квазикомплементарный NMOS200

[Konstantin Kuzmenko]

Автор - Quasi, обитает на www.diyaudio.com
Лично я этот УМ собирать не собираюсь, основная причина по которой выкладываю эти материалы- довольно много народу хочет собрать дискретный УМ но обламывается по разным причинам (сложная и дорогая комплектуха, недостаточная квалификация для разводки pcb, etc.)

Схема простая как угол дома, все решения- типовые. Pcb прилагается. Корректность pcb не проверял, по схеме особых замечаний нет. Хотя нет, вру, есть: надо бы соединить средний и верхний выводы подстроечного резистора VR2 (ток покоя). Плюс я бы номиналы кое- каких элементов выбрал бы другие, ну да фиг с ними, и так работать будет.

еще

[renovator]

И вообще это называется флуд.

Уважаемый Niroborn. Усилители должны разрабатывать люди, которые понимают в схемотехнике. Ваши потуги, лично мне совершенно не понятны, нарисовать с помощью других то, что заведомо уступает другим здешним простым конструкциям, зачем? Если только с той целью, что бы потом на борту платы красовалось, что то типа "Niroborn 2008 (с)"?

[witali]

Offтопик:

Уважаемый Niroborn. Усилители должны разрабатывать люди, которые понимают в схемотехнике. Ваши потуги, лично мне совершенно не понятны, нарисовать с помощью других то, что заведомо уступает другим здешним простым конструкциям, зачем? Если только с той целью, что бы потом на борту платы красовалось, что то типа "Niroborn 2008 (с)"?

Если бы все делали люди разбирающиеся у нас был бы идеальный мир, тут форум самодельщиков и человек учится, да хотябы на подсказках других, я в свое время зашел сюда поискать схему звучащую получше чем 7294, до этого не паял ничего сложнее, теперь же благодаря многим людям этого форума мои знания увеличились значительно, спасибо им, так и в этом случае, он просто учится на подсказках других, более опытных людей

[renovator]

witali все верно, учиться всегда нужно, но я не совсем об этом писал. Сорри за флуд. Niroborn без обид!

[Костя Мусатов]

Если по теме, то схема в таком варианте нестабильна. На первый взгляд в чём может быть причина?

Что такое нестабильна? Если склонна к возбуждению, то это только вопрос коррекции. Онако, в этой схеме, главным ограничивающим элементом является драйвер. Он тут простой и не каскодный, что означает большие динамические искажения, вследствие большой нелинейной Миллеровой емкости. Добавь каскод и заново устрой коррекцию.
Использованные драйверные транзисторы не имеют нормировки коллекторной емкости, да и не предназначены для видеоусилителей. Попробуй лучше использовать 2SA1538/2SC3953 (для их моделей я не нашел, более или менее подошли от 2SA1145/2SC2705)

[Niroborn]

Что такое нестабильна? Если склонна к возбуждению, то это только вопрос коррекции. Онако, в этой схеме, главным ограничивающим элементом является драйвер. Он тут простой и не каскодный, что означает большие динамические искажения, вследствие большой нелинейной Миллеровой емкости. Добавь каскод и заново устрой коррекцию.
Использованные драйверные транзисторы не имеют нормировки коллекторной емкости, да и не предназначены для видеоусилителей. Попробуй лучше использовать 2SA1538/2SC3953 (для их моделей я не нашел, более или менее подошли от 2SA1145/2SC2705)

Да, именно склонна к возбуждению. Кстати схема Шушурина понравилась мне больше хот и отличается одним транзистором. Решил далее этот вариант использовать. Возбуждение возникает в дифкаскаде. Его можно подавить повысив C5 (схема во вложении), но от этого растут искажения. Можно ли подавить возбуждение не увеличивая емкость C5?
Для интереса форма волны на транзисторах диффкаскада во вложении.
И ещё меня сущает форма волны рассеиваемой мощности на выходных транзисторах - она такой и должна быть или нет?

Эту схему я выбрал только потому что она простая и использует н-канальные полевики на выходе, которых у меня много. Я отлично понимаю, что драйвер здесь слабое место. Но как его переделать, скажу честно, я пока не знаю. Транзисторы такие, потому что их проще всего достать у нас, с японскими вообще проблемы. Есть ещё BD139/140 - они вроде для усилителей. Подойдут?

Да и всем спасибо за ваши советы и замечания.

[witali]

Offтопик:

witali все верно, учиться всегда нужно, но я не совсем об этом писал. Сорри за флуд. Niroborn без обид!

Но блин последняя фраза

Если только с той целью, что бы потом на борту платы красовалось, что то типа "Niroborn 2008 (с)"?

Это тоже имеет значение, я иногда ставлю на плату такое Лет через 15 увидишь свое лого на старой плате...

Niroborn я бы заменил 5хх серию 8хх с индексом W, СМД по 2 транзюка в корпусе

[Костя Мусатов]

Да, именно склонна к возбуждению. Кстати схема Шушурина понравилась мне больше хот и отличается одним транзистором. Решил далее этот вариант использовать. Возбуждение возникает в дифкаскаде. Его можно подавить повысив C5 (схема во вложении), но от этого растут искажения. Можно ли подавить возбуждение не увеличивая емкость C5?

Возбуждение не начинается в дифкаскаде. Возбуждается весь усилитель целиком, поскольку не выполняются условия усточивости в петле ОООС.
Поднимай емкость С5, этим ты понизишь быстродействие дифкаскада и повысишь драйвера.
Осцилограммы нормальные.
На схеме шибка, нижний выходной транзистор включен затвором не туда...

[Niroborn]

Offтопик:
renovator незаметил ваш пост - я нисколько не обижаюсь, но от комментариев не воздерзжусь

Ваши потуги, лично мне совершенно не понятны, нарисовать с помощью других то, что заведомо уступает другим здешним простым конструкциям, зачем?

Мои потуги направлены совем не на это Они направлены как раз на то чтобы сделать простую хорошую схему заведомо не уступающую "здешним простым конструкциям". И к стати заведомо она не уступает, потому что никто эту схему не сравнивал с другими конструкциями. И с помощь других я ничего не рисую - я рисую сам на компе дома в программе sPlan Другое дело, что за основу я взял чужую схему, но автор этого и не запрещает. Идея поставить на вход полевики тоже моя - я её ни у кого не подсмотрел, просто потому что многого не видел.

Если только с той целью, что бы потом на борту платы красовалось, что то типа "Niroborn 2008 (с)"?

Наверное со стороны это так и выглядит. На самом деле у меня уходит очень много времени на расчёты. И я уже достиг в этом определённых успехов - если сравнивать с тем с чего я начинал несколько дней назад. Студенты в политехах такое за курс или два проходят.
Даю слово, что через месяц или два смогу разговаривать со спецами на ИХ языке.

Добавлено через 7 минут

Возбуждение не начинается в дифкаскаде. Возбуждается весь усилитель целиком, поскольку не выполняются условия усточивости в петле ОООС.
Поднимай емкость С5, этим ты понизишь быстродействие дифкаскада и повысишь драйвера.
Осцилограммы нормальные.
На схеме шибка, нижний выходной транзистор включен затвором не туда...

Да, вы правы возбуждение наблюдается во всём усилителе. однако увеличением С5 удается его подавить только в дифкаскаде, да и то не полностью - снижается амплитуда высокочастотных колебаний, но они не исчезают полностью. Например модуляцию в VT3 и VT8 удалось устранить поставив конденсатор 1нф с баз транзисторов на шину отр. питания. Также сильно уменьшило возбуждение и позволило уменьшить C5 увеличение тока драйвера до 30мА и замена драйверных транзисторов на MJE15030/31.
Далее попробую реализовать каскод в драйвере и вообще попробовать другую схемотехнику. В частности из-за того что он очень плохо работает с выходным каскадом с последовательным включением мосфетов. Чуть позже выложу этот вариант схемы.

В схеме действительно ошибка . В следующий раз исправлю.

[25602]

Кстати схема Шушурина понравилась

Какой б...ь Шушурин? Вы хоть схему смотрите нормально. VT7 у Вас PNP а должен быть NPN (KSE340) в таком виде это работать не будет.
R1 220k дофига если сильно хочеться то смотрим начальный ток стабилизации стабилитрона
Если не хотите играться с коррекцией то выкиньте нах токовое зеркало
Да и источник тока в ДК нада применить с большим током

PS: Шушурин с полевиками на входе работает уже около месяца

[Александр Котов]

По соотношению количество транзисторов/качество звука симеетричная схема превосходит шушуринскую. Я специально сравнивал варианты. Поэтому больше года уже играет эта схема: http://akotov.narod.ru/amp.html

[25602]

По соотношению количество транзисторов/качество звука симеетричная схема превосходит шушуринскую.

Согласен

[Niroborn]

Какой б...ь Шушурин? Вы хоть схему смотрите нормально. VT7 у Вас PNP а должен быть NPN (KSE340) в таком виде это работать не будет.
R1 220k дофига если сильно хочеться то смотрим начальный ток стабилизации стабилитрона
Если не хотите играться с коррекцией то выкиньте нах токовое зеркало
Да и источник тока в ДК нада применить с большим током

PS: Шушурин с полевиками на входе работает уже около месяца

Ну так ё моё - ошибка в схеме нарисованной в спешке В симуляторе у меня как надо. Понятное дело что там KSE340.
R1 - тоже ошибка, просто осталось от прошлого варианта, в симе стоит 10к.
Интересно каким образом выкидывание токового зеркала может положительно сказаться на искажениях? У меня уже и так коррекция отстроена почти полностью. Как закончу выложу последнюю версию схемы.

П.С. Ко всем кто сильно ругал оригинальную схему NMOS200 и называл её поделкой QUASI - по подобной (практически в точности) топологии строилось огромное количество усилителей в том числе и в СССР в те времена когда не было мощных комплементарных пар транзисторов. начиная с 60х годов. Так что поделкой это точно нельзя назвать - схема до ужаса стандартная и типовая, так что к имени QUASI можно отнести только выбор транзисторов и выставление номиналов. Вот что плохо в этой схеме изначально так это неоптимальный режим работы всех каскадов - в точности такая же схема но настроенная правильно выдаёт у меня примерно в 10 раз меньший уровень гармоник в особенности 3ей и 5ой, в меньшей степени 2ой. КНИ не более 0,028% при 1 кГц, на номинальной мощности. КИИ не знаю как померить в микрокапе.

Добавлено через 10 минут

По соотношению количество транзисторов/качество звука симеетричная схема превосходит шушуринскую. Я специально сравнивал варианты. Поэтому больше года уже играет эта схема: http://akotov.narod.ru/amp.html

Однако похоже на рекламу .

[25602]

Интересно каким образом выкидывание токового зеркала может положительно сказаться на искажениях?

На искажениях не знаю а вот на устойчивости точно скажеться в лучшую сторону

[Niroborn]

Ради интереса попробовал сделать каскод в УН вместо эмиттерного повторителя по схеме Шушурина. Получилось очень интересно - начиная с частот выше 10кГц КНИ каскодной схемы становится заметно ниже, при этом чем выше частота тем больше разница. Например усилитель отыгрывает 100 кГц синус с КНИ 1%. Схема с ОЭ показывает вдвое больший КНИ на этой частоте. Причём ФЧХ каскодного УН в пределах 1 градуса вплоть до 100 кГц, у ОЭ в пределах 10. На частоте 20кГц получается очень красивый график гармоник - третья гармоника просто исчезает на уровне фона, правда пятая немного выползает.
Но что более интересно на частотах ниже 10 кГц КНИ каскодного УН не падает ниже 0,1%!!! (Схема с ОЭ показывает 0,018%) Не знаю в чём тут дело. Хотелось бы применить каскод в УН, но такая засада эти 0,1%.
Схема каскодного УН во вложении.

Блин, опять нижний выходник не туда подключен - ну да ладно и так понятно.

[Костя Мусатов]

Ты жесток с каскодом.
1. Не надо ставить каскад без эмитерного резистора. У тебя получается ужастная изначальная линейность вкупе с плохой полосой.
2. Базу транзистора, стоящего вторым, лучше не фиксировать по потенциалу, а делать следящий каскод. Для этого с эмитера первого транзистора (он уже не на питании, а на резисторе) ставищь светодиод к базе второго и добавляшь резистор смещения на землю или минус питания.
3. Нагрузку УН так же сделай каскодной, т.е. VT6 сделай аналогично верхней паре.
4. Да, еще добавь резистивную нагрузку УН

ЗЫ. И замени нижний 260 на 9260 или измени схему

[Niroborn]

С каскодом разобрался, спасибо Костя Мусатов. Каскод - вешь!

Когда настраивал вариант схемы с каскодом в УН ради интереса решил выкинуть каскод из ДК и полевики вместе с ним и поставил обратно биполяры с соответствующим изменением делителя ОООС... и офигел
На 20 кГц гармоники (ВСЕ гармоники) упали до уровня фона!!! КНИ в полосе до 100кГц менее 0,018%! На 1кГц КНИ в звуковой полосе менее 0,004%. Причём наилучшие результаты именно с транзисторами MJE340/350. Значительно упростилась коррекция кстати.
Вот тебе и джейфеты, нафига они нужны-то вообще!? Если только для суперлинейной ФЧХ.
Схема во вложении.

П.С. Возможно микрокап и привирает насчёт КНИ (хотя скорее всего не сильно), но сравнительные характеристики в любом слечае объективны.

[Костя Мусатов]

Поехали далее.
1. Верни каскод во входной каскад, так мы уменьшим входную емкость усилителя. Биполяры при этом оставь.
2. В качестве VD3 поставь светодиод, включенный в прямом направлении.
3. Верхний выод VD3 подключи не к питанию, а к эмиттеру VT4
4. Почему ты используешь каскад на VT9 с усилением? Почему бы не иметь одинаковые номиналы R21 и R19? А то так у тебя нижнее плечо работает с усилением, а верхнее без.

ЗЫ. Реально, скорее всего парметры будут похуже, здесь не учитываются паразитные эффекты.
И еще. Хотя с биполярам на входе искажений получается меньше, но не факт, что звучание будет лучше, при таких глубинах ООС (чем и достигаются малые искажения) могут возникат другие проблемы.

[Niroborn]

Поехали далее.
1. Верни каскод во входной каскад, так мы уменьшим входную емкость усилителя. Биполяры при этом оставь.
2. В качестве VD3 поставь светодиод, включенный в прямом направлении.
3. Верхний выод VD3 подключи не к питанию, а к эмиттеру VT4
4. Почему ты используешь каскад на VT9 с усилением? Почему бы не иметь одинаковые номиналы R21 и R19? А то так у тебя нижнее плечо работает с усилением, а верхнее без.

ЗЫ. Реально, скорее всего парметры будут похуже, здесь не учитываются паразитные эффекты.
И еще. Хотя с биполярам на входе искажений получается меньше, но не факт, что звучание будет лучше, при таких глубинах ООС (чем и достигаются малые искажения) могут возникат другие проблемы.

C каскодом в ДК искажения увеличиваются.
В микрокапе нет модели светодиода , поэтому без него. А если вместо светодиода два обычных последовательно - нормально?
Микрокап не показывает никакой разницы при подключении VD3 к эмиттеру VT4, вернее становится хуже. Можно и так, но во многих схемах он подключен на шину питания. С диодами вместо стабилитрона лучше.
Насчёт VT9 - это из-за квазикомплементарной топологии - коллекторные нагрузочные резисторы должны быть одинакового номинала, а эмиттерный резистор VT9 устанавливает ток предвыходного каскада. При снижении коллекторного резистора VT8 до номинала эмиттерного резистора VT9 снижается передача тока на затвор M1 по сравнению с М2. Если же увеличить эмиттерный резистор VT9 снизится ток предвыходного каскада до неприемлемого уровня и сильно возрастут переходные искажения ВК. Насколько я понимаю. Да и разве может двойка работать с усилением, Ку ВК на двоках меньше единицы. Вот если тройку поставить - другое дело.

П.С. Какие например проблемы могут возникать?

Добавлено через 2 часа 23 минуты
Попробовал применить двухполюсную коррекцию - искажения на ВЧ уменьшились.

Вообще по поводу оригинальной схемы NMOS можно сказать, что схема довольно неплохая - искажения значительно меньше чем у холтона от WP. Единственное, что схема очень чувствительна к номиналу входного конденсатора и конденсатора в ООС. Усилитель выдаёт нормальные показатели только начиная с номиналов в 220мкф, а лучше 470мкф. С конденсаторами как у автора в схеме - фаза просто ужас - +-20гр в звуковом диапазоне, искажения на низах в районе 0,08. Если конденсаторы убрать - звучание заметно улучшается - специально закорачивал входной кондер у себя на плате, но довольно быстро напряжение на входе начинает "плыть" и далее перекос в плечах и клиппинг и т.д.
Таким образом для кординального улучшения качества звучания данной схемы нужно избавиться от конденсаторов на входе и в цепи ООС. Будем думать как. Вариант с джейфетами не прокатил

[Костя Мусатов]

C каскодом в ДК искажения увеличиваются.

Ставь всеравно. Надо будет уходить от тепловых искажений, что делается с каскодом. Посмотри http://musatoffcv.narod.ru/Secrets/N...izationCin.htm и http://musatoffcv.narod.ru/Secrets/H...nDifcascad.htm

В микрокапе нет модели светодиода , поэтому без него.

.model LXHL-BW02 D(Is=4.5e-20 Rs=.85 N=2.6 Cjo=1.18n Iave=400mA mfg=Lumileds type=LED)

.model LXK2-PW14 D(Is=3.5e-17 Rs=.725 N=3.12 Cjo=1.2n Iave=1.6 mfg=Lumileds type=LED)

Микрокап не показывает никакой разницы при подключении VD3 к эмиттеру VT4, вернее становится хуже. Можно и так, но во многих схемах он подключен на шину питания. С диодами вместо стабилитрона лучше.

Тут как то была целая веточка про такую схемотехнику и пришли к конкретному выводу. Ты учти, что так подключив, надо заново проверять режимы работы.

Если же увеличить эмиттерный резистор VT9 снизится ток предвыходного каскада до неприемлемого уровня и сильно возрастут переходные искажения ВК

А на что тебе дан каскад регулирования смещения?

Такой усилитель, будучи нормально расчитан не должен иметь заметного дрейфа и его можно делать УПТ, без конденсаторов. А вот еще одну штучку обеспечения устойчивости ввести стоит. Поскольку есть входная емкость инвертирующего входа, то есть полюс, связанный с резисторами ОООС. Что бы от него избавиться, надо закоротить резисторы емкостями обратно пропорционально номиналам резисторов. Взяв пик 10 для большего.

[Niroborn]

В общем вместо светодиода я использовал два последовательно соединённых диода 1N4148. Работает лучше чем со стабилитроном. Подключены на эмиттер как вы и сказали. Поправка - использовал вашу модель, работает так же хорошо

Насчёт предвыходного каскада - если сделать номиналы резисторов одинаковыми схема становится практически ненастраиваемая - ток покоя не настраивается и работает не очень - очевидно я чего-то не понимаю... Хотя думаю можно оставить как есть, работает неплохо. А может и тройку сделать.

Такой усилитель, будучи нормально расчитан не должен иметь заметного дрейфа и его можно делать УПТ, без конденсаторов. А вот еще одну штучку обеспечения устойчивости ввести стоит. Поскольку есть входная емкость инвертирующего входа, то есть полюс, связанный с резисторами ОООС. Что бы от него избавиться, надо закоротить резисторы емкостями обратно пропорционально номиналам резисторов. Взяв пик 10 для большего

Имеете ввиду коррекцию на опережение, попробовал схема начинает устойчиво генерить, приходится добавлять номинал конденсатора коррекции на запаздывание, в общем искажения растут. С двухполюсной коррекцией вообще не удаётся устранить генерацию.