Возвращение к старой разработке.

[Alex Nikitin]

Примерно 12 лет назад, работая на Creek Audio, по заказу начальства я разработал усилитель А3 для Cambridge Audio (когда он пошёл в серию, то приобрёл название A3i). У серийного аппарата решением "сверху" увеличили выходную мощность с 40 до 60 Вт на канал (просто подняв питание), что привело к потенциальным проблемам с локальным перегревом на плате, особенно потому, что в целях экономии производитель отказался от использования стеклотекстолита. Поскольку мне регулярно приходится отвечать на вопросы по ремонту A3i, то я решил купить один из старых аппаратов, починить его и сделать маленькое руководство по ремонту и возможным модификациям. На самом деле 95% проблем с A3i сводятся к потере контакта в одном из светодиодов смещения или транзисторе УН (обычно один из BC640) - от перегрева. Замена транзистора и светодиода, как правило, возвращает усилитель в рабочее состояние.

Времени у меня на этот проект немного, поэтому я буду возвращаться к нему, периодически добавляя новую информацию. Начинаю я сегодня с измерений оригинального усилителя, без каких бы то ни было модификаций, после ремонта (замены светодиодов и одного BC640) .
Приборы в целом подтвердили то, что я помнил со времени разработки. Выходная мощность на 8 Ом - примерно 60 Вт, искажения на низких-средних частотах, измеренные при 20 В эфф на 8 Ом, составляли менее 0,003%. Искажения начинают расти после примерно 5 кГц и достигают 0,01% на 10кГц и 0,02% на 20кГц. Надо принять во внимание очень высокий для УМ Ку=57. При отключении нагрузки искажения на НЧ-СЧ падали до трудноизмеримых величин, практически на уровень собственных искажений моего генератора (0,0002%), что говорит о хорошей линейности УН. Разумеется, применение только "двойки" транзисторов на выходе сильно ограничило линейность всего усилителя под нагрузкой. Если к такому УН приспособить более линейный ВК, то общие искажения усилителя можно существенно снизить. Возможно, я попробую это сделать на своём экземпляре.

Ещё одна проблема со старым A3i - довольно существенное проникновения в сигнал пульсаций питания и, судя по всему, прямых наводок от переключения диодов выпрямителя. Я думаю, что эту сторону можно заметно улучшить простыми средствами.

Пока же я прикладываю несколько графиков и перерисованную мной схему УМ от A3i. Несколько примечаний к графикам:

-2 дБ соответствуют 20В эфф на выходе усилителя

помехи между 20 и 30 кГц - от управления вентилятором внутри компьютера со звуковой картой.

собственные искажения генератора и карты - примерно 0,0002% на средних частотах, чуть больше на 10 кГц.

Графики:

1) всё подключено, но питание усилителя выключено.

2) то же, но с включённым питанием. Видны помехи с гармониками выпрямителя.

3) 10 кГц, 20В эфф на 8 Ом (50 Вт)

4) 1 кГц, 20В эфф на 8 Ом

5) схема УМ

6) 2 кГц, 10В эфф, без нагрузки

Алексей

[leonidNV]

Токовое зеркало как нагрузка входного дифкаскада в симметричных схемах? Экий вы, батенька, девиант от электроники!

Зачем во входном дифференциальном каскаде используют токовое зеркало?

[Sagittarius]

Ну, не в симметричном же. Я долго добивался ответа от одного человека, не буду показывать ладонью, КАк он определяет режим ВК УН в подобной схеме.
И шо ви думаете? Он мине ответил?
Таки не.

[leonidNV]

Вы схему из поста 154 смотрели?

[Sagittarius]

Ага. Вот и скажи, как вычислить из имеющихся там данных ток ОЭ?

[A.R.]

Ну это по желанию разработчика. Можно и в А. И отдельно "маленький" и оба.
и п.2. тоже писями по воде виляно.
Просто здесь надо вых. каскад рассчитывать, как отдельный усилитель с ООС.

Согласен. Перефразирую: с шиклаи легче нарваться на п. 1 и 2, чем без шиклаи

[leonidNV]

Ага. Вот и скажи, как вычислить из имеющихся там данных ток ОЭ?

Ну допустим VT13 и VT18 уберем - схема классическая, то в чём проблема?
Напряжение на R20 = (напр на базе вт11 относительно питания минус примерно 0.6в)
В микрокэпе всё прекрасно моделируется, при токе дифкаскада 8ма ток через R20 порядка 7.5 ма, а с VT13 и VT18 - около 20ма.
При этом ток покоя до некоторых пределов изменяется пропорционально току дифкаскада, так что ткнув тестером один раз на предмет напряжения БК транзистора VT7 можно спокойно считать если моделировать влом:)

Не используя токовые зеркала Вы очень многое теряете в той топологии которую выбрали.

[Sagittarius]

Я знаю насчёт потерь. Из-за большого падения наряжения из-за протекания тока сигнала на резиках 27, 29 на нагрузке ДК будет также ненулевой размах напряжения. И понадобится сильные изменения тока дифкаскада. На то она и экспериментальная схема. чтобы это понять, оценить потери линейности и уменьшить сопротивление 27, 29.

А всё ж ТЗ в нагрузке ДК симетричном усе - не выход. Микрокапа может всё смоделировать, но - в приближении. Ей задано 100 АШ21э и 0,65 В Юбэ - она так тупо и думает, что это - данность от Бога. Врубись, она же не понимает температурных градиентов, разброса Юбэ, АШ21э...
Так что тема сисек не ракрыта.

Я думаю, что вычитание тока базы ЭП из тока коллектора ТЗ приводит к уменьшению напряжения на эмиттерном его резике, а следом - за уменьшением напряжения и на коллекторе выходного транзика ТЗ. Тое, у нас всё основано на токе базы, а тот - зависит отАШ21э.

[Olegyurich]

Согласен. Перефразирую: с шиклаи легче нарваться на п. 1 и 2, чем без шиклаи

C п.2. в принципе согласен. А вот п.1. одинаково рассчитывается как для Шиклаи, так и для дарлингтонов, и нарваться тут просто не на что.

[Sagittarius]

Ну, делайте. Только знайте: какое Шиклаи вы соберёте - такое и слушать будете.

[A.R.]

C п.2. в принципе согласен. А вот п.1. одинаково рассчитывается как для Шиклаи, так и для дарлингтонов, и нарваться тут просто не на что.

А я и не сказал, что дарлингтон в плане п.1 чем-то лучше. Лучше, если эмиттеры предыдущего буферного каскада с выходом не связаны.

[Sagittarius]

Зона линейности (режим класса А) в составном больше. Сами, головой подумайте: в Шиклаи транзики открвываются/закрываются примерно одновременно и ток второго зависит от тока первого, а в Дарлингтоне - первый ещё может некоторое время быть открытым. Хоть даже и весь период сигнала может работать в классе А, если выбрать Iпок > Iб вых. макс.

[leonidNV]

Вот кстати для Шиклаиманов:)

[Olegyurich]

в Шиклаи транзики открвываются/закрываются примерно одновременно и ток второго зависит от тока первого, а в Дарлингтоне - первый ещё может некоторое время быть открытым.

Первые транзюки вообще не должны закрываться ни в Шиклаи ни в Дпрлингтоне. О чем Вы говорите?

[fakel]

Токовое зеркало как нагрузка входного дифкаскада в симметричных схемах? Экий вы, батенька, девиант от электроники!
В ДК/ТЗ на выходе может установиться ЛЮБОЕ, заранее не предсказуемое, напряжение, поскольку усь поддерживает только симметрию плеч, но не заданный ток покоя ВК УН. Который мы при таком раскладе тоже не определим никак.

Ну, не в симметричном же. Я долго добивался ответа от одного человека, не буду показывать ладонью, КАк он определяет режим ВК УН в подобной схеме.
И шо ви думаете? Он мине ответил?
Таки не.

Я что-ль?
Так у меня ВК УН не ОЭ, а ОБ, и его ток не превысит тока ИТ.

Зачем ТЗ в ДК? Ответ - для увеличения линейности без потери крутизны передачи.

Добавлено через 1 минуту

Вот кстати для Шиклаиманов

Привет Хаксворду

[leonidNV]

Привет Хаксворду

Не знал
А можно ссылку?

[Sagittarius]

Кстати, эта плата задумывалась как основа для экспериментального уся. И если бы линейность без ТЗ в нагрузке ДК была бы занижена, ничего не стоило бы сделать несимметричный вариант с ТЗ.

Фишка - отсечение Миллера каскодом в ДК и ЭП вместо ИП в УН.

Добавлено через 1 минуту
Я спрашивал о простых или не очень соотношениях для определения тока ВК УН с ТЗ в нагрузке ДК.

Премия - ящик водки - тому, кто их покажет. )))
Как ещё с вами, не знаю.

[fakel]

Не знал
А можно ссылку?

Про следящие каскоды поищи, конкретно этой схемы, там конечно, нет,
"Привет Хаксворду" - это я об особенности запитки эмиттера 1 тр-ра

Добавлено через 1 минуту
тьфу, коллектора!

Добавлено через 26 минут

И если бы линейность без ТЗ в нагрузке ДК была бы занижена, ничего не стоило бы сделать несимметричный вариант с ТЗ.

А симметричный с ТЗ? Что мешает? Смотри: на 2х последовательно соединенных переходах будет падать в 2 раз меньшее напряжение сигнала при тех же номиналах эмиттерных резюков. Вот тебе линейность. А чтобы не свалилась крутизна передачи - ставим ТЗ, корректируем на опережение, если смущает ОЭ

Фишка - отсечение Миллера каскодом в ДК и ЭП вместо ИП в УН.

ИП - истоковый повторитель? По сравнению с какой схемой?

Я спрашивал о простых или не очень соотношениях для определения тока ВК УН с ТЗ в нагрузке ДК.

Для несимметричного ДК с ТЗ: разностный ток ТЗ, ответвляясь в базу УН с ОЭ, усиливается в бета раз и создает на на его нагрузке напругу, которая отслеживается ОООС. Т.о. ток достаточно хорошо контролируется перекосом ДК в обратную сторону.
Иное, если ДК симметричный - если транзисторы УН например, нагреваются симметрично, ОООС не может отследить рост коллекторного тока.
Но если УН не ОЭ, а ОБ, проблемы нет. Я прав?

Премия - ящик водки - тому, кто их покажет. )))
Как ещё с вами, не знаю.

Вот это дело! Именно так и надо!

[Sagittarius]

Опять же: покажите мне толковый простой расчёт режима ВК УН при использовании ТЗ в нагрузке ДК. (Блин горелый, столько аббревиатур - сам ничего не понял!)))) А всё же покажите. >:Р

С ОБ - те же проблемы, поскольку ЭП не знает, что там, дальше, стоит ОБ.
ИП - истоковый повторитель в схеме Никитина.

И кста: ТЗ с нагрузкой на ОЭ работает не так.
В момент включения ток ОЭ=0, входное сопротивление до момента отпирания (~0,5 В Юбэ) высокое. Ток ДК может создать на коллекторе ТЗ Ю=Юплеча. В момент отпирания ОЭ - входное сопротивление ОЭ падает и закорачивает ТЗ. Ток ОЭ стремится к бесконечности в силу Идк/2 х аш21эОЭ >>>> иОЭпок. Но, стремиться к бесконечности долго он не может. А только на время срабатывания ООС, которая перекашивает ДК ровно настолько, чтобы дать в базу ОЭ ИбОЭ=иОЭпок/аш21э, что является условием симметрии плеч: ЮкОЭ=0 и наименьшего разностного напряжения в ДК.

Теперь понятно, что, поскольку в симмУН симметрия плеч достигается при ЛЮБОМ токе ВК УН, ТЗ туда ставить непрофессионально.

[leonidNV]

Ток ограничивается без всякой обратной связи.
Смоделируйте блин.
Я же уже написал чему будет равен ток - какие проблемы?

[fakel]

Опять же: покажите мне толковый простой расчёт режима ВК УН при использовании ТЗ в нагрузке ДК. (Блин горелый, столько аббревиатур - сам ничего не понял!)))) А всё же покажите. >:Р

С ОБ - те же проблемы, поскольку ЭП не знает, что там, дальше, стоит ОБ.
ИП - истоковый повторитель в схеме Никитина.
.

Нифига! в ОБ ток УН не зависит от параметров транзистора ОБ и полностью определяется разностным током ДК и ТЗ

И кста: ТЗ с нагрузкой на ОЭ работает не так.
.

Это переходной процесс, я описал устоявшийся, оба имеют место.

Теперь понятно, что, поскольку в симмУН симметрия плеч достигается при ЛЮБОМ токе ВК УН, ТЗ туда ставить непрофессионально.

Добавлено через 31 минуту

Уже говорилось, что в режиме АВ транзики Шиклаи проходят через все возможные режимы, начиная от отсечки и включая токовые перегрузки первого при выходе из неё, что совершается в условиях незамкнутой петли ООС и временнОй задержке сигнала в ней.

Легко лечится подгрузкой драйверов источниками тока