Простой AB без коммутационных искажений

[anli]

Путеводитель
- WEB-корень проекта: http://gaydenko.com/audio/simple-ab/
- финальная схема, печатка: http://gaydenko.com/audio/simple-ab/pcb/
- результат, спектр (всё получилось!): http://gaydenko.com/audio/simple-ab/measure/
- результат, впечатления: https://forum.vegalab.ru/showthread....&postcount=141
- результат, фото: http://gaydenko.com/audio/simple-ab/pcb/pic/

________________________

Предупреждаю - никаких изобретений тут нет. Цель была - сочинить простую схему не в классе A. Так что ни Hi-ем, ни Fi-ем, ни, тем более End-ом не озадачивался. Тем не менее, кое-какие требования были:

- ALPS-ready: достаточной линейный и высокоомный вход, чтобы к нему можно было подключить регулятор громкости,
- отсутствие коммутационных искажений,
- электронная стабилизация режимов,
- отсутствие конденсаторов в сигнальных цепях,
- отсутствие тепловых искажений,
- простота, господа!

Самым простым вариантом борьбы с AB-переключениями оказалось использование идеи Алёшина. Вот что в результате получилось:

Схема: http://gaydenko.com/audio/simple-ab/v13/schematics.png

FFT для разных мощностей:

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...T-1W-20KHz.png
http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...-10W-20KHz.png
http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...-30W-20KHz.png

30W - это как раз перед ограничением сигнала. То есть, при данном питании +/-25V (это питание - у останков "Кумира", в котором эта схема может оказаться) пиковая мощность на нагрузке 6 ом (типичное значение для "восьмиомной" акустики) - около 60W.

А вот самые интересные графики, показывающие, почему спектр имеет такой быстрый и устойчиваый спад. Вот это - график тока стока мосфета при рассеиваемой мощности 30W:

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...-30W-20KHz.png

А это - при тех же условиях напряжение на затворе мосфета (точнее, Vgs):

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...-30W-20KHz.png

Трудно придумать для режима AB картинки, которые бы так радовали глаз В связи с чем есть надежда, что эта штука может оказаться хорошей и для ушей. Глядя на эти плавные изгибы, представляешь себе... вы что подумали?! Представляешь себе, как это классно звучит

Другие моменты. При Ку около десяти запас по фазе получился какой-то такой большой, что я забыл (более 60 градусов). Вероятно, так хорошо получилось потому, что местная ООС в повторителе - "токовая" в эмитер, и общая - тоже токовая, в истоки. Что касается тепловых искажений, то ОООС не охватывает только входные полевики. Девиация мощности на них при (вменяемой) мощности 10W - около +/-5mW. Ток покоя выставляется R13, R14. Для иллюстрации линейности входа последовательно с источником сигнала нарисовано сопротивление 22K - все измерения проводились с ним.

И ещё момент. Усилитель напряжения и усилитель мощности связаны в одной точке. Если кто-то захочет использовать в качестве УН скоростной высоковольтный ОУ с полевиками на входе - проблем нет. Но это имеет смысл, если у ОУ также быстроспадающий спектр.

P.S. Этот усилитель - не последний. Теперь слушаю вот этот более простой

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=11933

который запобедил и усилитель, обсуждаемый в данной ветке, и даже балансного монстра в классе A.

[anli]

Сопротивления нельзя: так как токи через диоды на этой вертикали меняются, у повторителя получается сильно нелинейный вход. К тому же, получается уже заметный делитель сигнала, который в случае ГТ на полевиках имеет коэффициент, близкий к единице. Ради очистки совести я промоделировал: спектр по нечётным гармоникам поднялся на 10db, а уж вторя вообще получилась -66db

[SashaNetrusov]

Чтобы входное сопротивление не влияло на линейность поставить буфер на сверхлинейном опере, или вообще в качестве УН использовать сверхлинейный опер?

[anli]

Чтобы входное сопротивление не влияло на линейность поставить буфер на сверхлинейном опере, или вообще в качестве УН использовать сверхлинейный опер?

Вот цитата из первого сообщения ветки:

"И ещё момент. Усилитель напряжения и усилитель мощности связаны в одной точке. Если кто-то захочет использовать в качестве УН скоростной высоковольтный ОУ с полевиками на входе - проблем нет. Но это имеет смысл, если у ОУ также быстроспадающий спектр."

Прям аж неудобно самого себя цитировать. Да...

[SashaNetrusov]

Я о том, что с буфером резисторы параллельно с источниками тока могут дать положительный , а не отрицательный эффект. Нелинейность диодов , влияющая на входное сопротивление повторителя, не будет сказываться.Может промоделировать оттдельно повторитель напряжения работающий от источника напряжения?

[anli]

Может промоделировать оттдельно повторитель напряжения работающий от источника напряжения?

Конечно, можно. С резисторами 3-я гармоника лучше на 1db (в остальном - спетр тот же). Но амплитуда тока через такой идеальный источник сигнала +/-4.4mA. В случае ГТ на ПТ -/+70uA. Разница в 60 раз

[SashaNetrusov]

Подумал немного и понял как работает схема.
При всех изменеиях тока через выходные диоды осуществляется стабилизация неизменного напряжения на них. Если ток через верхний диод увеличился по отношению к покою в N раз, то ,при одинаковых диодах и логарифмической их характеристике, ток через второй диод уменьшится по отношению к покою в те же N раз. Т.е. полевики по теории не должны закрываться никогда.

[ADDED=SashaNetrusov]1138628551[/ADDED]
Т.е. превращаем переходную характеристику полевиков в переходную характеристику биполярных транзисторов.

[SashaNetrusov]

А на выходе что? Диоды Шотки?

[anli]

А на выходе что? Диоды Шотки?

Что под руку (то есть, в библиотеке симулятора) попалось, а попались Шоттки Я не знаю особенностей работы разных диодов в контексте идеи, так что не могу предложить тут что-то конкретное.

[SashaNetrusov]

Диоды Шоттки наверное как раз более подходят.Во первых высокочастотные( на звуке не будут сказываться инерциооности). Во вторых вольтамперная характеристика наверное более подходящая , чем у обычных. Надо брать похоже самые сильноточные . Ампер на 30. Меньше будет сказываться внутреннее последовательное омическое сопротивление. Интересно бы увидеть вольтамперную характеристику диодов Шоттки. ?

[anli]

Интересно бы увидеть вольтамперную характеристику диодов Шоттки.

Они в даташитах есть, но для больших токов. А тут интересно как раз, как себя мощный диод ведёт при единицах-десятках миллиампер. Это только самому измерять надо.
___________________________________

Прикидывая вариант для "опробовать идею" нарисовал максимально простой такой:

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...hematics27.png

Как видно, слил вместе УН и входную вертикаль повторителя. Проще можно - отказаться от каскодов входного каскада. Но тогда будем слушать неизвестно что - то ли концепцию диодов Алёшина, то ли тепловые искажения

[SashaNetrusov]

А тут интересно как раз, как себя мощный диод ведёт при единицах-десятках миллиампер.

Мне как раз и хотелось бы , чтобы не загонять токи выходных полевиков в миллиамперы. Т.е. При увеличении тока через один диод увеличение падения напряжения на нём приводило к такомуже снижению падения напряжения напряжения на другом и соответственно ему току в пределах сотни миллиампер.

[anli]

Мне как раз и хотелось бы , чтобы не загонять токи выходных полевиков в миллиамперы. Т.е. При увеличении тока через один диод увеличение падения напряжения на нём приводило к такомуже снижению падения напряжения напряжения на другом и соответственно ему току в пределах сотни миллиампер.

Это не имеет смысла, думаю. Интересно не само по себе значение тока, а плавность его изменения. Если просто резко ограничивать ток неактивного плеча на, скажем, 100mA, то спектр сразу станет жёстким.

[PSV]

Они в даташитах есть, но для больших токов. А тут интересно как раз, как себя мощный диод ведёт при единицах-десятках миллиампер. Это только самому измерять надо.

У МВR735 в даташите показана область токов от 10ма и думаю с достаточной точностью можно сказать,что в малотоковой области ведут они себя по экспоненте.В области больших токов как раз сложнее.

[SashaNetrusov]

Выходной повторитель в данных схемах управляется источником тока. Переходная характиристика диодов для источника тока не играет большой роли. Больше играет роль нелинейность крутизны полевиков (затвор стоковая характеристика). Чтобы меньше влияла надо снизить диапазон изменения тока полевиков.

[ADDED=SashaNetrusov]1138975943[/ADDED]
Если управлять от источника напряжения, то как раз наоборот затворстоковая характеристика будет влиять мало, больше передаточная характеристика диодов. Второе наверное лучше...

[anli]

Выходной повторитель в данных схемах управляется источником тока

Не понял. Вертикаль с ГТ - лишь формирователь смещения + высокого и линейного входного сопротивления повторителя, который потому и повторитель, что повторяет напряжение

Больше играет роль нелинейность крутизны полевиков (затвор стоковая характеристика)

Почему?? Любое резкое изменение тока, не синхронное с изменением звуковго сигнала, с неизбежностью вызовет генерацию жёсткого спектра, коррелированного с сигналом.

[SashaNetrusov]

Изменение тока Q1 Q2 в последней схеме практически не меняет падение напряжения между базами Q5 Q6 .Поэтому падение напряжения на диодах не изменяется (сумма). Изменяется только соотношение тока через диоды.А оно определяется изменением тока Q1 Q2 , потом усиливается Q5 Q6 вызывая соответствующее падение на R19 R20 . Далее в соответствии с атворно-стоковой характеристикой полевиков превращается в выходной ток. Нелинейность передачи тока определяется нелинейностью усилителей тока Q5,Q6 и затворностоковой характеристикой полевиков.От их симметрии многое будет зависеть.

[anli]

SashaNetrusov, думаю, спора тут нет. Почти любой каскад можно рассматривать как усилитель тока или напряжения, или преобразователь напряжение-ток, или наоборот. То же касается и ужасного термина "токовая ОООС" Мне понятнее некий чёрный ящик с высоким и линейным входным сопротивлением рассматривать как нечто, управляемое напряжением. При низком выходном сопротивлении (пусть это и за счёт местной ОООС) - как повторитель напряжения. В частности - выходные повторители в этой ветке.

Лучше, вместо словесной лирики , давайте прикинем конкретный вариант для опробования идеи. За исходную точку предлагаю взять http://gaydenko.com/audio/simple-ab/...hematics27.png - как самый простой, выражающий идею.

[SashaNetrusov]

Q1 Q2 -источники тока,
Q5 Q6- усилители тока (входное сопротивление их намного меньше выходного Q1 Q2)
М1 М2 - преобразователи напряжения (на R19 R20) В выходной ток.
Итоговая нелинейность определяется нелинейностью преобразователей Q5 Q6 M1 M2

[anli]

Offтопик:

Q1 Q2 -источники тока,
Q5 Q6- усилители тока (входное сопротивление их намного меньше выходного Q1 Q2)
М1 М2 - преобразователи напряжения (на R19 R20) В выходной ток.
Итоговая нелинейность определяется нелинейностью преобразователей Q5 Q6 M1 M2

Никак не пойму опять цели. Поспорить? Зачем? Q5/6, будучи нагруженные на сопротивления - уже не источники тока. Мосфёты, учитывая их входную ёмкость - не преобразователи напряжение-ток. О чём спор? О терминах? Это будет флейм. Никто мне (или кому-то ещё) никогда не докажет, что 1+1=2. Давайте лучше про реализацию.

[SashaNetrusov]

Я о том что такой повторитель напряжения лучше даст эффекта при работе от источника напряжения.
Подключить его к оперу в точке в середине R15. перходная характеристика в большей мере будет определяться диодами чем полевиками М1 М2