Улучшенный N-канальный выходной каскад

[Alex Nikitin]

Вот и статью на русском разместил:

http://www.ant-audio.co.uk/Theory/N-...earity_Rus.pdf

Заключительную схему из статьи выкладываю здесь:

Алексей

[Alex Nikitin]

только дифкаскад лучше биполярный

С этим в конкретной схеме (не считая её усложнения) есть проблема токов базы . Без истоковых резисторов напряжение на затворах надо выдерживать исключительно точно. В "старшем" варианте этой схемы - 5350SE, ссылку на измерения которого я давал, мне пришлось сделать серьёзные усилия по стабилизации тока покоя в диапазоне температур и напряжений. Пришлось даже отказаться в конце-концов от биполярного транзистора в ИТ и заменить его на полевой каскод, поскольку иначе изменение тока базы транзистора ИТ с температурой заметно модулировало ток покоя. В последнем варианте ток покоя был стабилизирован в пределах 10% в диапазоне температур 20-80 С на теплоотводе. Можно легко прикинуть необходимую точность слежения за напряжениями затвор-исток у выходников при токе покоя 70-80 мА . Токи базы создают некомпенсируемую компоненту. Полевики хороши отсутствием входного тока и простой схемой при использовании разницы в напряжениях открывания, да и результат неплохой получается.

Алексей

[Nick]

С этим в конкретной схеме (не считая её усложнения) есть проблема токов базы . Без истоковых резисторов напряжение на затворах надо выдерживать исключительно точно. В "старшем" варианте этой схемы - 5350SE, ссылку на измерения которого я давал, мне пришлось сделать серьёзные усилия по стабилизации тока покоя в диапазоне температур и напряжений. Пришлось даже отказаться в конце-концов от биполярного транзистора в ИТ и заменить его на полевой каскод, поскольку иначе изменение тока базы транзистора ИТ с температурой заметно модулировало ток покоя. В последнем варианте ток покоя был стабилизирован в пределах 10% в диапазоне температур 20-80 С на теплоотводе. Можно легко прикинуть необходимую точность слежения за напряжениями затвор-исток у выходников при токе покоя 70-80 мА . Токи базы создают некомпенсируемую компоненту. Полевики хороши отсутствием входного тока и простой схемой при использовании разницы в напряжениях открывания, да и результат неплохой получается.

Алексей

К тому же и базу M4 на выход так просто не подключишь, здесь же выходные тр-ры не "нормально открытые".

[Melhior]

Объясните неучу Если это М1-4 диффкаскад, тогда что мешает к гейту мосфета-4 подключить последовательно резистор для симметрии, ну и надёжности тоже?? Кстати, для полной гармонии, можно и защитный диод установить в параллель С-Д для той же цели.
Так как гармония симметричности тайцзи-дзюань влияет на звук ;)

[Alex Nikitin]

что мешает к гейту мосфета-4 подключить последовательно резистор для симметрии, ну и надёжности тоже??

Ничто не мешает. В некоторых вариантах он и стоит .

Алексей

[Melhior]

Ничто не мешает. В некоторых вариантах он и стоит .

Алексей

В каких ? Если не сложно -поконкретнее !

[sia_2]

С этим в конкретной схеме (не считая её усложнения) есть проблема токов базы . Без истоковых резисторов напряжение на затворах надо выдерживать исключительно точно. В "старшем" варианте этой схемы - 5350SE, ссылку на измерения которого я давал, мне пришлось сделать серьёзные усилия по стабилизации тока покоя в диапазоне температур и напряжений. Пришлось даже отказаться в конце-концов от биполярного транзистора в ИТ и заменить его на полевой каскод, поскольку иначе изменение тока базы транзистора ИТ с температурой заметно модулировало ток покоя. В последнем варианте ток покоя был стабилизирован в пределах 10% в диапазоне температур 20-80 С на теплоотводе. Можно легко прикинуть необходимую точность слежения за напряжениями затвор-исток у выходников при токе покоя 70-80 мА . Токи базы создают некомпенсируемую компоненту. Полевики хороши отсутствием входного тока и простой схемой при использовании разницы в напряжениях открывания, да и результат неплохой получается.

Алексей

Пожалуй, если схема все равно относительно медленная (одни закрывающие резисторы 430 ом скорость рубят изрядно), полевой дифкаскад даже на p-канальниках будет технологичнее. Но вообще-то такая критичность к настройке тока покоя для серийного изделия, по-хорошему, IMHO, не годится. Для домашнего/лабораторного варианта - нормально. Впрочем, может, я слишком привык к авиационно-военным критериям "дубовости" электроники

У меня была более дурная ситуация - нужно было сформировать несколько управляющих напряжений для включенных в параллель тех нормально открытых полевиков (они как p-n переходные, собственно говоря, это и есть p-n переходные, только с вертикальным каналом), у которых напряжение отсечки (и крутизна) могли отличаться вдвое. Единственное что радовало, так это небольшой разброс сопротивления при полном открывании - "всего" процентов 20.
Правда, начальный участок у них был очень плавный, примерно экспоненциальный, но эквивалентный тепловой потенциал там был не 26-30 мВ, как у биполяров, а более 150 точно. При напряжении на затворе около 0,4...0,6 В от полной отсечки они уже входили в термостабильную область при токе всего в миллиампер 50-80.

[Melhior]

Алекс почему вы решили отказаться от идеи мостового включения ВК,
отдавая предпочтение принципу "тотем поле"?

[sia_2]

Алекс почему вы решили отказаться от идеи мостового включения ВК,
отдавая предпочтение принципу "тотем поле"?

Нерентабельно в производстве - нужно будет 4 БП вместо одного общего на два канала. И очень неудобная схема.

[ИГВИН]

Из-за сопротивления горячего канала под 4 Ома эти КП801 надо было ставить минимум по 4 на плечо - этого не выдерживала никакая экономика, они в советских оптовых ценах стоили 9.65. Плюс чудовищный разброс напряжения отсечки.

Offтопик:
Они потом научились делать получше.
Из полутора десятков я отобрал по отсечке четыре вполне нормальные пары.
Точнее, я отбирал на фиксированном смещении по близкому току стока. Конечно, из одной партии.

[Melhior]

Нерентабельно в производстве - нужно будет 4 БП вместо одного общего на два канала. И очень неудобная схема.

Я не понял, а зачем четыре, вполне должно хватить и двух ? Ну, и если хорошенько подумать, то наверняка можно применить мостовое включение только ВК, а не всего усилителя ..

[PSV]

Я не понял, а зачем четыре, вполне должно хватить и двух ? Ну, и если хорошенько подумать, то наверняка можно применить мостовое включение только ВК, а не всего усилителя ..

Можно и одним обойтись, средняя точка для выхода не нужна.

[Melhior]

Можно и одним обойтись, средняя точка для выхода не нужна.

Разумеется ! Максимум два отдельных БП, в случае двух раздельных моноканалов. Я это и имел ввиду!! Не говоря, о возможности применения двух раздельных обмоток на одном мощном магнитопроводе.

[Alex Nikitin]

вообще-то такая критичность к настройке тока покоя для серийного изделия, по-хорошему, IMHO, не годится.

Дело в том, что без истоковых резисторов звук значительно лучше, не говоря уже о выходном сопротивлении без общей ООС. Я вначале ведь их ставил, и не очень верил, что можно без них обойтись в серийном аппарате . Оказывается, можно и нужно. А критичность лечится схемотехнически - конфигурацией ИТ, в которой ток зависит практически исключительно от температуры только одного транзистора - датчика, применением многооборотника для настройки и уменьшением тепловой постоянной времени для датчика. Работает в десятках тысяч выпущенных усилителей без проблем .

Кстати, схема не очень медленная - 30-40В/мкс на 8 Омах, чуть медленнее на 4. Запас по фазе позволяет при желании обойтись без катушки на выходе - индуктивности 20 см многожильного провода оказывается достаточно для стабильности во всём диапазоне напряжений (включая ограничение) даже на чисто ёмкостную нагрузку до 2 мкФ - это при замкнутой общей ООС.

Добавлено через 21 минуту

почему вы решили отказаться от идеи мостового включения ВК,
отдавая предпочтение принципу "тотем поле"?

По двум причинам - во-первых, традиция. Пользователи ожидают несимметричный выход . Во-вторых, никто не мешает собрать мост из двух каналов - мы так и делали. В этом случае можно получить примерно 250 Вт на 8 Ом, 350 на 4 с того же 5350 выхода.

Алексей

[32768]

1. Вход у схемы это затвор M1
Вообще M1 и M4 это дифкаскад с источником тока Q9, Q8, давно изобретённый . Главное в этой схеме, что отличает её от подобного множества существующих, это затвор M4, что делает эту схему повторителем со 100% ОС. Такое включение M4 делает невозможным работу данной схемы на биполярах.

Offтопик:
Вообще никак не пойму, что происходит, наверное сегодня магнитные бури какие-то ?

была описано соединение транзисторов М4 и М2. В том месте где есть "новизна". Приглядываться к конструции дифкаскада есть ли смысл?

"Такое включение M4 делает невозможным работу данной схемы на биполярах."
Это почему же она не может работать на биполярах? Замените резистор обозначенный в патенте цифрой 7 на "литиевую батарейку" или на цепочку диодов и получите 100% OC. Не только может но и работает практически.
Но у 100% OC в этом месте есть один недостаток. Появляется склонность к возбуждению. Снижение глубины OC делителем повышает устойчивость и удобно по схемотехнике. Например выходной транзистор составной с напряжением база-эмиттер 1.2в а управляющий одиночный с напряжением 0.6в.
В описанной схеме без делителя, согласование уровней выходных транзисторов М4 и М2 как раз "узкое место".

[Alex Nikitin]

согласование уровней выходных транзисторов М4 и М2 как раз "узкое место".

Какой смысл говорить о разных схемах? Просто поворчать охота?



Алексей

[sia_2]

Дело в том, что без истоковых резисторов звук значительно лучше, не говоря уже о выходном сопротивлении без общей ООС. Я вначале ведь их ставил, и не очень верил, что можно без них обойтись в серийном аппарате . Оказывается, можно и нужно. А критичность лечится схемотехнически - конфигурацией ИТ, в которой ток зависит практически исключительно от температуры только одного транзистора - датчика, применением многооборотника для настройки и уменьшением тепловой постоянной времени для датчика. Работает в десятках тысяч выпущенных усилителей без проблем .

Кстати, схема не очень медленная - 30-40В/мкс на 8 Омах, чуть медленнее на 4. Запас по фазе позволяет при желании обойтись без катушки на выходе - индуктивности 20 см многожильного провода оказывается достаточно для стабильности во всём диапазоне напряжений (включая ограничение) даже на чисто ёмкостную нагрузку до 2 мкФ - это при замкнутой общей ООС.

Добавлено через 21 минуту


По двум причинам - во-первых, традиция. Пользователи ожидают несимметричный выход . Во-вторых, никто не мешает собрать мост из двух каналов - мы так и делали. В этом случае можно получить примерно 250 Вт на 8 Ом, 350 на 4 с того же 5350 выхода.

Алексей

Вот это я хорошо понимаю. Вылизывание конструкции - отжим мелочей для максимизации performance/price ratio.

[Melhior]

Алексей, выношу вам и остальным на рассмотрение одну идею, будоражащий мой ум.
А именно - идея состоит в подключения оптронной пары в цепь токоограничивающего резистора в ВК который будет по сути управлять источником опорного напряжения для поддержания более сбалансированной и точной термостабилизации ВК. Скомбинировав эту идею будет возможным использовать как и защиту от перегрузки ВК
Не думаю, что идея нова. Однако, если идея не окажется бредовой, то тема должна быть довольно интересной.

[Alex Nikitin]

идея состоит в подключения оптронной пары в цепь токоограничивающего резистора в ВК который будет по сути управлять источником опорного напряжения для поддержания более сбалансированной и точной термостабилизации ВК.

Подобные схемы применялись и применяются (вплоть до микропроцессорного контроля), я сам неоднократно рассматривал возможность их использования, но сильное усложнение схемы выглядело непривлекательным, а потенциальных проблем там тоже немало. В обсуждаемом ВК интересно то, что только температура 2 выходных полевиков существенна, в отличие от составных повторителей на биполярах. Это упрощает тепловые переходные процессы, особенно в динамике.

Алексей

[bolero]

Здравствуйте.
Я смотрю, здесь в основном теоретики
Меня интересует этот усилитель с практической точки зрения. Хочу его собрать.
Где можно почитать практическое руководство о особенностях сборки(монтажа), настройки и деталях данного усилителя ?

[Nick]

Здравствуйте.
Я смотрю, здесь в основном теоретики
Меня интересует этот усилитель с практической точки зрения. Хочу его собрать.
Где можно почитать практическое руководство о особенностях сборки(монтажа), настройки и деталях данного усилителя ?

Здесь https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1062, только туда надо добавить один тр-р, M4 по схеме которая тут.