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.

[kaskod]

Анли -вопрос при каких условиях работают диоды?заменил их резисторами,ухудшений не заметил,это правда в симуляторе,а спектр действительно хороший.

[ИГВИН]

Offтопик:
Мне рассказывать особо нечего. Из практики знаю - некоторые приигрываются, другие как с первого включения, так и остаются. Отчего, сам хотел бы понять. Разве что летролиты... Осконы всякие.
В любом АВ-шнике электролиты в цепи сигнала находятся. Со всеми их паразитными параметрами.

[anli]

Анли -вопрос при каких условиях работают диоды?заменил их резисторами,ухудшений не заметил,это правда в симуляторе,а спектр действительно хороший.

А какой ток покоя? Если это не класс A, то ухудшения должны быть При замене диодов на резисторы (при выходе по току из класса A) получаем вот примерно такой поронографический спектр:

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

Хорошо смотреть работу диодов по напряжению исток-затвор мосфетов. В классическом AB это напряжение падает до нуля. При использовании диодов имеет примерно такой вид:

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

В реальности - тоже такой же плавный вид, правда, амплитуда побольше.

[kaskod]

А какой ток покоя?

При твоих номиналах у меня вышло около 1А.Впрочем я из А ещё не вышел,нужно повнимательнее посмотреть,кстати может положишь файлик в каком симмулишь?А то с модельками полевиков непорядок,создал на скорую руку,но не совсем нравиться перепроверить бы нужно.

[PSV]

Со стабильностью так. При включении ток мосфетов достаточно быстро (минуты 3-4) ползёт до 185mA, затем медленно (не засекал, думаю, минут 20-30) падает до 175mA.

При разогреве сигналом (10W на выходе) падает примерно на 20mA. При снятии сигнала - возвращается. То есть, небольшое перерегулирование есть. Я больше возиться с этим не стал, так как экусплуатироваться будет в человеческих условиях (средняя мощность меньше 1W), да и небольшое перерегулирование как-то успокаивает

Да ,по стабильности тока нормально получилось.Лучше небольшое перерегулирование,чем наоборот.
Андрей,не пробовал изменять ток покоя в разумных пределах для этого конструктива?Есть ли влияние на звук?

[anli]

При твоих номиналах у меня вышло около 1А.Впрочем я из А ещё не вышел,нужно повнимательнее посмотреть,кстати может положишь файлик в каком симмулишь?А то с модельками полевиков непорядок,создал на скорую руку,но не совсем нравиться перепроверить бы нужно.

Чтобы всё стало OK, точнее, AB , надо увеличить R15, если по схеме

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

чтобы ток был типичный AB-шный: 100-200mA.

Я использую LTSpice, не пользующийся популярностью. Могу выложить. Выкладывать?

Андрей,не пробовал изменять ток покоя в разумных пределах для этого конструктива?Есть ли влияние на звук?

Сори, не пробовал, так как надо было отдать (что только что уже и сделал). Точнее пробовал, но в слишком разумных, то есть небольших. Измерял при 150mA, а выставил потом и слушал 175mA. В смысле термодел поведение одинаковое.

Все эти тепловые штуки требуют, как оказалось, много времени и усидчивости

[PSV]

В смысле термодел поведение одинаковое.

Я имел ввиду звук,с термоделами более-менее понятно.

Все эти тепловые штуки требуют, как оказалось, много времени и усидчивости

Offтопик:
Ага,а звуковые ещё больше .Чтобы довести усилитель по звуку,надо много времени и ушей .Правда процесс довольно приятный .

[Костя Мусатов]

Offтопик:

Правда процесс довольно приятный

Ага, до тех пор, пока что-то дорогое не сгорит

Андрей, как я понял усилитель ты уже отдал. Планируешь ли собрать еще один и уже его помучить побольше?

[kaskod]

Я использую LTSpice, не пользующийся популярностью. Могу выложить. Выкладывать?

Я понял,ложи им я тоже владею,хотя и не люблю,а вот после обновления мне база элементов в LT совсем нравиться.То что увеличить нужно я понял,при указанных номиналах у тебя ток покоя 100/200ма?В том и вопрос я чуть другие модели применил.В АВ посмотрю.Корпусок до боли знаком,напоминает корпуса от наборов"Старт" не то?

[anli]

Андрей, как я понял усилитель ты уже отдал. Планируешь ли собрать еще один и уже его помучить побольше?

Костя,
Я и этот собирать не собирался Повторять точно эту схему - маловероятно. В башке должно что-то завестись, какой-то интерес, свербление, чтобы лень побеждать. Может, модификация этого, а может, что-то совсем другое. Тут, сам понимаешь, трудно предсказать

anli добавил 02.05.2006 в 19:45

Я понял,ложи им я тоже владею,хотя и не люблю,а вот после обновления мне база элементов в LT совсем нравиться.То что увеличить нужно я понял,при указанных номиналах у тебя ток покоя 100/200ма?В том и вопрос я чуть другие модели применил.В АВ посмотрю.

Вот здесь:

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/pcb/ltspice/

Там два файла. Один - сам проект (схема и модели мосфетов), второй - те файлы библиотеки (из LTSpice-овской директории lib/cmp), в которые я добавлял модели. Если что забыл - скажи, добавлю

Настройка тока покоя очень острая в смысле номинала R15. Я использовал многооборотник. Так что и в модели с точность до ома его надо подбирать.

Номиналы там выглядят по-дурацки, так как это реально измеренные железки. Рядом с именами биполяров - их беты. В общем, стопроцентный входной контроль и, заодно, подбор. Обычно, приходится подбирать четыре деталюшки: симметрия по питанию, два канала. Но это кажется очень простым после того, как пришлось подбирать по восемь - для мостового

anli добавил 02.05.2006 в 19:46

Корпусок до боли знаком,напоминает корпуса от наборов"Старт" не то?

Это "Кумир У-001". Кажется, так называется

[kaskod]

Это "Кумир У-001". Кажется, так называется

Извини ошибся ну оочень похож у меня до сих пор валяется двухблочный бал старт7230 помоему,размер может поменьше.
Спасибо сейчас посмотрим.Да..да посмотрел разница действительно существенная.Кстати не понял как в LT спектр,искажения посмотреть?посмотрел в своём любимом мультисиме.Кстати чем можно заменить 2sk246/103 ?

[sherif]

Anli Поздравляю!

Концепция вроде правильная. Тут и незакрывание выходных транзисторов и к месту небольшая ООС. Теперь по хорошему надо усил слушать месяц и сравнивать с тем, что есть с мостовым А. Жаль ты его отдаешь. Нужно иметь два усилителя. Один контрольный. И может быть в обоих что-то менять.

Вот в соседней ветке вычитал про усилитель Петрова. Там подбором истоковых резисторов автор добился, что полевые транзисторы не закрываются, без всяких идей Алешина.

[anli]

Кстати не понял как в LT спектр,искажения посмотреть?посмотрел в своём любимом мультисиме.Кстати чем можно заменить 2sk246/103 ?

- в настройках (кнопка с молотком) на вкладке Compressions надо снять все галки,
- кликаешь симуляцию (бегущий человечек),
- после .trans кликаешь пробником в нужную точку - получаешь график,
- на графике кликаешь правой кнопкой, выбираешь FFT,
- в диалоге ставишь 65536 точек и Blackman для оконной функции.

Полевики - те, что смог в своё время заказать. Думаю, подойдут любые с начальным током 6-8mA. В симуляции используются модели, которые я подогнал под "типичные" реальные модели тех, что у меня были.

anli добавил 03.05.2006 в 13:45

Anli Поздравляю!

Концепция вроде правильная. Тут и незакрывание выходных транзисторов и к месту небольшая ООС. Теперь по хорошему надо усил слушать месяц и сравнивать с тем, что есть с мостовым А. Жаль ты его отдаешь. Нужно иметь два усилителя. Один контрольный. И может быть в обоих что-то менять.

Вот в соседней ветке вычитал про усилитель Петрова. Там подбором истоковых резисторов автор добился, что полевые транзисторы не закрываются, без всяких идей Алешина.

Спасибо!

Да, тоже так думаю. Быстрое "ослушивание" (слово-то какое гадкое ) выявляет косяки. А нюансы копятся в отношении к усилителю в течение если не месяца, то уж недели две надо точно.

Что-то там в ветке скана схемы нет.

[sherif]

Вроде есть схема
http://www.radioradar.net/radio_amat...1_16-20-49.php

[anli]

Offтопик:

Вроде есть схема
http://www.radioradar.net/radio_amat...1_16-20-49.php

Там потом в ветке говорят, что не та схема. Но мы отвлеклись...

[sherif]

Там написано
<<Подбором R9 можно добиться так называемого режима "Non-switching amp", т.е. режима без отсечки выходных транзисторов. >>

[Maniac]

sherif
Глянул схемку... вот резисторы в истоках сильно уменьшат крутизну ВК, что нехорошо. Их там вообще не должно быть, по моему. Да и зачем операционник на входе...
А теперь по теме. Андрей, смотрел мои измерения? Спектр то несильно отличается от твоего усилителя... я просто даже не вижу преимуществ "мягкого переключения" Может слепой я?
Картинка, это мой АВ-ник на 20В выходной амплитуды и на нагрузке 10 Ом.

[anli]

sherif
Глянул схемку... вот резисторы в истоках сильно уменьшат крутизну ВК, что нехорошо. Их там вообще не должно быть, по моему. Да и зачем операционник на входе...
А теперь по теме. Андрей, смотрел мои измерения? Спектр то несильно отличается от твоего усилителя... я просто даже не вижу преимуществ "мягкого переключения" Может слепой я?
Картинка, это мой АВ-ник на 20В выходной амплитуды и на нагрузке 10 Ом.

Давайте про Петрова в ветке про Петрова

Дима,

Так как при уменьшении напряжения затвор-исток крутизна падает, то при большом токе покоя и большом сопротивлении нагрузки, как у тебя, до жёсткой отсечки дело не доходит. Поставь ток покоя 150mA, при котором измерял я, думаю, так будет заметней

Offтопик:
Приходи, я дам тебе десятиватник 5.6ом - как раз "восьмиомные" АС

[pokos]

По новым измерениям становиться более четкая разница между усилителями.

Посмотрел. По интермодам разница просто чудовищная. Понятно, почему Кенвуд так на ухо давит.

[anli]

Если кому-то трудно достать полевики 2SJ103BL/2SK246BL (а доставать их надо в большом количестве, и потом надо долго и муторно подбирать пару пар), то вот нарисовал вариант на биполярах (там есть полевики в качестве генераторов тока, но это могут быть уже практически любые):

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/bjt-in/

Симулятор, кстати, показывает на 2-4db спектр ниже. Но дело не в этом. Главное:

- сохранено высокое и линейное входное сопротивление усилителя (то есть, он готов для подключения к регулятору громкости),
- тепловые искажения также минимизированы дальше некуда

anli добавил 04.05.2006 в 05:06
А вот ещё вариант (чтобы уж совсем вас расшевилить ):

http://gaydenko.com/audio/simple-ab/non-sym/

Он интересен тем, что полевики на входе остались, но по одному.

Offтопик:
(вау! anli нарисовал что-то несимметричное! Совсем распоясался... )

Для стереоусилителя, таким образом, надо два одинаковых (с одинаковым начальным током стока) полевика одной проводимости. Что уже гораздо легче. Это, понятно, не схема, чтобы паять, а эскиз. Однако, по-прежнему все требования удовлетворены.