Кто как борется с экспоненциальностью входной характеристики биполярников

[fakel]

Местную ООС на резисторе не предлагать

[Антиламповик]

Есть идея компенсации нелинейности Uбэ при помощи ПОС. Нелинейность одного транзистора компенсируется такой же нелинейностью второго при одинаковых токах. Думаю попробовать симметричный вариант 1 "в железе" (в инвертирующем мелкоООС-ном усе). Я не очень силён в симуляторах, но EWB показывает линейную итоговую зависимость тока от напряжения, да и "в мыслях" всё должно работать (конечно при идеально одинаковых транзисторах одной проводимости и без учёта тока баз ). В вариантах 2 и 3 получается дифференциальный каскад на входе, но с одинаковыми токами пары (усиление только разностного сигнала, потому и дифференциальный), только потенциал баз для нормальной работы должен отличатся на падение напряжения на резисторе нагрузки (то есть нужно задавать смещение либо на входе, либо в цепи ООС). Какие могут быть "подводные камни" такой компенсации?

[Olegyurich]

На 20 кГц нормально работает?

[Антиламповик]

На 20 кГц нормально работает?

Данная схема ещё не собиралась "в железе", но теоретически никаких проблем с частотной характеристикой не вижу.

[Olegyurich]

Я не частотную характеристику имею ввиду, а компенсацию.
Посмотрите в симуляторе.

[Антиламповик]

Я не частотную характеристику имею ввиду, а компенсацию.
Посмотрите в симуляторе.

Я не умею в симуляторе. А в EWB будет не корректно. А что показывает Ваше моделирование?

[Olegyurich]

Почему некорректно?
Честно говоря сейчас нет времени, то что я пробовал раньше на 20 кГц давло на 20-30 дБ худший результат, чем на 1 кГц, к тому же с длинным хвостом гармоник.

Добавлено через 8 минут
Просимулировал - получилось 0.04% Кг, как то не круто.
Может надо какие особые режимы?
Я питание +-50В сделал, Uоп=10В, нагрузка 1 ком.
На выходе 10В амплитуды.

[Антиламповик]

Почему некорректно?
Честно говоря сейчас нет времени, то что я пробовал раньше на 20 кГц давло на 20-30 дБ худший результат, чем на 1 кГц, к тому же с длинным хвостом гармоник.

Добавлено через 8 минут
Просимулировал - получилось 0.04% Кг, как то не круто.
Может надо какие особые режимы?
Я питание +-50В сделал, Uоп=10В, нагрузка 1 ком.
На выходе 10В амплитуды.

Здесь показан просто принцип, я ещё не собирал и не подстраивал режимы транзисторов (и даже ещё не примерял какие лучше поставить ).
Вы моделировали вариант 1? Амплитуда 10В при 1кОм нагрузки это изменение тока в 10 мА, многовато, можно попробовать увеличить нагрузку. Но это всё ещё так сказать "в сыром виде".

[SashaNetrusov]

Вариант 1 напомнил мне :
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=8117

[Антиламповик]

Вариант 1 напомнил мне :
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=8117

Всё уже придумано до нас… А Вы не собирали данную схему? В действительности компенсация заметна (тогда она точно будет заметна и в вариантах 2-3)?
Еще есть идея сделать ТЗ на транзисторах разной структуры. Тогда теоретически компенсация будет при условии идентичности транзисторов одной проводимости и равенстве эмиттерных резисторов первого каскада. Такой способ можно применить и в ВК (получится половинка «параллельного» ВК с компенсацией). Тут VT4 выделяет изменение Uбэ VT3 (при условии идентичности транзисторов и постоянстве падения напряжения на диоде), а VT2 и VT1 образуют неискажающий инвертор (с Ку=1) на основе упоминавшейся в данной ветке «гирлянды», который увеличивает Uсмещения VT3 на изменение Uбэ. В ВК можно сделать VT3-VT4 составными и убрать диод (или применить полевые транзисторы). Для компенсации Эрли VT3-VT4 таким же способом, нужно на базу VT4 подавать половину Uвх (подключить к делителю от питания к выходу), тогда Uк-э VT3-VT4 будет изменяться на одну и ту же величину и напряжение Эрли также должно компенсироваться.

[Антиламповик]

Вот неудержался и прикинул схему ВК с такой компенсацией (т.к. в ВК наиболее актуально исправлять нелинейности, их там много). Получился вот такой однотакт (сразу же оговорюсь, что схема не собиралась «в железе»). Полевые транзисторы выбраны из-за отсутствия входных токов (и, как следствие, более точной компенсации) и бОльшей нелинейности Uзи чем Uбэ у биполярников (нагляднее будет). Плюс можно обойтись всего 2-мя каскадами.
Следящее питание позволяет в 2 раза снизить входную ёмкость полевиков, а также равномерно распределить рассеиваемую мощность между ними (по 20 Вт вместо почти 40 Вт с одного корпуса) и компенсировать Эрли в ВК.

[sia_2]

Вот неудержался и прикинул схему ВК с такой компенсацией (т.к. в ВК наиболее актуально исправлять нелинейности, их там много). Получился вот такой однотакт (сразу же оговорюсь, что схема не собиралась «в железе»). Полевые транзисторы выбраны из-за отсутствия входных токов (и, как следствие, более точной компенсации) и бОльшей нелинейности Uзи чем Uбэ у биполярников (нагляднее будет). Плюс можно обойтись всего 2-мя каскадами.
Следящее питание позволяет в 2 раза снизить входную ёмкость полевиков, а также равномерно распределить рассеиваемую мощность между ними (по 20 Вт вместо почти 40 Вт с одного корпуса) и компенсировать Эрли в ВК.

Подобные структуры (в т.ч. с компенсацией изменения Uзи в каскоде) широко распространены при проектировании аналоговых узлов на современных КМОП процессах, ибо Rвых и линейность короткоканальных МОП - никакие, а быстродействия - предостаточно.
С точки зрения линейности на ВЧ в дискретном исполнении, когда быстродействие много меньше - с использованием компенсаций подобного типа практически никакой разницы или даже хуже, чем при использовании стандартной ООС (из-за накопления фазовых погрешностей при компенсации).

[SashaNetrusov]

А Вы не собирали данную схему? В действительности компенсация заметна (тогда она точно будет заметна и в вариантах 2-3)?

Нет, не собирал. Но результат и так очевиден. Токи равны, транзисторы одинаковые. Какие м.б. сомнения?

Добавлено через 7 минут

Еще есть идея

Схемы интересные , но это по сути коррекция искажений назад. Только в качестве датчика искажений используется второй транзистор. Но сути не меняет. Что бы получить сигнал ошибки нет необходимости применять идентичный транзистор. Можно снять с рабочего.При коррекции назад возникают проблеммы устойчивости на ВЧ. Решение которой приводит к снижению компенсации на ВЧ.

[Антиламповик]

При коррекции назад возникают проблеммы устойчивости на ВЧ. Решение которой приводит к снижению компенсации на ВЧ.

Действительно получается петля корректирующей ПОС, которая может привести к возбудам и затягиванию переходного процесса .
А вот если так (петли ПОС при такой компенсации вроде нет). Просто очень понравилась идея «гирлянды» в этой ветке, но только не с усилением по напряжению, а как неискажающий инвертор, используемый для компенсации искажений «основных» каскадов. За основу взята схемотехника усилителей Lynx (практически 17-ая Рысь, только без каскода во второй паре транзисторов «параллельного усилителя», т.к. при уменьшении номиналов резисторов ТЗ польза от каскода становится незаметной). Ведь портить приятнее и легче что-нибудь хорошее . Элементная база также оттуда (самая-пресамая).
Принципиальные отличия:
Добавлено звено компенсации искажений второй пары транзисторов «параллельного усилителя»;
К передачи ТЗ по току принят = 1 (минимум искажений);
Уменьшено сопротивление нагрузки в эмиттерах второй пары транзисторов «параллельного усилителя» в 3 раза (с 300 до 100 Ом) для компенсации изменения К передачи ТЗ по току;
Увеличен ток покоя второй пары транзисторов «параллельного усилителя» в 4 раза (в связи с увеличением действующих токов);
Применено «плавающее питание» ТЗ (или каскод со «следящим» питанием) для обеспечения бОльшей идентичности условий работы транзисторов ТЗ, т.к. Эрли у применённых сборок достаточно велико, особенно у 2sa1349 (по даташиту, достать этих редких и весьма дорогих зверьков пока не удалось ).
Итого имеем теоретически идеальное ТЗ, а уменьшение его усиления компенсируем увеличением усиления второй пары транзисторов «параллельного усилителя», но при этом добавляем компенсацию искажений. R7 и R8 служат для увеличения рабочего Uкэ транзистора компенсации (для более точной компенсации искажений), а вместе с С1 и С2 они ещё и фильтруют питание для ТЗ (при этом изменение напряжения на конденсаторе не попадает в полезный сигнал и не усиливается, т.е. минимальное влияние ёмкости на звук). Ток покоя всех транзисторов (кроме входной пары) около 6 мА.
Есть опасения по термостабильности. Изменение Uбэ транзистора компенсации приводит к неравенству Iпокоя транзисторов ТЗ. Но рассеиваемая на нём мощность невелика (около 15 мВт) и изменения должны вложится в +-5…8% (на глаз ;)). Какие есть мысли по такой схеме?

Offтопик:
Подскажите пожалуйста (может есть ссылочка ), где можно отыскать эти самые 2sa1349 и 2sc3381, потому как не то чтобы с одной буквой – вообще нигде никаких нет . И ещё никак не получается найти 2sk389 и 2sj109. Заранее

[SashaNetrusov]

Добавлено звено компенсации искажений второй пары транзисторов «параллельного усилителя»;

По моему должно работать. Молодец!

[Hennady]

Вот такая схема УНа родилась :

Саша, по твоей схеме в посте #115.
Ух и "горячая" она однако .
158ма начальный ток , но супер . А полоса частот, аж "прет"... И инфраниз прокачивает будь здоров. У меня просто "куча эмоций" В общем супер ....

P.S. Начальный ток ниже 48мА не советую, т.е. где то в этих пределах 48...158мА в зависимости от мощности транзисторов. Причем данная схема практически не чуствует изменение емкости межблочного кабеля, причем изменения данной емкости допустимо в очень широких пределах...

[leonidNV]

А схема секретная?

[fakel]

Антиламповик, каким образом происходит компенсация в последней схеме?

[SashaNetrusov]

Саша, по твоей схеме в посте #115

Я рад!
Посмотреть бы что за схема получилась...

[Hennady]

Я рад!
Посмотреть бы что за схема получилась...

Есть одна там секретная "изюминка" .

Я старался, чтобы коэффициент усиления схемы определялся только отношением сопротивлений в эммитерных цепях этой "двухэтажной "схемы, пришлось повозится, но получилось . Вход вААПще оригинальный получился и по звуку ... . В общим "долбит", ни как не нарадуюсь .
Давно не был в таком восторге от качества звука транзисторного драйвера, кстати сама частотка не такая уж и широкая, в аккурат 5,63Гц....60,56кГц( -10/+10 градусов фазы), Ку=21,79Дб(20гц....10000Гц), на частоте 20,54кГц Ку=21,77Дб, Uмакс=1,85Вольта, Rвх=1,4кОм.

P.S. Если я скажу какие какие транзюки в драйвере, наверно все "попадают" . Лучше воздержусь.... SashaNetrusov еще раз огромное за идею

[Антиламповик]

Антиламповик, каким образом происходит компенсация в последней схеме?

Точно также, как в описанной выше в этой ветке "гирлянде", за счёт идентичности транзисторов и эмиттерных резисторов (усиливающего и в нагрузке) во второй паре "параллельного" усилителя.