V.2013 Двухэтажный PRO-усилитель в классе Н

[waso]

Был приделан второй этаж к "Натали ПРО". Вот что из этого получилось.

Offтопик:
Корпус уже облагорожен)))

ЗЫ. Аффтар оставляет за собой право вносить изменения в разводку ПП, дабы работы над ней ещё ведутся.

По вопросам групповых закупок торов для питания усилителей модельного ряда можно обратиться сюда: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=74211

[vdij]

Извенясь что встряю, а не слипнится при этом реле?

Вот защита фирменного уся, пока не слиплось за пару лет, а эксплуатация, мягко говоря, не совсем легкая.

[vdij]

Замеры на реальной ПРО акустике, 12 дюйм ШП дин, + 1 дюйм ВЧ драйвер, 8 Ом, 1В, 10В, 25В RMS. Результаты не совсем адекватны, т.к. все изделие разложено на столе в паутине проводов от изм. приборов, осц, БП, и пр, ну и звуковая карта ноута не очень. Но кой какая картина вырисовывается. Да, вариант на односторонней ПП

[waso]

Решил проверить на однослойке сам, пока два канала на подходе, выглядят так...
Ну и поскольку на этих платах нет релейной защиты, то ее надо куда-то выносить, для этого разрабатывается отдельная плата на два канала сразу.

[waso]

Усилитель можно попробовать перевести в класс G, для снижения искажений коммутации этажей и улучшения звучания. КНИ обещают снизиться на больших уровнях раза в 2...3.


Интересным кажется мнение музыкантов, что наилучшее звучание даёт всё-таки класс АВ. Близок к нему двухэтажный класс G. Часто встречаются на форумах упоминания, что за такими усилителями сейчас идёт просто погоня из-за их звука. За счёт сложноустранимых коммутационных помех класс Н считается несколько худшим вариантом, хотя он дешевле в реализации. Поэтому родилась идея реализации такого усилителя. Видимо, народ-то слышит разницу с классами D и TD, раз ходят такие разговоры...
В трекере второго этажа моделировалось форсирование рассасывания ёмкости затворов полевиков за счёт введения ускоряющих транзисторов, подобно тому, как это делается в импульсных блоках питания. В результате форма сигнала на выходе отслеживается заметно лучше, чем по традиционному решению, например, Интерлавковскому "Хамелеону". Это снижает тепловыделение на резисторах R105, R107 до такой степени, что становится возможным использовать СМД1206 вместо обычных 2хваттных резисторов. Кроме того, это несколько увеличивает КПД усилителя на ВЧ. Удивительно, но подобная мелочь не отрабатывалась ни в "Интерлавке", ни в других подобных аппаратах. Впечатление такое, что разработчики моделируют только на частоте 1кГц, получают красивую картинку и успокаиваются. Выше по частоте уже никто и не смотрит, видимо.
Иллюстрация данного факта была приведена тут: http://forum.cxem.ne...7, здесь положительное плечо моделилось по предлагаемой схеме, а отицательное - "Интерлавка". Видно, что второй этаж остаётся полностью открытым еще какое-то время, хотя в положительном плече питание следует за выходным напряжением более точно, в чём и есть "рацуха".
Некоторые меры по рассасыванию емкости полевиков приняты в УМЗЧ Veekey Audio, но там реализован транзисторный повторитель с низкоомной нагрузкой, падение на которой уже усиливается полевиками. Скорость, действительно, выше, но само применение MOSFet имеет нюанс, о котором ниже.
В итоге родилась вот такая схема (аттач, второй лист).
Применением транзисторов MJL1302\MJL3281 удаётся использовать всего по 3 транзистора в каждом этаже, когда на Тошибе их потребовалось бы 4. Это уменьшает габариты платы при сохранении надёжности.
Транзисторы второго этажа включены с ОЭ после полевика, это позволяет соединить все коллекторы первого и второго этажей вместе. Использование только одного полевого транзистора+3 биполяра позволяет исключить ситуацию, характерную для "Хамелеонов" и усилителей Veekey Audio, когда из-за большого разброса параметров полевиков фактически работает только один из них с наименьшим напряжением открытия канала, остальные же просто "халтурят". Моделировался и дискретный аналог IGBT-транзистора (полевик + эмиттерный повторитель), результаты такие же, но конструктивно полевик + ОЭ удобнее, почему - смотрите выше.
Светодиоды оптрона и индикатора клипа будут запитаны от +12В системы защиты, тем самым разгружаются балластные резисторы питания ОУ усилителя. Кроме этого, для снижения искажений увеличены глубина ООС через ОУ DA2 на 8 дБ и усиление лимитера на 7 дБ, чтобы сохранить почти преждним суммарное усиление тракта.
Пока это очередной проект.
Как уже было ясно из анализов спектра, основную долю бяки вносят именно коммутаторы. "Дёргая" питания коллекторов первого этажа, через их ёмкость Скб и Скэ помеха проникает на выход. ООС давит эту помеху, однако её эффективность не бесконечна и падает с частотой. Следовательно, надо или тормозить коммутаторы, тогда они будут греться, или увеличивать "площадь" усиления, что тоже сложно из-за необходимости обеспечения устойчивости, или делать что-то ещё, например, выходной ФНЧ, режущий всё выше 20 кГц под корень, вместе с помехами. Но это покорёжит фазу выходного сигнала на ВЧ.
Интересная реализация усилителя в модели Crest Audio CA9. Вызывает уважение использование нехарактерных для ПРО-техники ОРА2604 и NE5517 вместо LM13600, дающих без принятия спец. мер слышимое проникание управляющего сигнала в звук. Выходные транзисторы - 2SA1302\2SC3281. Схемотехнически это каскодированный Ланзар с глубокой коррекцией, но во входном диф. каскаде использован набор транзисторов, изготовленных в виде 16ножной микросхемы в ходе единого техпроцесса. Данная серия давно уже заслужила признания музыкантов и достойна внимания как сбалансированный и качественный девайс, проверенный годами.

[Николай_87]

Интересное включение и задумка.
Все никак не дождусь осцыл (третий месяц, какието проблемы на таможне, вернули назад и до сих пор не вернулся к отправителю) чтоб посмотреть что у меня твориться в двухэтажном гибриде.
waso, как думаешь стоит у меня форсировать таким способом irf610/9610 (~170pF). и можно ли оставить классическое включение полевика, добавив разряжающие затворы транзисторы.
так.

[waso]

Думаю, можно.
Коллектор Т27 подцепить на анод стабилитрона Z6.
Работать будет не хуже. Параллельно включенные резисторы 11 кОм можно заменить одним на 51...100кОм без риска ухудшения быстродействия.

[Николай_87]

Коллектор Т27 подцепить на анод стабилитрона Z6.

А на скорость разрядки не будут влиять истоковые резисторы?
так же будет проблематично протащить дорожку. задействовать второй слой резать полигон.
хотя если

заменить одним на 51...100кОм

вообщем нужно подурковать.

Параллельно включенные резисторы 11 кОм можно заменить одним на 51...100кОм без риска ухудшения быстродействия.

в принципе основную роль берет на себя параллельно включенный диод.
А какие плюсы увеличения сопротивления?

[waso]

А какие плюсы увеличения сопротивления?

Меньше будет греться. Увеличение сопротивления с лихвой отыгрывается бетой реального транзистора, поскольку разряд будет идти не через резисторы, а через транзистор. Без потери скорости сопротивление может быть увеличено в Вст раз.

А на скорость разрядки не будут влиять истоковые резисторы?

нет. Это истоковый повторитель, аналогично эмиттерному. В сумме - эквивалент "гибридного Дарлингтона"- IGBT. У меня же-эквивалент Шиклаи, только с полевиком.
Преимущество такого включения транзисторов второго этажа станет ясным, если посмотреть, как выглядят в разводке их коллекторы по отношению к первому этажу ;)

Моделировался и дискретный аналог IGBT-транзистора (полевик + эмиттерный повторитель), результаты такие же, но конструктивно полевик + ОЭ удобнее, почему - смотрите выше.

[Николай_87]

как выглядят в разводке их коллекторы по отношению к первому этажу ;)

Класс!!!

waso, вам нужно это дело патентовать. и назвать такое включение с какой нибудь приставкой к букве G

[waso]

Да не, патентовать тут нечего. Подобное было в "Вега 50УМ122С", только вместо полевика были КТ972\КТ973. Просто удобнее в разводке ПП и конструктиве, если транзисторы плеч располагать на медных шинах-изолировать придётся только шины.

[Николай_87]

Моделировался и дискретный аналог IGBT-транзистора

с ускоряющем транзистором?
Просто переделывать разводку я уже не буду. очень много гемора. особенно скругления на контактах
Чтоб вставить термоборьеры на широких дорогах пришлось эти дороги вырезать в заливке, и просто так эти дороги уже не потаскаешь (на скрине выше видно). на обычных дорогах Лайт термоборьеры не ставит к сожалению
а вот управление можно еще перелопатить, так как там те самые обычные дорожки.

---------- Сообщение добавлено 14:09 ---------- Предыдущее сообщение было 14:04 ----------

Просто удобнее в разводке ПП и конструктиве, если транзисторы плеч располагать на медных шинах-изолировать придётся только шины.

Это да. но тут еще зависит от формы самого радиатора. под тот что я развел так уже не прокати. все равно придется каждый транзистор изолировать

[waso]

с ускоряющем транзистором?

Разумеется.

[Николай_87]

Разумеется.

Все понял
Вообщем как приеду с работы переделаю схемку. и перелопачу разводку.

[vdij]

Добил. Контроллер температуры используемый в хол. витринах, ларях и т.д. Выгорела плата под соединительными контактами, а так полностью рабочий, транс ушел в какойто ИИП. Решил использовать его для визуализации темп. радиатора, т.к. радиатор общий для двух каналов, был использован и один контроллер. Он также служит для управления вентиляторами обдува. Изначально температура вклюяения кулеров была выставлена 40 град., учитывая время разогрева кристалла и считыванием температуры датчиком, дельта в 1 град. Но на практике оказалось частое вкл. - выкл. кулеров. Температура вкл. была перестроена на 38 град, с дельтой в 5 град. Т.е. включение вентиляторов происходит при 43 град, выключение при 38 град.. Это меня полностью удовлетворяет, иногда при малой громкости вкл. вентиляторов не происходит вообще, т.е. хватает естественного охлаждения. Оч. удобная вещь, по показаниям отстраивал температуру сработки термозащиты. Корпус использован от какогото ТВ тюнера, с заменой передней и задней панели под размер U2. Все надписи в лайке, покрывал масляным лаком в несколько слоев правда лак позапрошлогодний, немного прошибся с густотой, надо было развести пожиже. Для визуализации уровня вых.,мощности, для красоты, для понту был сваян простейший индикатор на AN6884, зажигание желтого светодиода соотв. 40В RMS при 4 Ом. Спиконы не ставил преднамеренно.

[Зёбра_]

Третий снимок смотрится симпатишно

[vdij]

смотрится симпатишно

Таки да!

[waso]

Как вариант ПП для двухэтажника класса G https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1911970
Внимание: нумерация деталей на чертеже не совпадает со схемой, ориентироваться по всплывающим номиналам - они указаны верно.

[vdij]

Как вариант ПП для двухэтажника класса G.

Прекрасно, можно начинать. Думаю прокачать усь с ,,народными,, 5200, 1943 с некоторым понижением питающих напряжений, да и ПП придется подкорректировать под ОРА134 в DIP корпусе.

[waso]

Вспомнил про заначку ОРА132UA и ОРА1641, под них и чертил))
Под 2sa1943\2sc5200 питание придётся снижать, ага. Не потянут они 4Ома по ОБР при 55\110В по этажам, если ставить по 3 пары без надежд на чудо техзапаса.
ЗЫ. Последняя версия ПП еще не нарисована. Это значит то, что оно помаленьку вылизывается, хотя уже выложенное также пригодно для монтажа и не содержит ошибок трассировки.
PPS. У меня двухэтажник Н-класса запустился устойчиво при С16=22пФ против рекомендованных на схеме 39пФ. КНИ пока не мерил, жду из Омска корпус...

[vdij]

Неплохая заначка. Акустика вся 8 Омная (окромя сабов), так что проблем, думаю, не будет. Вариант с выходниками в жалезном корпусе типа MJL5022/23 не рассматривался?