Новый Усилитель Зуева

[Konstantin]

Начало - статья "УМЗЧ с параллельной ООС", ж. Радио, №2-4, 2005 г.

Модификации

1. Модификация 2008 г.

Комплект схем с подробной инструкцией по наладке находятся во вложенном архиве "UM_VL.rar".
Файл "Параметры.pdf" - технические характеристики этой модификации.
Файлы плат УМ и схемы защиты: https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1957943

Для этой модификации Вадимом Вязниковым (renovator) было разработано несколько вариантов конструктивного исполнения, и собрана небольшая партия полностью законченных усилителей.
На вложенных фотографиях показан разработанный Вадимом вариант полного усилителя с тремя RCA и одним XLR входом, с использованием регулятора громкости и селектора входов:
https://forum.vegalab.ru/showthread....-ДУ-от-antecom

Второй, разработанный Вадимом, вариант конструктивного исполнения:
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1580149
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1580205

Еще несколько примеров хороших конструкций:
https://forum.vegalab.ru/showthread.php/1433-Новый-Усилитель-Зуева?p=529392&viewfull=1#post529392
https://forum.vegalab.ru/showthread.php/1433-Новый-Усилитель-Зуева?p=647169&viewfull=1#post647169
https://forum.vegalab.ru/showthread.php/1433-Новый-Усилитель-Зуева?p=1233619&viewfull=1#post1233619
https://forum.vegalab.ru/showthread.php/1433-Новый-Усилитель-Зуева?p=1232007&viewfull=1#post1232007
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1491245
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1488588
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1563224

Прослушивание:
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=65035

Часть прошлых ссылок (включая информацию по выбору разъемов и проводов) перенесена в текстовый файл "Полезная информация по сборке и наладке".

2. Модификация 2014 г. (LZ_VL_v2.0) на новых платах Владимира Лепехина



Полный комплект схем с перечнем элементов находятся во вложенном архиве "LZ_VL_v2.0.rar".
Тема по заказу плат и КИТов: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=68869

Фотографии сборки усилителя MAXIM_A: https://forum.vegalab.ru/album.php?albumid=759

В архив "LZ_VL_v2.0.rar" добавил вариант с регулятором громкости: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=48665, вариант с предварительным усилителем и часть инструкции по наладке, относящуюся к схеме защиты.

Доработка этой модификации: https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2432470
Архив с изменениями: https://forum.vegalab.ru/attachment....7&d=1515168082

[Л. Зуев]

Новость для меня.Леонид,а почему?Пробовали стабилизировать?

Честно говоря нет. Использовал унифицированные анодные трансформаторы ТА - запаса по напряжению не было.

[Л. Зуев]

И еще, допустим у меня питание повторителя +/-22В. Питание УНа можно любым сделать, вплоть до 50В, в том числе заодно и сильно увеличить падение на тех самых эмиттерных резюках в ОБ.

Питание УН можно сделать 45-50В, а падение на эмиттерных резисторах в ОБ увеличить до 5-7В (с сохранением величины тока через них). Коллекторы первой пары транзисторов повторителя можно подключить к цепям питания УН, только при этом обязательно должны стоять цепи антинасыщения. Еще желательно увеличить раза в 2 ток покоя предвыходного каскада (уменьшить до 27Ом сопротивление R43).
При уменьшении напряжения питания УН или увеличении падения на эмиттерных резисторах в ОБ необходимо обращать внимание на напряжение коллектор-база VT3,VT6 - оно не должно быть меньше 15В, а если оно находится в пределах 15-18В, то необходимо уменьшить раза в 2 сопротивление R16,R20.

[Л. Зуев]

И при этом источник у меня (цап) дает 6В p-p при 0dB. Понятно, что там еще регулятор громкости будет, но чувствительность необходимо все равно загрубить, как и уменьшить общий Ку.

То есть необходимо раза в 2 уменьшить чувствительность?
Для этого можно в 2 раза уменьшить сопротивление R4,R5 и в 2 раза увеличить емкость C7,C8. Одновременно с этим необходимо в 2 раза увеличить индуктивность L1 и сопротивление R17,R19. Для сохранения режимов по постоянному току при этом необходимо в 2 раза увеличить сопротивление R7,R8 (возможно их придется подобрать по току коллектора VT3,VT6 величиной 6мА).

[Л. Зуев]

Леонид, а необходимо изменять коррекцию, если на выходе использовать MJE15032/033+MJL21193/194? Они менее высокочастотны (Ft 4MГц), чем 1943/5200 но у них зависимость частоты от тока сильно стабильнее, эта частота выдерживается вплоть до 10А.

С уверенностью сказать не могу. Возможно придется увеличивать емкость C13 или индуктивность L1. Если изменение требуется небольшое (не более 50%), то удобнее увеличить емкость, а если большое, то лучше одновременно увеличить индуктивность L1 и сопротивление R18.
Это можно сделать в процессе наладки следующим образом. Сначала емкость С13 увеличить раза в 3 (что-бы усилитель гарантированно был устойчив) и сделать все предварительные проверки и регулировки - установить токи покоя и т.д. После этого, вернув С13 к прежней величине, на базы VT1,VT2 через последовательную цепочку из резистора на 100к и конденсатора на 0,1мк подать меандр частотой 50-100кГц, что-бы его амплитуда на выходе была примерно 10В. В цепи питания ВК желательно включить ограничивающие резисторы примерно на 2Ом (блокировочные конденсаторы С24,С25 при этом должны быть обязательно в выходном каскаде). Вместо сложного фильтра на выходе можно поставить последовательную цепочку из резистора на 8,2Ом и конденсатора на 0,1мк из точки соединения R45-R48 на землю, а последовательно с нагрузкой включить индуктивность на 3-5мкГн, зашунтированную резистором на 10Ом.
Если на фронтах меандра на выходе будет заметен звон (не выбросы на вершинах, а именно рябь на линиях фрнтов), то необходимо увеличить емкость С13 (желательно не более чем в 1,5 раза), если же усилитель сразу войдет в режим самовозбуждения, то необходимо одновременно увеличить индуктивность L1 и сопротивление R18. После этого подбираются конденсаторы C7,C8 по величине выброса - примерно 5% от уровня полок. Переходный процесс должен быть апериодическим - одиночный выброс с плавным спадом. После подбора С7,С8 возможно снова придется немного скорректировать емкость С13. Еще стоит подобрать сопротивление R18 по наилучшему виду переходного процесса, изменяя его раза в 2 в обе стороны.

И еще интересны требования к входной четверке в случае инвертирующего ( как у вас) и неинвертирующего усилителя ( с токовой ОС). Они разные?

Разница в том, что в неинвертирующем включении значительно больше синфазное напряжение на входах. Из-за этого там очень полезны источники тока в эмиттерах входной пары с ОК. В инвертирующей схеме они эффекта практически не дают. Каскод в четверке дает одинаковый эффект в обоих схемах - снижается чувствительность к изменению напряжения питания УН и уменьшаются последствия тепловых процессов во второй паре с ОЭ. Увеличение резисторов в эмиттерах второй двойки тоже дает примерно одинаковый эффект - улучшается термостабильность и собственная линейность каскада, но снижается глубина ОООС и растет дифференциальное напряжение на входе. Перегрузочная способность УН зависит не столько от этих резисторов, сколько от величины корректирующей емкости на выходе УН, просто при уменьшении их сопротивления приходится увеличивать эту емкость для обеспечения устойчивости, из-за чего и уменьшается перегрузочная способность на ВЧ.

[Эx, залужу...]

Л. Зуев,

Еще желательно увеличить раза в 2 ток покоя предвыходного каскада (уменьшить до 27Ом сопротивление R43).

Леонид, а в пред-пред-выходном каскаде ( первая пара тройки) ток не надо увеличивать? Ом 270 вместо 510 поставить и использовать там вместо 3502/1380 пару помощнее - 4793/1837 имеет смысл?

И я все в запарах с полюсами
В первом варианте
30КГц полюс УНа определяемый конденсатором С13.
125кГц - полюс определяемый индуктивной коррекцией. Правильно?

А во втором варианте на импорте с учетом уменьшенных шунтирующих резисторов где первый полюс будет?

И если ОС разомкнуть, и всю коррекцию убрать, то как распределятся полюса?

Я тут наконец то скачал архивчик тот, с аудиоворлда по ссылке из соседней ветки, там где про термостабильность параллельника, и пр. нюансы обсуждают SIA-Агеев, Lynx и RSD их пытает провокационными вопросами В частности, Lynx пишет, что для того чтоб ООС не вредила, и чтобы обеспечить "спадающий" спектр искажений, петлевое усиление должно быть постоянно вплоть до частоты 16 гармоники самой верхней звуковой частоты (т.е. как раз до 300-400кГц).
А вы что об этом думаете?

И в Lynx-aх, кстати, первый полюс на тех же частотах -320КГц. Только правильно ли я понимаю, что при таком расположении полюса УН, и при Ft 4МГц выходного каскада, ОООС глубже 20dB не сделать просто никак? Либо резать раньше (двигать полюс УН влево), либо...?

[Л. Зуев]

Леонид, а в пред-пред-выходном каскаде (первая пара тройки) ток не надо увеличивать? Ом 270 вместо 510 поставить и использовать там вместо 3502/1380 пару помощнее - 4793/1837 имеет смысл?

Нет, там не нужно. Ставить 4793/1837 здесь не стоит - у них емкость коллекторных переходов великовата.

В первом варианте
30КГц полюс УНа определяемый конденсатором С13.
125кГц - полюс определяемый индуктивной коррекцией. Правильно?

Да, правильно.
Вообще там ничего сложного. Транзисторы VT3-VT9 образуют трехэтажный симметричный каскод. Его коэффициент усиления как и для обычного ОЭ примерно равен: Ку=Zк/Zэ. Здесь Zк - импеданс коллекторной цепи транзисторов VT7,VT9; а Zэ - импеданс эмиттерной цепи VT4,VT5. На низких частотах Zк=Rк - сопротивление параллельно включенных резисторов R26,R27 с выходным сопротивлением каскада с ОБ и входным сопротивлением повторителя; Zэ=Rэ - сопротивление параллельно соединенных резисторов R17,R19 с учетом внутреннего сопротивления эмиттеров VT4,VT5. На частоте первого полюса сопротивление суммарной емкости конденсатора C13 и коллекторных переходов VT7,VT9-VT11 сравнивается с Rк и усиление начинает падать при увеличении частоты с наклоном -20дБ/дек. Дальше на частоте второго полюса сопротивление катушки L1 сравнивается с Rэ и скорость спада усиления увеличивается до -40дБ/дек. После этого на частоте нуля наклон АЧХ усиления в петле ОООС снова уменьшается до -20дБ/дек из-за роста с частотой коэффициента передачи цепи ООС за счет уменьшения емкостного сопротивления конденсаторов С7,С8.

А во втором варианте на импорте с учетом уменьшенных шунтирующих резисторов где первый полюс будет?

Примерное изменение АЧХ показано на картинке (пунктирная линия).

И если ОС разомкнуть, и всю коррекцию убрать, то как распределятся полюса?

Первый полюс будет определяться выходными емкостью и сопротивлением каскада с ОБ и входными емкостью и сопротивлением повторителя (включенными параллельно). Он останется на частоте порядка нескольких десятков килогерц. Дальше - сложный вопрос. Без корректирующих цепей полоса усиливаемых частот расширяется и предсказать ход АЧХ в верхней части этой полосы становится сложнее, так как он начинает сильно зависеть от свойств и режимов работы активных элементов и различных паразитных явлений. Вклад, например, выходного каскада в эту АЧХ определяется помимо граничной частототы транзисторов емкостью их коллекторных переходов, а так же импедансом нагрузки и выходным импедансом предвыходного каскада (не говоря о цепях питания), который так же зависит от свойств примененных в нем транзисторов, режимов их работы и выходного импеданса пред-предвыходного каскада. В общем думаю, что заранее все посчитать, а потом просто поставить нужные корректирующие цепи нереально.

И в Lynx-aх, кстати, первый полюс на тех же частотах -320КГц. Только правильно ли я понимаю, что при таком расположении полюса УН, и при Ft 4МГц выходного каскада, ОООС глубже 20dB не сделать просто никак? Либо резать раньше (двигать полюс УН влево), либо...?

Правильно.

В частности, Lynx пишет, что для того чтоб ООС не вредила, и чтобы обеспечить "спадающий" спектр искажений, петлевое усиление должно быть постоянно вплоть до частоты 16 гармоники самой верхней звуковой частоты (т.е. как раз до 300-400кГц).
А вы что об этом думаете?

Хорошо конечно, когда усилитель имеет такую высокую частоту первого полюса, но я думаю, что в АВ сильное снижение глубины ОООС не даст положительного эффекта. Вообще это легко проверить. Сопротивления резисторов на выходе УН совершенно спокойно можно менять в пределах от 20к до 2М. Ход АЧХ вблизи частоты единичного усиления и запас устойчивости при этом меняться практически не будут.

[Andy099]

Здравствуйте!
Леонид, а возможно ли применение в качестве выходных транзисторов 2SA1216-2SC2922, и будет ли необходима коррекция номиналов элементов?
Спасибо,
Андрей.

[Л. Зуев]

Леонид, а возможно ли применение в качестве выходных транзисторов 2SA1216-2SC2922, и будет ли необходима коррекция номиналов элементов?

Возможно.
Их достаточно будет одной пары с эмиттерными резисторами по 0,15Ом и током покоя 200-250мА. Больше ничего менять скорее всего не потребуется, желательно только увеличить ток покоя предвыходного каскада.

[RSD]

Примерное изменение АЧХ показано на картинке (пунктирная линия).

Привет!

Я вот всё же никак не могу понять - зачем Вы выбрали такую АЧХ?? Ведь с усилением без оос 50 - 60 дБ никакого выигрыша особого не получишь. Я понимаю Агеева - там оос просто огромная. А получить при однополюсной коррекции частоту первого полюса 30-70 кГц вообще не проблема.

С уважением, Сергей Рубцов.

[Andy099]

Возможно.
Их достаточно будет одной пары с эмиттерными резисторами по 0,15Ом и током покоя 200-250мА. Больше ничего менять скорее всего не потребуется, желательно только увеличить ток покоя предвыходного каскада.

R43 поставить порядка 33 Ом? . И ещё вопрос по замене - можно ли заменить транзисторы во входных четвёрках и VT3, VT6 на 2SA1145-2SC2705( просто они есть у меня )?

[Л. Зуев]

вопрос вдогонку - если применить на конце пару IGBT чем это грозит и есть ли какие плюсы?

Ничего конкретного о комплиментарных IGBT сказать не могу кроме того, что они по свойствам скорее ближе к полевым, чем к биполярным.

Я вот всё же никак не могу понять - зачем Вы выбрали такую АЧХ?? Ведь с усилением без оос 50 - 60 дБ никакого выигрыша особого не получишь. Я понимаю Агеева - там оос просто огромная. А получить при однополюсной коррекции частоту первого полюса 30-70 кГц вообще не проблема.

При глубине ОООС на НЧ 50-60дБ, частоте первого полюса 30-70кГц и однополюсной коррекции получается полоса действия ОООС 10-70МГц. Меньшую из этих частот еще можно получить с хорошими транзисторами при минимальном запасе устойчивости, а вот большую вряд ли - придется или сдвигать влево частоту первого полюса или снижать петлевое усиление на НЧ. В принципе я не против однополюсной коррекции, но считаю что чисто емкостная коррекция на выходе УН не оптимальна из-за его недоиспользования по совокупности исходной линейности, площади усиления и перегрузочной способности на ВЧ. По моим ощущениям усилитель в классе АВ с цепочкой индуктивной коррекции во входном каскаде и звучит лучше, чем такой же усилитель полностью скорректированный емкостью на выходе УН.

[ADDED=Л. Зуев]1118128384[/ADDED]

R43 поставить порядка 33 Ом?

Да.

И ещё вопрос по замене - можно ли заменить транзисторы во входных четвёрках и VT3, VT6 на 2SA1145-2SC2705

Для VT3-VT6 хорошая замена, а для VT1,VT2 у них маловат коэффициент передачи - желательно минимум 400. Подойдут например 2SA970/2SC2240.

[RSD]

При глубине ОООС на НЧ 50-60дБ, частоте первого полюса 30-70кГц и однополюсной коррекции получается полоса действия ОООС 10-70МГц. Меньшую из этих частот еще можно получить с хорошими транзисторами при минимальном запасе устойчивости, а вот большую вряд ли =====

Это да, но ведь у Вас то Ку без оос 51 дБ, или я что то не правильно понял, глядя на график. Какой тут выигрыш?

===По моим ощущениям усилитель в классе АВ с цепочкой индуктивной коррекции во входном каскаде и звучит лучше, чем такой же усилитель полностью скорректированный емкостью на выходе УН.

===

А вот это другой разговор, но уже не про форму ачх

С уважением, Сергей Рубцов.

[Л. Зуев]

Это да, но ведь у Вас то Ку без оос 51 дБ, или я что то не правильно понял, глядя на график. Какой тут выигрыш?

На графике показан коэффициент усиления в петле ОООС. Сам по себе усилитель имеет Ку на звуковых частотах примерно 77дБ.

[Andy099]

Для VT3-VT6 хорошая замена, а для VT1,VT2 у них маловат коэффициент передачи - желательно минимум 400. Подойдут например 2SA970/2SC2240.

Понятно, значит BC550-BC560 тоже хорошо встанут в четвёрки?

[Л. Зуев]

Понятно, значит BC550-BC560 тоже хорошо встанут в четвёрки?

Да, хорошо.

[RSD]

На графике показан коэффициент усиления в петле ОООС. Сам по себе усилитель имеет Ку на звуковых частотах примерно 77дБ.

===

Всё понял, тогда ой.

[Эx, залужу...]

Л. Зуев, а если первый и второй полюса совместить, тогда ведь площадь усиления максимальна будет, если за нее боремся? И фиг с ним, что 40dB на декаду спад будет, C7-C8 нам наклон 20dB при переходе через ноль усиления в петле обеспечит...
Или разнос их все равно нужен, чтоб фаза далеко не убежала?

А есть разница, в зависимости от того какая цепочка первый полюс формирует? Если вдруг наоборот, первый полюс -индуктивная коррекция, второй емкостная (c14/c13)?

RSD, чего лучше на твой взгляд лучше делать, этот усь с выхлопом по схеме из Lynx16 (глубину ООС придется меньше делать, 21193/194 менее высокочастотны), либо же оригинальный 16-й с очень неглубокой ООС( там больше 20dB не получится) .
Только не говори, что надо сразу делать лампу

[RSD]

Ну ты спросил! У нас тут консенсус, а ты тут такое спрашиваешь .
Я не раз уже упоминал про свои транзисторные приоритеты. Мне не нравится сложная коррекция и ОБ в качестве УН. Поэтому моё предпочтение на схеме Андронникова, если выбирать между ними. Но это не значит, что усил. Зуева плохой, я делал подобные схемы без сложной коррекции и они показывали оч. хор. результаты. Но схемы, подобные линксу, показывали результаты ещё лучше, особенно в инвертирующем включении .
И потом я просто могу быть не прав. А главное - успех зависит только от исполнения.
По существу, гы-гы, могу сказать, что не надо ставить эти транзисторы в усил. Зуева, т.к. никакого особого смысла я в этом не вижу.

Сергей Рубцов.

[ADDED=RSD]1118227988[/ADDED]

там больше 20dB не получится

===

Там получится сколько угодно оос, только знай резисторы нагрузки меняй.

[Эx, залужу...]

RSD,

Там получится сколько угодно оос, только знай резисторы нагрузки меняй.

Так первый полюс ниже по частоте уплывет, не будет выполнено условие постояннства глубины ООС вплоть до 16 гармоники от 20КГц

[Л. Зуев]

Л. Зуев, а если первый и второй полюса совместить, тогда ведь площадь усиления максимальна будет, если за нее боремся? И фиг с ним, что 40dB на декаду спад будет, C7-C8 нам наклон 20dB при переходе через ноль усиления в петле обеспечит...
Или разнос их все равно нужен, чтоб фаза далеко не убежала?

Эх, залужу... , все правильно - так будет лучше. Никакой разнос не нужен.

А есть разница, в зависимости от того какая цепочка первый полюс формирует? Если вдруг наоборот, первый полюс -индуктивная коррекция, второй емкостная (c14/c13)?

Это тоже хороший вариант - при этом заметно повысится линейность УН на ВЧ.
Вся проблема в обоих случаях в том, что сложно сместить этот емкостный полюс вверх без снижения усиления на его частоте. Емкость С13 уменьшать не желательно - при этом ухудшаются стабильность динамической характеристики усилителя и собственные частотные свойства повторителя. Другой вариант - уменьшить сопротивления R26,R27 и повысить крутизну преобразования U-I в УН. Для этого необходимо уменьшить R26,R27 до 150к; R17,R19 - до 15Ом; R28,R29 - до 180Ом; R16,R20 - до 300Ом. Токи покоя через R16,R20 при этом должны увеличиться до 12мА, а через R28,R29 - до 22мА. После этих изменений емкостный полюс смещается вверх, а индуктивный вниз примерно до 60-65кГц. Полоса действия ОООС и переходная характеристика при этом измениться не должны, а глубина ОООС на звуковых частотах должна уменьшится примерно на 1-3дБ по сравнению с первоначальным вариантом. Недостатком такого изменения коррекции будет повышение рассеиваемой мощности в УН - придется VT3,VT6 заменить на более мощные, например 2SA1145/2SC2705, а VT7,VT9 (2SA1380/2SC3502) поставить на небольшие радиаторы.