Однотактный без-ООС-ный УМЗЧ на основе повторителя Тейлора с плавающим питанием [12-Watt / 8-Ohm]

[Andrey Orloff]

Продолжение старой ИТУН-темы, но уже в варианте исполнения УМЗЧ с низким выходным сопротивлением (или ИНУН).
Это пока лишь макет, в процессе отладки и тестирования, выполнен по-простому, на фанерке.
НО! Сей УМЗЧ отлично отыграл дома, в моно, на одиночной древней s-30 (и кто их только не ругал), удивив моих домашних своим звуком .."очень чистое и прозрачное звучание, как
горный воздух" сказала жена после 2-х часового прослушивания
Как обычно, здесь применена всё та же отлично звучащая связка биполярных транзисторов КТ602-КТ908 + "плавающее питание" (источник питания не связан с общим выводом схемы).
Идея навеяна SAPR из ветки Ncross-2. Простой кроссовер для активных АС .
Т.к. применено "плавающее питание", то сей "повторитель" обладает и усилением по напряжению ~ 5 раз (определяется отношением сопротивлений делителя R11/R10).
Этого вполне хватает для получения полной мощности в 12..13Вт при запитки от источников сигнала/ЦАП, имеющих на выходе ~2Vrms.
Схема - НОВЫЙ ВАРИАНТ
Здесь применен "неискажающий" принцип регулировки громкости. Весь входной сигнал, без какого либо ослабления поступает на вход УМЗЧ.
Подобный способ регулировки громкости был применен в ИТУН «Revelation» и показал отличные звуковые результаты.

Так выглядит монтаж отдельных блоков: шины плюсового и минусового питания выполнены из так называемой "серебрянки" и расположены одна над другой и отделены изолятором, земля - напротив. Такой конструктив почти что не "гудит" на ВЧ, но все же коррекция имеется (С3 и С4).
Блок питания в виде "двойное моно", применены могучие 500-Ватт (а может и все 600 трансформаторы от промышленной электроники времен СССР:
Добавлен плавный пуск - он нужен - ведь суммарная емкость конденсаторов в БП > 220 000 мкФ :
УМ довольно неплохо измеряется на предмет Кг (картинки подписаны, мощность - 1, 2, 3, 5, 7, 10, 11 и 12,5Вт):

[Andrey Orloff]

Шунтирующий резистор нужен, чтобы выходное напряжение было ниже нижней пульсации (провала), а обратный диод - для защиты регулирующего транзистора.

о как, в симуляции то, вверху с резистором, снизу - без оного ... этот R6 як 5-е копыто коню

транзисторный фильтр можно и убрать совсем, мощность будет уже 18W на 8-Ом.

[Peredelkin1]

УМЗЧ с симметричным входом без общей ООС - это ВАш? Как отличается звучание?

[Andrey Orloff]

Offтопик:
Да, но про звучание промолчу .. столько времени прошло, совсем не помню что там и как звучало.

[BobPavlov]

Поздравляю, Вас звук устраивает? Пробовал мне звук чистого Игоря Сёминына (Игорь если ошибся прошу прощения) понравился больше. Моё наблюдение (Уши) подсказало - стаб. питание.
С уважением, Борис.

[Andrey Orloff]

звук устраивает?

Нет, не устраивает, но мне вообще сложно угодить Но пока это лучшее, что у меня получалось, из связки 602+908..хотя чисто 1-к-1 усилитель Игоря не делал (тот самый "каменный однотактник"), а были разные вариации а-ля-у-лю (и с эмиттерным резистором 9-Ом в том числе).
И еще, данный УМ не себе делается, а для этакого демонстрационного образца, ибо себе - только полностью активная многополосная АС на ИТУН в классе "А" (СЧ-ВЧ - полосы, данная архитектура УМ тут как раз и подходит и для этого, собственно, и проверяется и макетируется) + система ЭАОС (для НЧ-МИД-диапазона), другое пока или уже мой ух не приемлет.

Сегодня удалось убрать "костыль" в виде конденсатора С3 - надо увеличить С4 до 6800...10000 пФ, тогда С3 не нужен и его можно исключить из схемы. При включении питания изредка проскакивает кратковременный возбуд на ВЧ порядка 1...2 вольт, потом пропадает, при выключении - аналогично, но такое напряжение вряд ли спалит пищалку. Испытания проводились на нагрузку, подключенную длинным-длинным акустическим кабелем, метров 8 длиной..

[Semigor]

Offтопик:

Игорь если ошибся прошу прощения

Ничего, я привык , тем более, что так меня еще никто не называл
С уважением, Семынин Игорь

[Vitto]

Offтопик:
тем более, что так меня еще никто не называл

Прям с корейским акцентом, Сё Ми Нын.
Как у вас продвигаются дела с "Валамоном"? Сломанную нагрузку, параллельно вертикальному каскоду, я тоже пробовал. Та же проблема, что и со сломанным собственно каскодом: уравнять токи. Через вертикальный каскод и нагрузочный резистор.

[Semigor]

Прям с корейским акцентом, Сё Ми Нын.
Как у вас продвигаются дела с "Валамоном"? Сломанную нагрузку, параллельно вертикальному каскоду, я тоже пробовал. Та же проблема, что и со сломанным собственно каскодом: уравнять токи. Через вертикальный каскод и нагрузочный резистор.

Вырезал печатные платы. Надеюсь собрать до конца года.

[Vitto]

Вообще, у вас в "Валамоне" впервые увидел такой Дарлингтон, мосфет-биполяр. Интересно бы послушать, конечно... Моё впечатление о мосфетах сложилось по результатам сравнений имеющегося на тот момент Акулиничевского усилка с промышленными Соньками, Ямахами, и самопальным Холтоном. Они были с мосфетами на выходе. Правда, не хай-энд уровня, конечно. Все сливали Акулиничеву.
А у меня самого единственный положительный опыт с мосфетом - в драйверном каскаде JLH-69. C увеличенными токами первых двух каскадов, и ОБ на входе.

[Andrey Orloff]

Схема - НОВЫЙ ВАРИАНТ
В шапке обновил, теперь входное сопротивление УМЗЧ 1кОм. Если R5=10кОм, то присутствует этакая "раскачка" выходного напряжения, видимо постоянные времени входной и выходной цепи близки, с 1кОм этого нет (можно уменьшить либо R5 на порядок, либо С2 на порядок, мне было удобнее снизить номинал R5).

Также добавлены "цобели" на все вторичные обмотки трансформаторов..
На входные и выходные кабели (как и на линию питания) также одеты ферритовые кольца для исключения помех, которые лезут по входу и выходу в УМЗЧ.
Совместно с синфазными фильтрами на входе, выходе и по питанию, "корректирующие" емкости С3-С4 дополнительно повышают устойчивось УМЗЧ, ведь схема весьма широкополосна и сигнал нигде явно не фильтруется. По моим оценкам мощностная полоса у УМЗЧ по-более 5МГц будет

Далее, в макете применен "неискажающий" принцип регулировки громкости - резистор R10 состоит из металофольгового С5-41Т (16,4-Ом) + переменное сопротивление на основе галетника на 11 положений (переключается от 0 до 1кОм). При этом весь входной сигнал, без какого либо ослабления поступает на вход УМЗЧ.
Подобный способ регулировки громкости был применен в ИТУН «Revelation» и показал отличные звуковые результаты.
Недостаток у данного "регулятора" - нельзя до нуля уменьшить сигнал, т.к. в крайнем левом положении схема работает, как повторитель напряжения и для дальнейшего снижения громкости нужно включать по входу УМЗЧ пурген делитель-ослабитель.. либо снижать напряжение источника (удобно, если это источник - компьютер+ЦАП).

Фотки готового макета "на фанерке":

[IDDQD]

Собирал несколько лет назад подобную схему. Нужно обязательно добавить в эмиттер Q6 резистор 5 -10 Ом. Без него тычок на АЧХ в районе 6 МГц. Для выставления тока покоя скорее всего нужно будет R3 уменьшить до 0.22 Ом. С4 вообще не нужен, я не обнаружил в симуляторе на что он влияет.

А вообще, радикально снижает искажения не только стабилизация тока через сигнальные транзисторы, но и следящее питание для них. В этом случае и ток, и напряжения на выводах транзисторов будут практически не изменяться. К примеру, такая схема имеет при выx. мощности 10 Вт (ток покоя 2А) искажения порядка 0.006% на частоте 20 КГц (в варианте повторителя там вообще 3 нуля...)

[Andrey Orloff]

Нужно обязательно добавить в эмиттер Q6 резистор 5 -10 Ом. Без него тычок на АЧХ в районе 6 МГц

В след. ревизии попробую, сейчас все уже спаяно-собрано и не подлезть туда, пусть так. АЧХ в "железе" снимали, или это данные из симуляции схемы?

скорее всего нужно будет R3 уменьшить до 0.22 Ом. С4 вообще не нужен, я не обнаружил в симуляторе на что он влияет.

Уже так делал, ставил R3 0,2-Ом, не удобно, ток большой начальный, > 3...4A, приходилось R7 увеличивать до 20...47кОм, что в общем то не очень хорошо.
А вот С4 важен и нужен - реально, в "железе", в отсутствии С4 схема вообще неработоспособна, дикое само-возбуждение, ток покоя сваливается до минимума, все плавает-летает ... хотя в симуляторе все работает вообще без каких либо костылей типа R8,C3-C4. Да, нижний вывод С4 надо сажать именно на эмиттер Q3, а не на минус питания. Еще можно плюсовую (или минусовую) шину зашунтировать небольшим конденсатором на землю схемы, 150..220 пФ, не больше Это немного "срезает" полосу УМЗЧ, если больше 220пФ, то иногда возникает параметрический возбуд, который зависит от уровня усиливаемого сигнала.

Схема очень широкополосная получилась, поэтому такие требования к монтажу, например, минусовой вывод должен С2 надо "хорошо" посадить на землю схемы. Таже поэтому применены довольно широкие шины из серебреной меди для питания и земли, чтобы получить максимально широкую полосу усиления.
В схеме отсутствуют шунты по питанию в виде полипропиленовых конденсаторов или керамики, стоят только электролитические конденсаторы, причем отечественные К50-29 на мой взгляд, нисколько не уступают тем же хваленым Блэк-Гейтам по звуку.
Но все эти рекомендации справедливы только для данной топологии макета и в другом исполнении могут потребоваться уже другие схемные решения. Да и сильно уж доверять симулятору в таких схемах не стоит (например, нет нормальных моделей КТ602/КТ908, по крайней мере мне не попадались). Все нужно измерять/настраивать на реальной конструкции.

А вообще, радикально снижает искажения не только стабилизация тока через сигнальные транзисторы, но и следящее питание для них. В этом случае и ток, и напряжения на выводах транзисторов будут практически не изменяться. К примеру, такая схема имеет при выx. мощности 10 Вт (ток покоя 2А) искажения порядка 0.006% на частоте 20 КГц (в варианте повторителя там вообще 3 нуля...)

А как звучит такая архитектура, в сравнении с другими однотактными, пробовали отслушивать?

[IDDQD]

АЧХ в "железе" снимали, или это данные из симуляции схемы?
А как звучит такая архитектура, в сравнении с другими однотактными, пробовали отслушивать?

Модели транзисторов правильные, поэтому нет смысла не доверять симулятору. Если он говорит возбуд - значит так и будет. Идею следящего питания для сигнальных транзисторов однотакта стырил у SAPRa, там у него вместо тройки ЭП - биполяр+мосфет - но это не принципиально. Идея рабочая. По звуку не знаю, я не решился такое собирать, но думаю будет лучше. Вот ещё ссылка...

[Andrey Orloff]

Идею следящего питания для сигнальных транзисторов однотакта стырил у SAPRa

Ага, видел эти схемки, SAPR - молодчина, грамотно придумал... следующую реализацию своего однотактника хочу делать по типу LES#7_B (только выходе буду всё те же биполяры 602-908

---------- Сообщение добавлено 17:56 ---------- Предыдущее сообщение было 17:54 ----------

Модели транзисторов правильные, поэтому нет смысла не доверять симулятору.

А у вас есть модели КТ602 и КТ908?

---------- Сообщение добавлено 22:12 ---------- Предыдущее сообщение было 17:56 ----------

Нужно обязательно добавить в эмиттер Q6 резистор 5 -10 Ом. Без него тычок на АЧХ в районе 6 МГц.

Просимулировал, двойственное впечатление, тычёк на 8,3 МГц исчез (используются модели транзисторов от sia_2), зато гармоники возросли на 22....25дБ!! Это неприемлемо, причем ни повышение питания, ни тока покоя толку не приносят
Нужно пробовать что то другое, или сравнивать-макетировать в "железе", смотреть, почему это происходит.

[IDDQD]

А у вас есть модели КТ602 и КТ908?
Просимулировал, двойственное впечатление, тычёк на 8,3 МГц исчез (используются модели транзисторов от sia_2), зато гармоники возросли на 22....25дБ!

Модели есть, но насколько они точны не понятно.

.model KT602g NPN(IS=14.34f BF=173.4 BR=6.458 ISE=14.34f ISC=10n IKF=0.2689 IKR=0 NE=1.272 NC=2 VAF=74.03 RC=1 RB=10 TF=409.7p TR=48.39n XTF=3 VTF=1.7 ITF=0.6 CJE=22.01p VJE=0.75 MJE=0.377 CJC=9.393p VJC=0.75 MJC=0.3416 FC=0.5 EG=1.11 XTB=1.5 XTI=3 mfg=USSR)

.model KT908a NPN(Is=114.5f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=100 Bf=87.62 Ise=1.429p Ne=1.286 Ikf=8.713 Nk=.4649 Xtb=1.5 Br=1.423 Isc=2.393p Nc=1.53 Ikr=.9543 Rc=56.36m Rb=1 Cjc=974.7p Mjc=.3085 Vjc=.75 Fc=.5 Cje=1.737n Mje=.33 Vje=.75 Tr=1.534u Tf=1.984n Itf=18.5 Xtf=3.4 Vtf=50 mfg=USSR)

[Andrey Orloff]

IDDQD, Спасибо!

[Andrey Orloff]

А вообще, радикально снижает искажения не только стабилизация тока через сигнальные транзисторы, но и следящее питание для них. В этом случае и ток, и напряжения на выводах транзисторов будут практически не изменяться.

Давно хотел попробовать сию идеологию - так вот, обновилась схемка УМЗЧ ... добавился мощный MOSFET IRFP140+пара часовых батареек для смещения затвора (CR1220) и основной усилительный элемент КТ908 работает с постоянной мощностью и постоянным напряжением К-Э.




Промер искажений позже, жду, не дождусь, когда Olivine2 приедет - Alex-у большущее за хороший АЦП

Пока сижу-слушаю музыку разную, ну что сказать, играет классно, однозначно по-прозрачнее чуток, более приятно, что ли, чем было, видимо тепловые искажения дают о себе знать и в классе А...

[Andrey Orloff]

добавился мощный MOSFET IRFP140+пара часовых батареек для смещения затвора (CR1220)

Измерения искажений этого варианта показали повышенный уровень нелинейных искажений уже при Pвых=3Wrms (0,027%) !!:


В общем, IRFP140 был ампутирован из схемы и заменён на связку BSP149+КТ908Б - финальная схема приобрела вот такие очертания:

Обратите внимание! В схеме ВЕЗДЕ отсутствуют какие либо эмиттерные резисторы у связок "кт602-кт908/bsp149-кт908" - за них ниже будет немного сказано..

Нелинейные искажения при Pвых=10Wrms (0,013%):


Это тоже нелинейные искажения при Pвых=10Wrms, но в схему добавлен резистор 51-Ом, соединяющий Б-Э транзистора Q2.

Выводы пусть каждый делает сам..

P.S. Что интересно звучание по сравнению с вариантом на IRFP140 не изменилось, ну, или разницы не улавливаю.

[audiomun]

Нелинейные искажения при Pвых=10Wrms (0,013%):


Это тоже нелинейные искажения при Pвых=10Wrms, но в схему добавлен резистор 51-Ом, соединяющий Б-Э транзистора Q2.

Выводы пусть каждый делает сам..

Андрей, приветствую !
Однако, при всём уважении - но, измерение Кг на частоте сигнала менее 1 кГц непоказательно, а есть возможность увидеть сравнительные картинки Кг этой схемы, для частоты 20 кГц ...? Имхо.

[Andrey Orloff]

а есть возможность увидеть сравнительные картинки Кг этой схемы, для частоты 20 кГц

Есть, но это позже, когда приедет АЦП Olivine2 от Alex, им планирую промерять уже более основательно (он, кстати, уже прошел таможню в Москве..).