транзисторов для звукоусиления , мне не удалось сделать сколько-нибудь осмысленных измерений. Моя теория на этот счёт та, что даже хорошо отобранные транзисторы имеют разные характеристики и слегка разную температуру и т.д. . поэтому передаточная характеристика при таком включении принимает значительно более сложный вид, что не может быть хорошо для звука.

Значит это должно вылится в расширение спектра гармоник,особенно в режиме АВ.Интересно насколько, и можно ли это увидеть по приборам?На практике я тоже замечал,что при запараллеливании выходников на небольшой мощности звук становился более мутным.

[Lynx]

Не могу подтвердить расчетами, потому что с мощными полевиками дело не имел.

я проводил и расчеты и эксперименты в этой области, более того, вызваны они были именно тем, что звук полевиков с небольшой крутизной (до 10А\В) на мой слух существенно хуже, чем биполяров.

Но даже, если тепловые искажения одного порядка, то звучать будет лучше один полевик в повторителе чем тройка биполяров в повторителе.

Не согласен совершенно. Более того, уменьшение перепада мощности рассеяния на каждом из транзисторов на периоде сигнала заметно уменьшаеи и тепловые искажения. Это справедливо и для полевиков и для биполяров. Следует помнить, что практически все современные мощные транзисторы - по сути параллельно включенное большое число элементарных транзисторных структур, выполненных в едином цикле.

[Maniac]

Тут в соседней ветке обсуждалась моя схемка. Так вот до переделки звук как раз был "Mosfet*овским". Мягкий, приятный и чутка "размазанный". После впайки ЭП перед выхлопниками этот звук пропал. Усь стал "прозрачней" и звук более детальный.Ближе к хорошему биполярнику. Особенно лучше стали ВЧ. Сдается мне, что большинство производителей усей лепят элементарные схемы, наподобие моей, Энтони Холтона, и т.д. Например, Musical Fidelity А2 будет иметь как раз "мосфетовский" звук, судя по схеме.
Вот такие пироги

[sherif]

От биполярного паралельного повторителя тоже можно получить мягкий Мосфетовский звук, если поставить последователньно со входом резистор 2 кОм. Подумываю может специальный тумблер поставить, с помощью которого можно было бы включать мягкий звук для прослушивания исходников низкого качества, например МП3, чтобы высокие не резали слух.

[Александр Котов]

Полностью согласен с Маньяком. Или он первый пост не читал
Про параллельные элементы хочу сказать, что ухудшается звук при запаралеливании проходных пленочных конденсаторов, а так же параллельные диоды в БП портят звук- я хотел на 10CTQ150 запараллелить - хуже вышло.

[WP]

А я так другое заметил, что при распаралеливании мощных транзисторов звучание только улучшается, но при условии что ток драйверного каскада имеет достаточную величину для перезарядки входной проходной емкости мощных транзисторов.