Сверхлинейный усилитель по схемотипу Видерхольда 1977- 2021 (повтор и дополнение)

[belka]

2 ОУ +5 транзисторов в УН. Выходные каскады разные симулировал, биполяры-полевики, без проблем ноль 4-10 мег двигается, без потери усиления на 20-ти килогерцах.

Благодарности:
Евгению Букварёву и Со. - идея с интегратором прорывная, если ей правильно пользоваться.





Убедительная просьба - пишите ТОЛЬКО по делу. Никаких других комментариев здесь размещать не нужно!

После первой публикации многие резонно отметили, что 2 ОУ и такое огромное усиление явно избыточны. Согласен, поэтому схема была существенно упрощена, с некоторой потерей усиления, но не критической. Итого, к базовой схеме Видерхольда был добавлен 1 (один) транзистор и получено усиление не менее 170дБ!

Обратите внимание, как изящно получилось ввести в схему параллельный ВЧ канал, благодаря которому всё это работает. Вполне осознанно претендую на то, что мне удалось нарисовать самый простой сверхглубокоосник.

В соседней ветке я взял модель какого-то Парафина (смешная поделка) и дорисовал ей недостающие детальки. Модель и схема, базовая, прилагаются:



УМЗЧ ВВ 2021.CIR

Продолжение темы:

Кто желал общий эмиттер в УН?

Вложение 400855 Вложение 400857

Как вы понимаете, Q22 и R40 из схемы можно смело удалить и соединить эмиттер Q21 непосредственно с выходом ОУ. Диоды Вокруг ОУ также нужно убрать и добавить правильные цепи для антиклиппа, которые на схеме не нарисованы.

Итого. 1 ОУ + 4 транзистора в УН = полноценный сверхглубокоосник, до которого на RCL-электро нужно ещё очень долго думать)))

[bukvarev]

Текущие результаты по макету:

1. Выходной каскад (от коллекторов УН до выхода) имеет частоту -3дБ при фазе -90 град. 7,4 МГц.
Переходная характеристика апериодическая.

2. Усиление УН+ВК (от выхода ОУ до выхода усилителя)
10 кГц: 93,9 дБ (по модели: 90,9 дБ),
20 кГц: 95 дБ (по модели: 87 дБ),
50 кГц: 78 дБ (по модели: 72,8 дБ),
100 кГц: 62 дБ (по модели: 60 дБ),
200 кГц: 46 дБ (по модели: 45,6 дБ),
400 кГц: 33 дБ (по модели: 33 дБ),
1 МГц: 18,5 дБ (по модели: 20,3 дБ).

Частота единичного усиления "УН+ВК" - 4,33 МГц (по модели: 4,8 МГц).

Плюс - минус. Измерять на низких частотах было не очень удобно из-за малых входных напряжений (0,2 мВ), приходилось добавлять выходное напряжения генератора децибельником, поэтому возможна небольшая неточность. На ВЧ измерения затруднены шумом, поэтому я измерял усиление как с разомкнутой, так и с замкнутой ОООС.
Но в целом, близко к теме.

Спектры УН+ВК на 200 кГц.
26 Vp-p (-13 дБ от клипа):


80 Vp-p (-3 дБ от клипа):

[fakel]

Bсе "постулаты" FERGENa по поводу печатных плат, конструктива, нагрева, транформаторов и прочего оказались несостоятельны.

А ты сомневался? Посмотри его ранние темы, где он не мог отличить p-n-p от n-p-n. С тех пор прошло лет 10-15, а уровень его развития все тот же

[NikolayG]

Извиняюсь, написал не в той теме, перескочило в телефоне.

[bukvarev]

Теперь PSRR.
Измеряли так. Для правильности измерений, в цепях питания усилителя никаких конденсаторов не установлено не было.

Обратная связь у ОУ была организована так (позволяет оценить PSRR выше 3 кГц, и измерить выше 10 кГц):

Из-за высокого уровня шума на выходе усилителя, не охваченного ОООС, осциллографом измерить не получилось. Для измерений использовали анализатор спектра.
Амплитуда сигнала на резисторе - источнике составила 200 мВ для 20, 200 и 1000 кГц. На 10 МГц - 350 мВ.
Примерно так выглядят спектрограммы (вход - выход):
1 МГц:

200 кГц:

20 кГц:

10 кГц:


В общем, получились такие значения:
10 мГц: PSRR+ = -3дБ, PSRR- = -2дБ;
1 мГц: PSRR+ = -10дБ, PSRR- = -8дБ;
200 кГц: PSRR+ = -7,5дБ, PSRR- = -15дБ;
20 кГц: PSRR+ = -3дБ, PSRR- = -5,5дБ;
10 кГц: PSRR+ = -5дБ, PSRR- = -11дБ;

Получилось, что минимум PSRR находится в районе 20 кГц (влияние усиления) и на 10 МГц (влияние емкостей транзисторов).
В любом случае, уровень проникновения помех меньше 0 дБ, что обнадеживает .

[minimalman]

Offтопик:
belka, я напомнил об одном базовом правиле разводки ВЧ устройств, если у меня нет количественных результатов - это не значит, что правило можно послать на юх.

[belka]

Offтопик:
belka, я напомнил об одном базовом правиле разводки ВЧ устройств, если у меня нет количественных результатов - это не значит, что правило можно послать на юх.

Без проблем, просто в этой ветке хотелось бы беседовать только о схемотехнике конкретного устройства, ВВ89 + один или несколько транзисторов, в крайнем случае + ОУ. Все технологические штуки в отдельную тему желательно перенести, иначе будет очень большое захламление.

зы. Очень резко иногда отвечаю, извиняюсь.

[CreamSoda]

медленных, но еще выпускаемых транзисторах в УН и первых ступенях выходного повторителя. При этом не так сильно потеряв в качестве за счет более глубокой ООС в звуковой полосе частот.

Насколько я помню, увеличение глубины ООС в усилителе невозможно без увеличения скоростных характеристик усилителя. Как тогда можно углублять ООС, применяя менее скоростные транзисторы?

[belka]

Насколько я помню, увеличение глубины ООС в усилителе невозможно без увеличения скоростных характеристик усилителя. Как тогда можно углублять ООС, применяя менее скоростные транзисторы?

В этом усилителе сформирован полноценный параллельный ВЧ канал.

Один транзистор + ВВ89 = крах идеологии цельного ресурса RCL-electro.ru и вместе с ним забвение всех бездарных разработок с кучей изнасилованных транзисторов.

[sia_2]

Насколько я помню, увеличение глубины ООС в усилителе невозможно без увеличения скоростных характеристик усилителя. Как тогда можно углублять ООС, применяя менее скоростные транзисторы?

Можно, ценой введения участка крутого спада петлевого усиления с частотой сразу за рабочей полосой частот.

[minimalman]

Offтопик:

введения участка крутого спада петлевого усиления с частотой сразу за рабочей полосой частот.

По Вашему мнению, есть ли выгода в значительном (40+дБ) повышении этой глубины по сравнению с СЛ?
Есть ли необходимость давить помехи/искажения и в полосе 20..200кГц (без оглядки на АФЧХ/глубину требующейся для этого ОС)?

[CreamSoda]

В этом усилителе сформирован полноценный параллельный ВЧ канал.

Мне стоило сделать уточнение, что вопрос касался только обычных усилителей без параллельных каналов.

Можно, ценой введения участка крутого спада петлевого усиления с частотой сразу за рабочей полосой частот.

А что вы имеете в виду под рабочей полосой частот? 20-20000? Так ведь чем выше частота единичного усиления, тем больше подавляются высшие гармоники и тем меньше различных искажений они вызывают.

[sia_2]

Offтопик:

По Вашему мнению, есть ли выгода в значительном (40+дБ) повышении этой глубины по сравнению с СЛ?
Есть ли необходимость давить помехи/искажения и в полосе 20..200кГц (без оглядки на АФЧХ/глубину требующейся для этого ОС)?

Вопрос по сути экономического плана. Сделать высокую исходную линейность банально дороже, чем нарастить глубину ООС. Правда, повышенный уровень ВЧ продуктов в суммирующей точке из-за крутого спада петлевого усиления, необходимого для удержания частоты единичного усиления в рамках реализуемости, повышает риски появления "шумоподобных" продуктов искажений.

[Сергей Гапоненко]

Сделать высокую исходную линейность банально дороже, чем нарастить глубину ООС.

В рамочку с черным кантиком и на стенку. Приговор эксперта.

В этом-то и кроется вся драма транзисторно-ламповых коллизий в аудиотехнике.


Если бы шла борьба не за прибыли, а за качество, твердотельные схемы могли бы победить.

Никто из ламповых адептов не подумал, что два-три лишних каскада в ламповой схеме плюс ООС выведут ламповые устройства в более высокий ценовой диапазон. В ламповые схемы совершенно нерентабельно и не-фэн-шуйно добавлять излишние каскады. А в транзистрные - why not? Только ленивый не воспользуется... И пошло-поехало...

А я вспоминаю почти детские ощущения от транзистора ГТ321 в качестве усилителя напряжения вместо кт50Х в стандартной схеме С.Д.Батя (Линна) в 1977 г. и предложения заплатить мне годовую стипендию студента за тот аппарат в макетной версии от двух молодых предпринимателей от аудиотехники, и ощущение полного контроля от безООСных транзисторных усилителей, эмулирующих ламповые схемы...
Как говорится, такова се ля ви. По-русски: непостижимы пути Господни. ПЕРВЫЙ ПОЛЮС ДОЛЖЕН БЫТЬ МАКСИМАЛЬНО ВЫСОКИМ. ИНАЧЕ ничего не получится.

Господа,
а не запустить ли нам схему Линна (а не замахнуться ли на самого, понимаете ли ..... (С) сами знаете кого) , но на лампах?
Готов поучаствовать в таком коллективном эксперименте. Получится несколько энергоемко, но мы же принимаем класс А на транзисторах как вариант?
Представьте ОУ: 8 ножек.
Представьте вид сверху на двойной триод: тоже 8 ножек. Для нувисторов и ламп типа 6Н16Б даже диаметр совпадет с ОУ типа (страшно сказать) 140УД1. Берусь вставить 6Н16Б в панельку для ОУ.
Функционально:
вариант 1:
2 УН с коэффициентом до 10 и в твердотельном, и в ламповом случае (ОУ никто не паспортизует для Ку выше 3...10, переходные характеристики вообще любят для Ку=+-1 показывать, и зачем только open loop gain =100 дБ вырисовывать??).

Вариант 2:
один широкополосный УН с низким выходным сопротивлением.

Очевидный выигрыш ламп - более широкая полоса частот.
Очевидный выигрыш ОУ - более низкое выходное сопротивление.

Так , может, есть смысл найти рациональный компромисс?

[tomtit]

В этом усилителе сформирован полноценный параллельный ВЧ канал.

А что, конденсатор параллельно с резистором в старом ВВ это "неполноценный" параллельный канал?
По-моему те же яйца ...

[Сергей Гапоненко]

[QUOTE=tomtit;2943416]

В этом усилителе сформирован полноценный параллельный ВЧ канал.
А что, конденсатор параллельно с резистором в старом ВВ это "неполноценный" параллельный канал?
По-моему те же яйца ...

А вот не надо параллельных каналов.
Straight forward. Просто прямо и вперед. Не надо интеллектуальных изысков. Краткость - сестра таланта (с).
Говоря по-народному, back to basics. То есть, по-русски, - "Назад, к истокам!"
Сделаем биампинг. Звуку полегчает.

[Металист]

не запустить ли нам схему Линна (а не замахнуться ли на самого, понимаете ли ..... (С) сами знаете кого) , но на лампах?

Дык, проще пареной репы. Можно без ОУ.

Это если мы об одном и том же говорим.

Более того, я так делал в своей обезбашенной молодости. Сразу в железе. И даже работало.

[.Васильев]

Offтопик:
Ну вас понесло

[belka]

[QUOTE=tomtit;2943416]

В этом усилителе сформирован полноценный параллельный ВЧ канал.
А что, конденсатор параллельно с резистором в старом ВВ это "неполноценный" параллельный канал?
По-моему те же яйца ...

В оригинальной схеме ВВ89 этот конденсатор всего лишь, хоть и очень важный, но элемент коррекции на опережение - он не охватывает, не обходит никаких активных каскадов.

Безусловно, один транзистор никак не заметен на схеме, практически ни о чём, если бы под петлёй вдруг не появились +60дБ усиления. Всё вообще просто, только усилителей со 150дБ под петлёй до сих пор как бы не особо наблюдалось.

[bukvarev]

Этот транзисторчик - вообще замечательная штука.
Для тех, кто хочет "монопетлю" - пожалуйста, усиление. Получите, распишитесь.
Для тех, кто хочет линеаризовать УН+ВК на 10..20 дБ, одновременно увеличив входное сопротивление каскада на Q1 (схема из первого поста) - пожалуйста. Один конденсатор 2..7 пФ с выхода уся в базу Q1 и вуаля. Ничего мудрить не нужно, все готово к эксперименту.
Отличная схема для отработки и отслушивания решений, универсальная. Почему я и взялся за железо..

[Ageres]

[QUOTE=belka;2943469]

В оригинальной схеме ВВ89 этот конденсатор всего лишь, хоть и очень важный, но элемент коррекции на опережение - он не охватывает, не обходит никаких активных каскадов.

Безусловно, один транзистор никак не заметен на схеме, практически ни о чём, если бы под петлёй вдруг не появились +60дБ усиления. Всё вообще просто, только усилителей со 150дБ под петлёй до сих пор как бы не особо наблюдалось.

Это явное преувеличение. И наблюдались и паялись. А вот вв- образных и вправду пока не было.