Технологичный УМ с улучшенными параметрами

[bukvarev]

Данный концепт сделан для высокоскоростного УМ с номинальной выходной мощностью 100 Вт и полосой полной мощности 2 МГц.
Это - не звуковой УМ, но идея, видимо, может быть использована и для УМЗЧ.

При проектировании я преследовал следующие цели:
1. Технологичность и отсутствие регулировки тока покоя при пром. производстве.
2. Улучшенный PSRR за счет отсутствия "термо" узла в высокоомной части усилителя (на выходе УН).
3. Простота реализации ограничения по напряжению затворов и току ВК (от последовательного датчика на выходе модуля). Этот узел на схеме не показан, чтобы ее не перегружать.

Схема:


Какие получаются дополнительные плюсы:
1. Транзисторы УН можно брать в неизолированных корпусах, и монтировать на общую пластину, с нормированной конструктивной емкостью "пластина-общий".
2. Транзисторы основной группы монтируются на двух брусьях без термопрокладок, что технологично.
3. Есть возможность реализации дополнительного параллельного канала за счет введения управления токами Q3 и Q4. Например, "супер А" или коррекция искажений вперед.

Основные недостатки:
1. Плохое использование напряжения питания.
2. Повышенная сложность.

Пояснения к схеме.
Q4 и Q4 - датчики температуры (и дополнительно нелинейные элементы, аналогичные Q13-Q18).
- Полевиков в ВК показано три пары для примера (у меня в конструкции их другое количество).
- В первом приближении R4-R7 имеют одинаковое сопротивление (порядка 300 Ом).
- При необходимости увеличения тока покоя при сохранении равенства R4-R7 в истоки Q2 и Q3 можно ставить дополнительные сопротивления.
- VD1-VD4 - ограничитель.
- VD5 предназначен для уменьшения омического сопротивления между эмиттерами Q11 и Q12.
- R1C1 и R2C2 формируют динамическую нагрузку, если необходимо использовать опцию динамического управления источниками тока I1 и I1. Если же этого не нужно, то R1 и R2 заменяются перемычками, C1 и C2 не устанавливаются, а источники тока I1 и I2 заменяются единственным резистором или источником тока, который в небольших пределах позволяет регулировать ток покоя ВК.
- Постоянная времени цепей С3R5 и C4R6 может быть небольшая, от 0,3 мкс.
- В моей конструкции Q5 и Q6 - не транзисторы, а ОУ в sot23-5 с обратной связью от R4 и R7.

[MAXIM_A]

А что происходит на 30, 40, 50 кГц?

[bukvarev]

А что происходит на 30, 40, 50 кГц?

Там гармоники генераторов на уровне -120 дБ. В этом "частоколе" ничего не определить.
Мы с Андреем как закончим с макетированием (как посчитаем, что по звуку больше улучшить ничего не получится), попробуем поэкспериментировать с режекторами и фильтром. На 300 кГц посмотреть, если получится.

[MAXIM_A]

Там гармоники генераторов на уровне -120 дБ. В этом "частоколе" ничего не определить.
Мы с Андреем как закончим с макетированием (как посчитаем, что по звуку больше улучшить ничего не получится), попробуем поэкспериментировать с режекторами и фильтром. На 300 кГц посмотреть, если получится.

Ещё бы посмотреть переходную на 300кГц, меандр...

[bukvarev]

Ещё бы посмотреть переходную на 300кГц, меандр..

Вот пара меандров, 300 и 30 кГц, без входного конденсатора. Режим монопетли.

Слабая и сильная перегрузка на 30 кГц, питание +- 48В, режим монопетли.


Это предварительные замеры. Нужно еще будет рулить режимы УН.

---------- Сообщение добавлено 18:09 ---------- Предыдущее сообщение было 16:44 ----------

______________________________________________________________________________________________________________________
Сделали по быстрому преобразователи "баланс-небаланс" с ground sense на INA137. Использовали старую универсальную макетку.
Играет чуть чище, чем с RCA. На грани самовнушения. Хмм. Неплохая микра оказалась.


______________________________________________________________________________________________________________________
Запитали от сетевого трансформатора (нестабилизированное питание).

По звуку ожидаемо низ стал более жирным, но ВЧ, вопреки обычной практике, "цикать" не начали, хотя стали чуть ярче, чуть "современнее".
Хороший результат на ВЧ - 100% заслуга топологии и 6-ти слоев печатной платы

______________________________________________________________________________________________________________________
И в завершение - сравнение вариантов, которые по замерам IMD 19+20 имеют разные результаты, но в обоих случаях искажения очень малы.
Фото сравнительного прослушивания режимов "МПООС vs монопетля".

Сразу результат: победил режим МПООС. Звучит чище, разборчивей.
Это происходит из-за того, что в МПООС входной узел, несмотря на чуть большее разностное напряжение, оказывается разгруженным.
Но справедливости ради, менее чистое и разборчивое звучание субъективно кажется полновеснее в области нижней середины (особенно вокал) и может найти своих сторонников.

[sanctus]

Это проект с открытой схемой. Любительское аудио, модули для самостоятельной сборки аудиосистемы. С линейкой коммерческих усилителей он не пересекается.

Евгений, добрый день! Заказа в каком-то виде(только платы, КИТ, собранные платы и т.д.) будет возможен? Если да, то, может, про срокам готовности принять заказ можете уже соориентировать?

[Mexap]

sanctus, добрый день! Отвечу за Евгения.
Да, планируются к продаже полностью спаянные и проверенные платы, в различной комплектации.
По срокам - думаем не раньше лета.

[sanctus]

Mexap, Отлично, спасибо!

Хотел спросить, кстати - пожелания по "вспомогательной" функциональности\сервисным функциям принимаются?

[bukvarev]

Mexap, Отлично, спасибо!

Хотел спросить, кстати - пожелания по "вспомогательной" функциональности\сервисным функциям принимаются?

Конечно принимаются. Мы с Андреем дальше будем публиковать схемы и материалы по остальным разрабатываемым модулям проекта "Интеграл". Только скорее всего, сделаем отдельную тему. И постараемся учесть пожелания.
На выходе будет комплект схем, инструкций по наладке. Так что при желании любой сможет либо нужный ему модуль заказать, либо - платы (если, конечно, сможет собрать самостоятельно, там требуется оборудование для монтажа SMD), либо сделать свой вариант печатки. Но КИТы мы бы очень не хотели делать. Либо - модули, либо - платы.
В общем, все планируется делать так, как обычно делают на форуме.

[sanctus]

Отлично, спасибо!
Готовые модули - наверное, оптимальный вариант, для всех. В случае плат - слишком много вопросов к Вам будет по сборке\наладке, в том числе и от не совсем опытных пользователей. А отказ от КИТов - абсолютно оправдан.

В части "сервисных" функций - если мы рассматриваем усилитель как законченное решение, которым "приятно,удобно и безопасно" пользоваться, то помимо субъективного качества звука (что первично, конечно), устройство должно, на мой взгляд, также обладать и рядом вспомогательных функций.
Понятно, что практически все пункты "закрываются" доп. платками\модулями (в том числе, и от местных авторов), но безусловно, удобнее и практичнее когда есть возможность по максимуму от одного автора\команды все получить. Что "интересно" лично мне, в порядке уменьшения приоритетов:

1. Защита от постоянки на выходе, в том числе и при каких-то "нештатных" ситуаций в работе устройства.
2. Отсутствие слышимых щелчков\звуков в акустике при переходных процессах (вкл\выкл).
3. Наличие качественного РГ непосредственно на платах усилителя. Как пример - лестничный РГ Никитина или РГ на перемножающем ЦАПе.
3. Возможность ДУ для вкл\выкл\рег. громкости.
4. Pre out для подключения активных сабвуферов без High Input входов.
5. Возможность как балансного, так и "обычного" подключения.
6. Какие-то "разумные" размеры и тепловыделение (в простое, при небольшой "нагрузке") устройства. Степень разумности у каждого, конечно, своя

[bukvarev]

Принято!
Обязательно учтем пожелания и предложим варианты.

[sanctus]

Евгений, Андрей, хотел еще поинтересоваться - а как вы сами оцениваете в части "качества" звучания данный УМ по сравнению с вашими разработками, в первую очередь CSA? Подумалось, что возможно имеет смысл в сторону CSA посмотреть...

[belka]

и 6-ти слоев печатной платы

2 слоя достаточно вполне

[bukvarev]

Евгений, Андрей, хотел еще поинтересоваться - а как вы сами оцениваете в части "качества" звучания данный УМ по сравнению с вашими разработками, в первую очередь CSA? Подумалось, что возможно имеет смысл в сторону CSA посмотреть...

Вопрос не простой. Интеграл еще в процессе отработки, и в настоящий момент звучит хуже и CSA, и CSB. Но есть два важных момента:
1. Коммерческие аппараты имеют стабилизированное питание, и сделаны "под ключ", а любительский модуль - всего лишь составная часть, и результат будет очевидно зависеть от реализации всего аппарата (в первую очередь системы питания).
2. В " Интеграле" есть экспериментальные конструктивные решения, которых нет в коммерческих изделиях, и наоборот, в нем нет того, что есть в CSA и CSB. Поэтому я пока не могу сказать, в какой степени новинки окажутся эффективны. Для окончательного вердикта нужно время.

---------- Сообщение добавлено 19:33 ---------- Предыдущее сообщение было 19:29 ----------

2 слоя достаточно вполне

Да, можно сделать и на двухслойке (например, коммерческие аппараты у нас двухслойные). Просто это - давняя задумка, которую хотелось опробовать.

[belka]

Offтопик:

Да, можно сделать и на двухслойке (например, коммерческие аппараты у нас двухслойные). Просто это - давняя задумка, которую хотелось опробовать.

Так и нужно писать, а то у читающих могут возникнуть неправильные представления о том, что низкие искажения делаются только на 6-ти слойных п.п. Было время, было сформировано устойчивое мнение, что многие вещи в аудио невозможно сделать не используя 4-ре слоя. Давно тут сижу, всякие времена помню.

К слову - отличный проект! Поздравления

[bukvarev]

Константиныч, Вадим, спасибо за поздравления!

[MAXIM_A]

bukvarev, ina 137ua планарные?

[bukvarev]

bukvarev, ina 137ua планарные?

Да, у нас были только планарные.

[MAXIM_A]

Да, у нас были только планарные.

спасибо, мне такие и нужны...хочу заменить ОРА1632

[anatol0]

хочу заменить ОРА1632

Это разные по функционалу мсхемы. Кроме того, по формальным параметрам ОРА лучше.

[sanctus]

bukvarev,
Евгений, спасибо за оперативный и подробный ответ! Тогда ждем доступных к заказу плат Интеграл и ваших отзывов по сравнению с CSA (CSB уже слишком дорог для меня...).