Усилитель на N-канальных полевиках

[Alex Nikitin]

Схема усилителя здесь:

http://www.ant-audio.co.uk/circuits/MOSFET1.gif

Извините за не очень изящный рисунок от руки, но это всё, что я мог сделать в спешке. Потом как-нибудь сделаю в редакторе - или если у кого есть время, то помогите и перерисуйте. Надеюсь, что тем не менее всё понятно и читаемо.

Это переработанный вариант на основе схемы разработанного мной и уже давно снятого с производства усилителя Creek 4330 (выпуска примерно 1997 года) . Почти в точности такая схема у усилителя, который я и сейчас использую дома.

Как видите, схема довольно простая с небольшим количеством деталей.

Выходная мощность при питании +/- 35 Вольт примерно 40 Вт на 8 Омах, 65-70 Вт на 4 Ом.

Не показаны на схеме цепи питания, в том числе питания ОУ ( +/-15В) . Основной блок питания может быть от +/-25 до +/-35 Вольт с ёмкостью сглаживающих конденсаторов от 6800 до 10000 мкФ на два канала, защищённый плавкими предохранителями на 3-4 А ("медленными", с буквой Т) на ВХОДЕ выпрямительного моста, то есть последовательно с каждой половиной вторичной обмотки трансформатора. Выходные транзисторы помещены на теплоотвод с тепловым сопротивлением не больше 1-1,5 градусов на Ватт, закреплены прижимом сверху алюминиевым блоком 10х10х45мм, изоляция ОБЯЗАТЕЛЬНО слюдяная с теплопроводящей смазкой с обеих сторон. Q9 должен иметь хороший тепловой контакт (со смазкой) с теплоотводом выходных транзисторов и лучше всего прямо между ними. Величина R15 определяет крутизну температурной компенсации и может быть слегка изменена для другого типа выходных транзисторов. Теплоотвод желательно заземлить.

В целом рекомендую на выход поставить ещё последовательно цепь из резистора 3Вт 1 Ом параллельно с намотанными на него 10 витками эмалированного провода диаметром 1 мм. Это в целом обеспечит хорошую стабильность на реактивной нагрузке даже при не слишком удачной разводке.

Вот пока и всё.

Алексей

[Mad optic]

Боюсь, что Ваше моделирование было некорректным, возможно, что из-за неправильных моделей. Я побаловался в LTspice и выяснил...

Пользуйтесь, пожалуйста, правильными моделями и не мутите воду зря .

Алексей

P.S. - прикрепляю схему, которую я использовал при симуляции, и то, что получается на выходе. Ток покоя установлен порядка 120 мА.

А я-то думаю, что уменя с OrCAD*овским PSpice?

Дай, думаю, проверю в LTspice. Да заодно поставлю точно те полевики на выходе, что рекомендованы в вашей схеме - HUF76639. И результат, о боже (!), показал лучшие параметры, чем ранее для IRF150, что естесственно. Только вот улучшилось время нарастания фронтов всего до 5 В/мкс. Теперь, кто виноват - LTspice или опять модель (но уже другая/новая)? Интересно, а где кладбище моделей с которого вы берете их для моделирования? Или вы подправляете модели, которые дают производители для улучшения "отчетности"?
Кроме всего прочего, я моделировал ПОЛНУЮ схему выходных каскадов, а не упрощенную схемку.

Может я и "мучу воду", но что вы ответите товарищу AGITAL, который поднял таки этот вопрос о затягивании фронтов? Этого не может быть, потому что только ваши модели правильные? А ведь он это зафиксировал, судя по всему не моделированием, а измерениями.

Так, что вы ему ответите?

[Alex Nikitin]

Этого не может быть, потому что только ваши модели правильные?

Этого нет, поскольку нет на практике. А если симуляция не совпадает с реальностью, то я как-то больше доверяю реальности . Посмотрите строчку в LTspice для используемой Вами модели HUF76639 и напишите, чему там приравняли Cgd. К сведению - по описанию эта ёмкость равна 140пФ.

он это зафиксировал, судя по всему не моделированием, а измерениями.

Он не привёл ни цифр (например, длительности фронта), ни условий измерения, ни осцилограмм. Поэтому, что именно он там зафиксировал, остаётся неизвестным.

Алексей

[AGITAL]

А я-то думаю, что уменя с OrCAD*овским PSpice?

Дай, думаю, проверю в LTspice. Да заодно поставлю точно те полевики на выходе, что рекомендованы в вашей схеме - HUF76639. И результат, о боже (!), показал лучшие параметры, чем ранее для IRF150, что естесственно. Только вот улучшилось время нарастания фронтов всего до 5 В/мкс. Теперь, кто виноват - LTspice или опять модель (но уже другая/новая)? Интересно, а где кладбище моделей с которого вы берете их для моделирования? Или вы подправляете модели, которые дают производители для улучшения "отчетности"?
Кроме всего прочего, я моделировал ПОЛНУЮ схему выходных каскадов, а не упрощенную схемку.

Может я и "мучу воду", но что вы ответите товарищу AGITAL, который поднял таки этот вопрос о затягивании фронтов? Этого не может быть, потому что только ваши модели правильные? А ведь он это зафиксировал, судя по всему не моделированием, а измерениями.

Так, что вы ему ответите?

Спасибо Alex Nikitin , при уменшении конденсатора C1 до 150pF все стало
на свай места.Так как у нас оригинальных транзисторах нету использовал IRL540N и BSS92 , может иза них.

[Mad optic]

Алекс,

Я бы собрал эту схему, если бы она мне была интересна. Но, увы!

Просьба откликнуться кого-нибудь, кто собрал схему точно в соответствии с рисунком в первом посте. Если не трудно, проведите замеры скорости нарастания в режиме большого сигнала (15-25 В в амплитуде) на нагрузку (8 ом, можно чисто резистивную). Очень интересует скорость нарастания ПЕРЕДНЕГО ФРОНТА сигнала. Входной фильтр лучше отключить.

Поделитесь результатами, плииииззз...

Всем успехов и с Новым Годом!

[Alex Nikitin]

Я бы собрал эту схему, если бы она мне была интересна. Но, увы!

Я предложил всего-навсего простой повторитель, как на прикреплённой схеме. Этого вполне достаточно, чтобы понять, как безобразно симулятор врёт в случае с многими моделями полевиков. Раз так в 10 или больше. Как иллюстрацию приведу примеры симулированных АЧХ для двух транзисторов с близкими по описаниям междуэлектродными ёмкостями, но разного подхода моделями, доступными в LTspice:

IRL530 (http://www.fairchildsemi.com/ds/IR/IRL530A.pdf)

FDS5690 (http://www.fairchildsemi.com/ds/FD%2FFDS5690.pdf)

Даже такого простого эксперимента с транзистором и парой резисторов будет достаточно, чтобы убедиться в неправильности Ваших выводов...

Алексей

[P-snake]

Вчера закончил собирать усилитель Alex Nikitin по схеме yan и действительно получил прекрасно звучащий усилитель за смешные деньги
Большое спасибо всем участникам форума за информацию,даже спрашивать было почти нечего,все ответы уже есть в ветке.
Всех поздравляю с Новым Годом!

[Mad optic]

Алекс,

В вашей упрощенной схеме для моделирования из поста 1093 отсутствуют емкости С7 (68 пф) и 1000 пф из оригинальной схемы.

Чтобы избежать недопониманий, подразумеваете ли вы их наличие когда говорите об усилителе? (особенно той, что 1000 пФ, т.к. без нее почти 22 В/мкс получается и практически пологий/равномерный фронт!)


на 1103

Про модель IRL530 не хочу спорить, т.к. там действительно есть непонятные с первого взгляда моменты. Но вот модель HUF76639 упрекнуть не в чем.

P.S. Алекс, в моем посте 1094 перейдя на модель HUF76639, я не скорректировал ток покоя. Вместо 5 В/мкс следует понимать 16 В/мкс. Передний фронт, тем не менее, весьма изломан. Приведенная в 1094 посту "кривая" переднего фронта остается актуальной (c заметным завалом после перехода через ноль) переднего для IRF150.

Ниже приведены два переходных процесса для исходного усилителя с 1000 пф и без.

[Alex Nikitin]

В вашей упрощенной схеме для моделирования из поста 1093 отсутствуют емкости С7 (68 пф) и 1000 пф из оригинальной схемы.

Эти ёмкости в конкретной схеме несколько улучшали запас стабильности. Как легко можно понять, при наличии входного фильтра и на реальном музыкальном сигнале этот усилитель не должен входить в ограничение по скорости нарастания в любом случае. Разумеется, в других вариантах эти 1000 пФ не обязательны, и это улучшит симметрию в этом отношении.

Так или иначе, Ваши оригинальные соображения по поводу скорости и асимметрии этой схемы были совершенно неправильны, не так ли? Кроме этого, есть разница между схемой концептуальной и её конкретным воплощением. Вы тогда наехали на саму концепцию (и на меня заодно ), на основании совершенно некорректной симуляции, а теперь ещё и сослались на неё здесь.

P.S. Алекс, в моем посте 1094 перейдя на модель HUF76639, я не скорректировал ток покоя. Вместо 5 В/мкс следует понимать 16 В/мкс.

Так, это уже заметно ближе к реальности

Передний фронт, тем не менее, весьма изломан. Приведенная в 1094 посту "кривая" переднего фронта остается актуальной (c заметным завалом после перехода через ноль) переднего для IRF150.

Изменение скорости немедленно после перехода через ноль есть результат недостаточного тока покоя. На приведённом же Вами графике излом наблюдается выше 9 В и есть результат присутствия D4 и конденсатора в 1000 пФ. Не нравится - уберите конденсатор и получите вполне симметричное слежение. Хочется больше скорости - увеличьте ток и, соответственно, уменьшите резисторы между истоком и затвором.

Подводим итоги: Извинения по поводу той ветки будут? В свою очередь, я заберу назад свои слова об "окучивании чайников" .

На этом можно бы и точку поставить.

С наступающим Новым Годом Вас и всех читающих эту ветку, и моё обычное пожелание - чтобы не слишком сильно наступил.

Алексей

[Melhior]

Начнём с вопросов к Никитину:
Пробовали ли Вы сконструировать усилитель без ООС или это в основном удел ламповой техники?
Улучшит ли в целом качество работы усилителя применение двух диодных мостов как советуют на этой ветке: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1105???

Ток покоя (на хорошо прогретом) выставил на обоих каналах ровно 35мв с помощью истокового резистора(R25).
Мне так и не удалось выставить ток по верхнему резистору (R22) по причине крайне ничтожной разности потенциала.
В чём же кроется причина?
Что немаловажно для меня, в усилителе вообще не наблюдается фона переменного тока.
Хотя Вы и писали, что возможен на слух фон переменного тока(проверял многократно прислушивание и на минимальной и на максимальной громкости) За исключением, например, если резко повернуть регулятор громкости, то можно услышать кратковременный фон переменного тока.
Ставили ли по питанию С8 на серийный крик?
Ёмкость шунтирующего конденсатора для ИРФ9610?

Думаю, настало время поделиться личным впечатлениями насчёт данного усилителя.
Сравнивал с моими предыдущими амплифаерами на рассыпухе по критерию качество звучания с такими как техникс, джи-ви-си и последний был филипс фа561 (все они были старого образца и не претендовали на качество аудиофильского звучания)
Соурс брался с персоналки, саунд интегрированный от нфоср4,срочно нужно менять на х-фай
Тестовые треки Audiophile Test CD 2005; Audiophile Test- Best Of Chesky Classics Jazz. Акустика слабенькие, слегка переделанные кенвуды лс-50.
Звучанию данного уся можно сравнить с журчанием кристально чистого ручья, особенно поражает детальность и ясность музыкальной картины! Кстати, многие мой близкие уже слушали и удивлялись.. Даже на слабой акустике звук
получается эмоциональный, как бы живой без примесей синтетики (нельзя назвать металлическим) Своим звучанием этот малыш сможет "побить" многих Голиафов! Этот коротыш выдаёт довольно здоровый звук, что естественно положительно сказывается на самочувствие слушателя(тем более, что я любитель медиативной музыки в стиле нью эидж, лонже, амбиент etc, что положительным образом сказывается на здоровье(у некоторых вызовет широкую улыбку, тем лучше для них же самих..) Вот тебе и философия!
Констатирую факт, наконец-то, я начал по настоящему слушать и получать удовольствие от прослушивания!
Вот, что значит комплексно грамотно спроектированный усилитель, что делает честь автору!!!
Возможно я слегка и преувеличиваю но, только слегка! Это конечно же не значит что всё так идеально..
Было бы крайней неблагодарностью с моей стороны не оценить энтузиазма Никитина в отношение к радиолюбителям!
Что-то сегодня меня потянула на откровение. Ну, наверное хватит лесных предновогодних отзывов в адрес Алексея Никитина (вдруг ещё зазнаетесь!)

Offтопик:
P.S. Поздравляю всех участников форума с наступающим 2007 Новым годом !
В первую очередь хочу поблагодарить и создателей и всех тех, кто поддерживает этот прекрасный информативно-продвинутый форум!
И в заключение, лично от себя хочу искренне поздравить Алексея Никитина с наступающим Новым 2007 годом,и пожелать ему творческих успехов,что бы он и в будущем продолжал бы разрабатывали качественную аппаратуру на благо всем нам хомо сапиенсам!
С уважением, Мелхиор!

[Alex Nikitin]

Улучшит ли в целом качество работы усилителя применение двух диодных мостов как советуют на этой ветке: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1105 ???

Возможно, я не пробовал, у двух мостов свои заморочки, в частности возможно возрастание/изменение спектра помех от переключения диодов... . Не исключено, что потребуется перенастройка серво и/или величины ёмкости конденсаторов фильтра питания.

с помощью истокового резистора(R25).

Это по какой схеме?

Ставили ли по питанию С8 на серийный крик?

Да

Ёмкость шунтирующего конденсатора для ИРФ9610?

Те же 68 или 100пФ вроде нормально работали.

С наступающим!

Алексей

[Mad optic]

Изменение скорости немедленно после перехода через ноль есть результат недостаточного тока покоя. На приведённом же Вами графике излом наблюдается выше 9 В и есть результат присутствия D4 и конденсатора в 1000 пФ. Не нравится - уберите конденсатор и получите вполне симметричное слежение. Хочется больше скорости - увеличьте ток и, соответственно, уменьшите резисторы между истоком и затвором.

Подводим итоги: Извинения по поводу той ветки будут? В свою очередь, я заберу назад свои слова об "окучивании чайников"

Алекс,
Приведенный график в 1094 и есть результат неверного тока покоя, о чем я и написал в 1105. Реальный график с IRF150 похож на него в основном - заметным снижением скорости нарастания при переходе на положительную полуволну (там нет такой четкой ступеньки). Моделирование с IRF150 было произведено еще тогда (в той ветке) с выставленными токами на 100 мА выходных полевиков и тем не менее такой эффект сохранялся. Т.о. моделирование было корректным и в нем исправлять ничего не вижу необходимым.
А то, что на существенное изменение вида переходных процессов вообще оказывает такое влияние рабочие точки и выбор элементной базы лишь подтверждает сделанные ранее (в той ветке) мной опровержения ваших слов о нечуствительности схемы к выбору этой самой элементной базы по сравнению с "классикой".

Более того, ни одного другого пункта выявленных несимметричностей вы так и не смогли опровергнуть (а именно об этом шла речь в том форуме и в том, как вы говорите "наезде на концепцию"), кроме общих слов, что "это все незначительно". Однако ни одной из этих "незначительностей" нет в классической схеме и ничего с тех пор не изменилсь. Так что, для извинений по поводу той ветки совершенно нет оснований.

Далее, поднятый в этой ветке вопрос с затягиванием фронтов с IRL540N не был пока никем прояснен фактическими данными - необходимо измерить скорость нарастания в усилителях с этими транзисторами. После этого будет более ясно. Если она окажется достаточно низкой, то лишь еще раз подвергнет сомнению ваш пункт о нечуствительности схемы к компонентам.

Показатели схемы с HUF76639 действительно существенно лучше, но не снимают вопросов сквозного тока, например, при переднем фронте сигнала. Конечно, ограничение общей полосы пропускания предыдущих каскадов снимает остроту проблемы, но тем не менее само явление как проблема существует и его надо учитывать и вариант "хочется больше скорости - увеличьте ток" не так безопасен и эффективен.

Высказываться в мой адрес по поводу "окучивания чайников" вы можете сколько угодно, но это лишь показывает ваше отношение к участникам других форумов.

Тем не менее побеседовать с вами было крайне интересно и, чтобы не утруждать всех бесполезными спорами (когда каждый остается при своем мнении , остается, действительно, поставить точку...в 2006 году




... и перейти к поздравлениям.

Всем успехов и удачи в Новом году!

[Melhior]

Это по какой схеме?

4330MK1, отсуда.

[Alex Nikitin]

Моделирование с IRF150 было произведено еще тогда (в той ветке) с выставленными токами на 100 мА выходных полевиков и тем не менее такой эффект сохранялся. Т.о. моделирование было корректным и в нем исправлять ничего не вижу необходимым.

Mad, Вы таки упорствуете. Я о Вас, как о специалисте, думал несколько лучше, но теперь вижу, что действительно Вам самое место на том форуме с чайниками . Удач на этом поприще в Новом Году! Здесь же народ быстро разбирается, что к чему, и лапшой на уши, как там, не отделаешься.

Алексей

Добавлено через 2 минуты

Мне так и не удалось выставить ток по верхнему резистору (R22) по причине крайне ничтожной разности потенциала.

Если по этой схеме, то ток надо выставлять именно по верхнему резистору, поскольку через нижний протекает ещё и ток драйвера.

Алексей

[Melhior]

Если по этой схеме, то ток надо выставлять именно по верхнему резистору, поскольку через нижний протекает ещё и ток драйвера.

А что есть и другая схема?
Драйвер, имелось ввиду нагрузка (спикер)?


С Новым годом 2007

[Shok]

Melhior, попробуй увеличить ток покоя - на R22 он должен появиться скачкообразно, и 35 mV на нем будет, когда на R25 будет 50-55 mV.

[Melhior]

Melhior, попробуй увеличить ток покоя - на R22 он должен появиться скачкообразно, и 35 mV на нем будет, когда на R25 будет 50-55 mV.

Спасибо большое! Выставил на Р22 ровно 35Мв, на Р25 ровно в 2 раза
больше 70Мв. Сейчас послухаем и оценим как это отразиться на звучание.

С Новым 2007 годом!

[Alex Nikitin]

Р22 ровно 35Мв, на Р25 ровно в 2 раза
больше 70Мв

70мВ на R25 при 35мВ на R22 - это многовато, должно быть около 40 мВ - ток источника в той схеме меньше 10 мА, а у Вас ток через нижний транзистор получается в два раза больше, чем через верхний - 140 мА, то есть ток источника оказывается примерно те же 70 мА. Какие транзисторы стоят на выходе и какие резисторы затвор-исток? Проверить стоит постоянку на выходе и величины этих напряжений при отключённой нагрузке.

Алексей

[Melhior]

70мВ на R25 при 35мВ на R22 - это многовато, должно быть около 40 мВ - ток источника в той схеме меньше 10 мА, а у Вас ток через нижний транзистор получается в два раза больше, чем через верхний - 140 мА, то есть ток источника оказывается примерно те же 70 мА. Какие транзисторы стоят на выходе и какие резисторы затвор-исток? Проверить стоит постоянку на выходе и величины этих напряжений при отключённой нагрузке.

Ну наконец-то! А то подумал что на эту ветку сегодня не заглянете!
Алексей, на выходе установлены ИРЛ540; Р18-20 в пределах допустимого разброса; на выходе=0

[Alex Nikitin]

на выходе=0

С Новым Годом!

Как-то всё-таки не совсем правильно получается с напряжениями. Какие номиналы мощных резисторов стоят? Точно 0,47-0,5 Ом? Дополнительных 70 мА - это много, что-то должно сильно греться . Какие транзисторы использованы в источнике тока?

Алексей

[Melhior]

Как-то всё-таки не совсем правильно получается с напряжениями. Какие номиналы мощных резисторов стоят? Точно 0,47-0,5 Ом? Дополнительных 70 мА - это много, что-то должно сильно греться . Какие транзисторы использованы в источнике тока?

Спасибо за советы (за ответы тоже) Всё как положено по схеме. Все пяти ватники слегка теплые Т10 и выходные тоже самое.
Проверял без подачи сигнала. Что бы было похоже (радиатор не заземлён) на самовозбуд - не похоже(выходники грелись бы) На затворе Т11 +1,7В
Алексей, есть какие предположения, где копать?