Простой усилитель для наушников на ОУ с буфером

[A.R.]

Вот, дошли руки обмерять макет, который у меня на рабочем столе валяется где-то год. Надо бы в корпус запихнуть, да все ленился. Что это такое: ушной усилитель на ОУ, охваченный общей ООС, неинвертирующий. Выходной каскад -- параллельный повторитель, с током покоя около 30мА. Для смещения выходных транзисторов применены диоды, как у Андрея anli Гайденко в "народном усилителе". При некотором увеличении искажений низших порядков, такое смещение дает мягкое переключение выходных транзисторов и обеспечивает "экономичный А" в достаточных, для ушного усилителя, пределах выходных токов. Ниже приведена схема, фото макета и результаты измерений разностным методом. Желтым показан сигнал ошибки, синим -- опорный сигнал для сравнения. К сигналу ошибки применен ЦФ с частотой среза 1МГц. На 10кГц при выходном напряжении 1.8В п-п искажения составили 7/244/1000 * 100% = 0.003%. На 20кГц, соответственно 15/244/1000 * 100% = 0.006%. Нагрузка в обоих случаях -- резистор 33Ом. Для измерения пришлось изменить Ку усилителя до 3.5, поэтому можно ожидать, что реальные показатели чуть лучше. По звуку усилитель достаточно нейтральный, из осциллограмм видно, что на малом сигнале, в основном, искажения состоят из второй гармоники.

Небольшое обновление. Перевел усилитель в инверт, так как искажения в неинверте подозрительно не зависели от выходной мощности, а только от уровня сигнала. Номиналы в цепи ООС составили 10к/47к. В реальном усе имеет смысл сделать Ку 2-3, больше не требуется. Разностный сигнал выделял на подстроечнике с компенсацией фазы. Ниже приведены осциллограммы разностного сигнала, увеличенного в 1000 раз. Первые две на 4В пик-пик на 32Ом, вторые -- 8В пик-пик, 32Ом. В первом случае не удалось подстроить разностный сигнал до конца, по крайней мере он не хуже, чем 15/1210/1000 * 100% = 0.0013% Во втором случае хорошо виден характер искажений, это вторая гармоника. В процентах 144/2430/1000 * 100% выходит порядка 0.006%.

Последняя осциллограмма -- напряжение между базой и эмиттером выходного транзистора верхнего плеча. Синус 20кГц, амплитуда 8В пик-пик, на нагрузку 32 Ом. Уровень выходного тока выбран специально, чтобы граница, где заканчивается запас тока покоя (30мА), проходила примерно посередине полуволны. Видно, что смещение выхода диодами дает плавное изменение Vbe, без выбросов и заходов в отрицательные напряжения, характерных для режима AB. Амплитуда изменения Vbe около 0.1В, что для амплитуды выходного тока 120мА соответствует изменению выходного сопротивления плеча примерно на 0.8Ом за полупериод.

Обновление от 19.06.2009:
Финальная версия усилителя, рекомендуемая к повторению, вот здесь: https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=134
Примерная печатная плата и список деталей для нее -- здесь: https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=135
Схема для выделения искажений разностным методом -- здесь: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=25364

[dekko]

Даю голову на отсечение задел Кг. Я прав?

нет! Отсекай! в симулятор очень оптимистичные модели,плюс "идеальный конструктив" и полное отсутствие внешних помех.... а вопрос был не ко мне... но форум-то открытый! иль низззя свою личное мнение? я вот много чего полезного почерпнул,брррродя по форуму!

[A.R.]

A.R. извини что не совсем в тему. Но все же...

Почему выбор пал ОРА2604?

Просто 604 у меня был под рукой и он достаточно некапризен, а объективные параметры вполне адекватны. Еще более пуленепробиваемое решение -- 134-е, просто лишней пары не нашлось.

У меня в схеме маштабного усилителя, в симуляторе МС-8, на двух ОР37А Кг=0,00006% амплитуда Кг=5мкВ 3-я гармоника, 2-я гармоника 2,5 мкВ, остальные на два порядка ниже, нагрузка 1кОм, F=20 кГц, размах напряжения на выходе 8 Вольт.

37-й отличный усилитель, чуть выше я выкладывал схему инвертирующего усилителя на нем. В железе искажения получились чуть выше, чем у Вас в симуляторе, но вполне приличные, я считаю. ;) Проблема с 37 только в том, что он скомпенсирован для Ку > 5, и проще всего его закорректировать в инвертирующем включении. Это не всегда удобно.

[shura1959]

... я синфазники ставлю и по сети, и по входу,и по выходу

Как-нибудь с оказией тоже попробую. А какие-либо ориентировочные параметры намотки можно узнать?

[dekko]

А какие-либо ориентировочные параметры намотки можно узнать?

честно говоря,как получится.... подробнее в статьях Л.Зуева и С.Агеева. Мотаю до заполнения,входные МГТФ тоненький,сеть обычным монтажным, выходной синфазник тож монтажным, но когда надо,прменяю и аудиофильские провода Провод чем лучше,тем лучше! впрочем как и всё

[A.R.]

честно говоря,как получится.... подробнее в статьях Л.Зуева и С.Агеева. Мотаю до заполнения,входные МГТФ тоненький

Я вот сейчас сетевым шнуром намотал 7 полных витков на 40мм кольце какого-то левого феррита, кажется НМ2000. Наводки от диммера значительно снизились, что-то появляется, еле слышно, если взяться рукой за железный корпус лампы.

[Гриша]

37-й отличный усилитель, чуть выше я выкладывал схему инвертирующего усилителя на нем. В железе искажения получились чуть выше, чем у Вас в симуляторе, но вполне приличные, я считаю.

Ладно давай сделаем так, ты скинеш модель своего "уся" желательно в МС-8 (а то я человек далекий), я его немного изменю добавив один каскад усиленя и потом сравним " теоритически" полученные данные.
ПОЧТИ или ПОЧТИ?

dekko извини!!!

нет! Отсекай! в симулятор очень оптимистичные модели,плюс "идеальный конструктив" и полное отсутствие внешних помех....

Так може попробуешь? Да Кусиления=100, т.е. 40Дб.
Голову уже отсекаю, если ты конешно говоришь правду, а похоже что так.
Откуда возьмется интерес если даже непробовал смоделировать.
Вот так, понадейся на пытливость и дотошность гражданина, останешся без головы.

"Не так страшны глупые люди как безразличные, именно......"
Народная мудрость

[A.R.]

Ладно давай сделаем так, ты скинеш модель своего "уся" желательно в МС-8 (а то я человек далекий), я его немного изменю добавив один каскад усиленя и потом сравним " теоритически" полученные данные.

У меня нет модели, набранной в микрокапе, есть только макет. Куда высылать?

[shura1959]

подробнее в статьях Л.Зуева и С.Агеева

Хорошо - погляжу.

[Гриша]

Уже нарисовал.
Ща настрою.

Итак диоды неплохо бы с выхода поменять на рез., поднять ток покоя в 3 раза.
дополнительный усь уменьшает Кг=0,007%( 300мкВ, 2-я и 4-я гармоника), F=20кГц, Uвых=4В, Rн=100 Ом,
до Кг=0,002%( 100мкВ, 2-я и 5-я гармоника), F=20кГц, Uвых=4В, Rн=100 Ом.
С понижением частоты Кг пропорционально уменьшается!

Смысл симулировать,то,что мне не нужно?

Вот как?
Теперь буду ходить без головы, всем на зависть.

[dekko]

Откуда возьмется интерес если даже непробовал смоделировать.

дык я не собираюсь на этой микрухе чего-то собирать! Смысл симулировать,то,что мне не нужно? а то, что нужно я гоняю в симуляторе,а потом вожусь с реальной конструкцией.... и честно говоря особо не заморачиваюсь измерением количества нулей...да и в основном это клоны известных здесь авторов,достаточно разжёванные,готовые к употреблению а если что-то не понятно,у автора уточняю...

Добавлено через 1 минуту

Я вот сейчас сетевым шнуром намотал 7 полных витков на 40мм кольце какого-то левого феррита, кажется НМ2000

где-то так,только проводом если мотать,то витков по более получится...

[A.R.]

Итак диоды неплохо бы с выхода поменять на рез., поднять ток покоя в 3 раза. дополнительный усь уменьшает Кг=0,007%( 300мкВ, 2-я и 4-я гармоника), F=20кГц, Uвых=4В, Rн=100 Ом, до Кг=0,002%( 100мкВ, 2-я и 5-я гармоника), F=20кГц, Uвых=4В, Rн=100 Ом. С понижением частоты Кг пропорционально уменьшается!

Че-то большие искажения у Вас для такой нагрузки, да еще с доп. каскадом. Выкладывайте схемку, посмотрим, что не так.

[Гриша]

Че-то большие искажения у Вас для такой нагрузки, да еще с доп. каскадом. Выкладывайте схемку, посмотрим, что не так.

Да? Надо же заметил! Я конешно с тобой согласен но у меня возникает странное впечатление ...
Сообщение от Гриша
У меня в схеме маштабного усилителя, в симуляторе МС-8, на двух ОР37А Кг=0,00006% амплитуда Кг=5мкВ 3-я гармоника, 2-я гармоника 2,5 мкВ, остальные на два порядка ниже, нагрузка 1кОм, F=20 кГц, размах напряжения на выходе 8 Вольт.
Сообщение от A.R.
"37-й отличный усилитель, чуть выше я выкладывал схему инвертирующего усилителя на нем. В железе искажения получились чуть выше, чем у Вас в симуляторе, но вполне приличные, я считаю. ;) "
Я так понимаю ты сравниваеш Кг=0,00006% с Кг=0,006% и говоришь "чуть выше".
А теперь нескромный вопрос. Ты в адеквате?
Примерно такие как и у тебя. Но всеравно лучше в 3-4раза.

[A.R.]

Да? Надо же заметил! Я конешно с тобой согласен но у меня возникает странное впечатление ...

Так все-таки 0.002 или 0.00006? Как-то они плавают, Вы не находите?

Я так понимаю ты сравниваеш Кг=0,00006% с Кг=0,006% и говоришь "чуть выше".

Вообще-то я говорил о схеме из поста 136. Там я написал 0.001%, потому что склонен такие вещи округлять в большую сторону. Но измерения на макете показывали единицы десятитысячных процента. Это, конечно, разница на порядок, но не то что бы огромная, учитывая, что это, все-таки, реальные измерения на макете, а не симулятор.

А теперь нескромный вопрос. Ты в адеквате?

У меня, тоже, немного личный вопрос. Сколько Вам лет? В зависимости от этой цифры (или двух, если число двухзначное) пойдет дальнейшее наше общение.

[Гриша]

28 лет.
Надо быть внимательней. Прочитай все что я писал, там где Кг=0,00006%, и обвинения пропадут.

[A.R.]

28 лет.
Надо быть внимательней. Прочитай все что я писал, там где Кг=0,00006%, и обвинения пропадут.

Поверьте, нет никакого желания кого-либо в чем-либо обвинять. Давайте еще раз: что Вы собс-но хотели покритиковать, спросить или предложить?

Offтопик:

Кстати, микрокапа у меня нет, о чем совершенно не жалею. Если хотите, чтобы Ваши схемы могли прочитать, выкладывайте их в виде изображения.

[Гриша]

Я проверил схему с инвертируюжим входом и обнаружил что она по искажениям всего 2-3раза лучше.
Точностные хар-ки отдельно взятого ОУ лучше чем всей схемы в целом.
Считаю необходимо изменить схему усилителя тока.
Однако больше помогает наращивание коэфициента усиления.

[A.R.]

Я проверил схему с инвертируюжим входом и обнаружил что она по искажениям всего 2-3раза лучше.

В принципе верно, заменив ОУ на оп37 удалось повысить глубину ООС всего лишь на 10дБ на 20кГц. Это как раз в 3-4 раза и есть
И не забудьте, что модели не учитывают, к примеру, емкость входного каскада ОУ и ее взаимодействие с синфазной составляющей входного сигнала. В реальности неинвертирующий усилитель оказывается несколько хуже на ВЧ, так что на практике выигрыш еще больше

Точностные хар-ки отдельно взятого ОУ лучше чем всей схемы в целом.

Это уже не очень понятно, некорректно сравнивать ОУ и весь усилитель, они работают на неодинаковую нагрузку. Тем более, если Вы посмотрите на модель OP37 от AD, то заметите, что по ней можно только оценить входные токи и частотные характеристики. Все остальное там выполено на идеальных управляемых генераторах, у них искажений просто нет.

Считаю необходимо изменить схему усилителя тока.

Можно поконкретнее?

[Sagittarius]

Это даже лучше чем у Sagittarius
"Телефонный усилитель по мотивам УМЗЧ ВВ с топовыми параметрами"!!!

А вам слабо? Попробуйте ОР37А!!! Смодулируйте ее если владеете МС-8 или в дугом симуляторе.

Видел я ваши симуляторы. В гробу и в белых тапках. Особенно - ЛТ-Спайс. Если бы тебе железные приборы показывали одно, а симуляторы - втрое другое, или вообще ничего, ты бы им верил?
Скачал Даташит ОРА37А - в схеме ошибка. Не будет работать такой усь. Ну, а если заработает, выводы такие:
1. УН типа УНа Холтона.
2. Двухкаскадный параллельный ВК с большой нагрузочной способностью (или малыми искажениями ОУ при низкоомной нагрузке за счёт второго каскада) а-ля К157УД2 разработки более чем тридцатилетней давности. Радует, что новинки и до пендосов доходят.
3. Сложная коррекция, вместе с миллеровской, непонятно это.
4. Ку на 20 кГц стандартный - 64 дБ. За три десятилетия, со времён ЛМ318 и К574УД1 Ку не увеличился.
5. Компенсацию входных токов, равно как и диодную защиту входа пропустим, ибо не к месту о ней.

ОРА этот если чем и лучше иных, то именно вторым каскадом ВК, который вместе с остальными двумя (в ТФ усе сущих на дискретах) образует трёхкаскадный ВК, что уравнивает его в шансах с ВК моего уся, но глубина ООС мельче на 54 дБ.

Если ещё учесть разницу амплитуд на выходе ОУ в двух вариантах усей, 8 В у Гриши и 5 мВ (макс, на 20 кГц) в моём, или 1.600 раз, то понятно, что от ОРА потребовались фантастические усилия, чтобы намного обогнать со своими 64 дБ Ку гибридный усь со 114 дБ Ку без ООС (для обоих - на 20 кГц).

[Гриша]

Раскрываю карты они КРАПЛЕННЫЕ.
Сейчас пытаюсь выбрать схему мощного Rн=100 Ом из доступных в публикации схемотехнических решений см. ветку "Усилитель Матюшкина" стр.7, однако народ там нежелает обсуждать тему. Моих знаний подозреваю явно недостаточно для глубокого анализа, поэтому вынужден лазить где попало.
За это прошу прощения у автора этой ветки.
Действительно симулятор такое Г , но всеже даже если убрать один два нуля, схема ПУЗЧ с МПОС все равно на мой взгляд, достаточна линейна.
При сравнении прямого канала (без МПОС) ни один ОУ не дает таких (пусть даже теоритических) оптимистических результатов. Как вы выразились "... от ОРА потребовались фантастические усилия, чтобы намного обогнать со своими 64 дБ Ку гибридный усь со 114 дБ Ку без ООС...", и без МПОС это невозможно, даже в симуляторе !!!
Идея В.П.Матюшкина очень прогресивна и всеже невызывает у народа хоть какогото интереса, в том числе и у инжинеров достаточно высокого уровня. Обсуждения преймуществ и недостатков стараются избегать, просто утверждая что у таких схем Кг=1-5% и вообще они не могут работать.

[A.R.]

Раскрываю карты они КРАПЛЕННЫЕ.
Сейчас пытаюсь выбрать схему мощного Rн=100 Ом из доступных в публикации схемотехнических решений см. ветку "Усилитель Матюшкина" стр.7, однако народ там нежелает обсуждать тему. Моих знаний подозреваю явно недостаточно для глубокого анализа, поэтому вынужден лазить где попало.
За это прошу прощения у автора этой ветки.

Троллите, значит? Мне кажется, все-таки, для 100 Ом Вы не там ищете. Для больших размахов напряжения на выходе, напрашиваются мостовые схемы, следящие каскоды на выходе, может быть, даже, трансформаторы и (о ужас) лампы. А в обычных УНЧ, навроде того же Матюшкина, борьба идет, в основном, с большими выходными токами, нелинейностью выходного сопротиления и др.