LESART-17 + интерпретация усилителя Брагина YES-6 BUF

[scorpin]

Новая тема является продолжением темы «По стопам LESART-17»
Находится - https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=86547&page=4
Когда был сделан монтаж двух каналов с «параллельниками» и после того как поставил на прослушивание, то оказалось что качество звучания меня никак не устраивает. По сравнению с LES-5, появилась какая-то замутнённость, нет той четкости и ясности. Пришлось переделывать всё заново.
Вернулся к схеме LES-5 и переработал её в сторону LES6-BUF - уточнил номиналы резисторов, заменил некоторые транзисторы, от LES6-BUF
остались только полевые транзисторы (VT7; VT10)
Получился такой вариант:

Параметры предварительного каскада стали более стабильными, шумы уменьшились.
Симметричность токов и напряжений узлов питающих цепей остаётся на приемлемом уровне, при изменении сетевого напряжения от 195В до 245В
Нулевой баланс на выходе сохраняется, при повороте регулятора громкости от минимума до максимума.
Температурный баланс нуля меняется в пределах +/- 0,05В при разогреве радиаторов от комнатной температуры до 40-43 градусов.
Линейность полосы частот сохраняется от 1Гц до 700кГц.
После настройки предварительного каскада, подключаю оконечный каскад.
Подключаю нагрузку 4 Ома - линейная полоса частот уменьшилась до 150кГц,
что вполне достаточно для данного варианта УМЗЧ.
Картинки усилителя:


Вернулась четкость и прозрачность музыкального звука.
Прослушивается ясность звучания высокочастотных составляющих музыкальных инструментов. Басовые плотные, объемные и артикулированно различимы.
Широкая панорама воспроизводимости звучания не привязана к излучателям.

[fakel]

С9 - фтопку

VT11 VT12 выведены из-под действия высокой напуги, тогда уж и каскоды УН надо вывести

[scorpin]

С9 - фтопку

VT11 VT12 выведены из-под действия высокой напуги, тогда уж и каскоды УН надо вывести

С С9 - согласен (на печатке его нету)
Насчёт VT11; VT12, не понял, они относятся к УТ. Поясните.

[fakel]

Сделать УН плавающее питание

[scorpin]

Сделать УН плавающее питание

Благодарю за совет. Приму к сведению.

[scorpin]

Этот усилитель отличается, от стандартных, некоторыми особенностями.
Во первых, нет общей отрицательной обратной связи, но есть обратные связи распределенные по каскадам (они ещё называются местными обратными связями)
Во вторых, усилитель разделён на два каскада — на входной усилитель напряжения (УН) и выходной каскад — усилитель тока (УТ)
В выходном усилителе тока есть свой усилитель напряжения (VT11-VT14) который включен по схеме с плавающим питанием (стабилитроны VD15; VD16)
Такое построение схемы позволяет управлять затворами выходных транзисторов с бОльшей амплитудой чем напрямую с выхода УН,
что даёт возможность более полно использовать источник питания. А так-же появилась возможность стабилизировать смещение затворов с нужной величиной напряжения, от минимального до максимального размаха выходного сигнала.
Третье - это то что усилитель имеет выходное сопротивление отличное от стандартного, то-есть имеет конкретную величину Омического сопротивления. Эта величина находится в пределах от 4,1 Ом до 4,7 Ом. Данный усилитель настроен, именно, для такой акустики — с номиналом 4 Ома Такое выходное сопротивление, называю «оптимальным сопротивлением»
Немного теории:
Стандартные УМЗЧ имеют очень низкое выходное сопротивление (сопротивление стремится к нулю) что позволяет хорошо демпфировать свободные колебания диффузора НЧ динамика. В то-же время приходится встраивать, в акустическое оформление, сложные фильтры для выравнивания звукового давления в пространстве. Необходимость такой настройки обуславливается резонансными свойствами механического подвеса НЧ и индуктивностью звуковой катушки.
Получается, что на резонансной частоте подвеса НЧ динамика, надо подводить меньше энергии чем на частотах выше и ниже этого резонанса. В то-же время, на высокочастотном звуковом диапазоне, индуктивность звуковой катушки будет проявлять себя как высокое сопротивление. То-есть в диапазоне 0,02 — 20кГц, по мере увеличения частоты, будет меняться от номинала сопротивления динамической головки до десятков Ом.
Этот эффект называется «импедансом» индуктивности.
Далее:
Схемы УМЗЧ строятся по принципу «источник напряжения управляемый напряжением» - ИНУН.
Следующий принцип - «источник тока управляемый напряжением» - ИТУН.
У первого принципа выходное сопротивление стремится к нулю.
У второго принципа выходное сопротивление стремится к бесконечности.
График выходной мощности в зависимости от изменения нагрузки от 2 до 16 Ом (принцип ИНУН) Рисунок-1:

График выходной мощности в зависимости от изменения нагрузки от 2 до 16 Ом (принцип ИТУН) Рисунок-2:

Тут подходим к самому главному. Мой усилитель не относится ни к тому ни к другому, не к ИНУН не к ИТУН.
Выходное сопротивление такого усилителя, соответствует графику когда выходная мощность изменяется не значительно — в пределах 1-2 Ватта во всем диапазоне изменения сопротивления (импеданса) нагрузки.
То-есть, можно сказать, что усилитель является стабилизатором мощности при входном сигнале — Const.
Делаем вывод — источники управляются одновременно как напряжением так и током.

Рисунок-3:
Принцип ИНУН даёт разницу выходной мощности в пределах 20 Ватт. То-есть наблюдаем стабилизацию переменного напряжения при входном сигнале — Const.
ИТУН даёт разницу более 50 Ватт. Наблюдаем стабилизацию переменного тока при входном сигнале — Const.
Построение усилителя с оптимальным выходным сопротивлением даёт возможность, для выравнивания звукового давления, устанавливать в акустическую систему простейшие фильтры —
индуктивность на НЧ динамик и конденсатор на ВЧ динамик при применении 2-х полосной системы закрытого ящика.

[telemaster2007]

Интересный УМЗЧ вышел.
Вопрос при использовании вых транзисторов 2sk1058 и 2SJ16, я так понимаю термоузел R37 и R38 без надобности, R30 выставить ток покоя под них.
У меня парадокс, латералы есть, а дешевых 240 и 9240 нет.
Какая выходная мощность при питании ±35В на 4 и на 8 Ом?

---------- Сообщение добавлено 19:50 ---------- Предыдущее сообщение было 19:28 ----------

25Вт накалькулировал на 4 Ома.

---------- Сообщение добавлено 20:59 ---------- Предыдущее сообщение было 19:50 ----------

Получается чтоб выжать 70Вт на 4 Ом питание нужно не менее ±55В.

[LepekhinV]

25Вт накалькулировал на 4 Ома.

---------- Сообщение добавлено 20:59 ---------- Предыдущее сообщение было 19:50 ----------

Получается чтоб выжать 70Вт на 4 Ом питание нужно не менее ±55В.

Нигде нет ошибок в подсчётах?

[scorpin]

Какая выходная мощность при питании ±35В на 4 и на 8 Ом?

Измерения показывают максимальную мощность около 50 Ватт на 8 Ом и около 70 Ватт на 4 Ом. Не большая прибавка мощности на 4 Ома - это результат действия выходного сопротивления.

---------- Сообщение добавлено 15:52 ---------- Предыдущее сообщение было 15:48 ----------

Вопрос при использовании вых транзисторов 2sk1058 и 2SJ16,

У этих транзисторов меньше крутизна характеристики чем у IRFP240-9240.

[telemaster2007]

Буду искать 240 и 9240.
Если выходная мощность при ±35В на 70Вт тогда выходное сопротивление никак не 4 Ома. Даже грубый посчёт никак не даёт такой мощности.
Где ошибка тогда
(35В-3,75(смещение полевиков))/1,41=22В действующего.
Выходное сопротивление умзч 4 ом и акустика 4 ом =11В дейсвующего.
11*11/4=30Вт и это при идеальном бп без просадок, до 70Вт какбы далеко.
70Вт я так понимаю может быть на 1кГц так как там может сопротивление АС вырастать в несколько раз.
Где я тут ошибся?
Или выходное не 4 Ом у умзч?

---------- Сообщение добавлено 14:47 ---------- Предыдущее сообщение было 14:41 ----------

60-70Вт я смог получить при питании ±45В у усилка с Rвых=2 Ома, а у вас чуть больше 4х Ом.

---------- Сообщение добавлено 14:53 ---------- Предыдущее сообщение было 14:47 ----------

Даже так можно прикинуть, при питании ±35В стандартная мощность у умзч с вых сопр близком к нулю 100Вт(можно сказать сдандарт для такого питаюшего). Поделить ее на 4 Ома и выходит искомые 25Вт.

---------- Сообщение добавлено 15:08 ---------- Предыдущее сообщение было 14:53 ----------

Кажется понял как могло получится 70Вт.
Ито 70 не выходит, выходит 60Вт примерно, это если брать амплидудное напряжение на выходе умзч, а не действующее.

[SAPR]

Если выходная мощность при ±35В на 70Вт тогда выходное сопротивление никак не 4 Ома. Даже грубый посчёт никак не даёт такой мощности.
Где ошибка тогда
(35В-3,75(смещение полевиков))/1,41=22В действующего.
Выходное сопротивление умзч 4 ом и акустика 4 ом =11В дейсвующего.
11*11/4=30Вт и это при идеальном бп без просадок, до 70Вт какбы далеко.
70Вт я так понимаю может быть на 1кГц так как там может сопротивление АС вырастать в несколько раз.
Где я тут ошибся?
Или выходное не 4 Ом у умзч?

А если у усилителя очень большое выходное сопр. (ИТУН), то вых. мощность ноль?

Вопрос при использовании вых транзисторов 2sk1058 и 2SJ16

Выхлоп с ними на порядок (или два ) лучше, чем с 240/9240

[telemaster2007]

Закон Ома ведь никто не отменял.

[scorpin]

---------- Сообщение добавлено 21:37 ---------- Предыдущее сообщение было 21:33 ----------

Где я тут ошибся?

Формулы вам в помощь.


---------- Сообщение добавлено 21:41 ---------- Предыдущее сообщение было 21:37 ----------

Выхлоп с ними на порядок (или два ) лучше, чем с 240/9240

Голословное утверждение.

[telemaster2007]

Как не странно я по ним и считал.

[scorpin]

Как не странно я по ним и считал.

Для того чтобы считать надо иметь верные исходные данные. Для того чтобы правильно посчитать, надо найти ток нагрузки и резистора R42, и не брать во внимание выходное сопротивление.

---------- Сообщение добавлено 04.01.2024 в 15:17 ---------- Предыдущее сообщение было 03.01.2024 в 22:25 ----------

Примененная схема усиления звукового сигнала выявила ещё одну особенность такого УМЗЧ:
Как видно из схемы, резистор R42, применяется для выделения сигнала тока, проходящего через звуковую катушку динамика. Такой сигнал обратной связи,
будет как отрицательным так и положительным т. к. не будет совпадать по фазовой составляющей с входным сигналом.
Как известно, что входные каскады УН, очень чувствительны к пульсациям электромагнитного поля, создаваемые сетевыми трансформаторами, что создаёт слышимый фон переменного тока (100Гц) в акустике.
Для устранения такого недостатка, менял расположение трансформатора в корпусе, пробовал применять другие трансформаторы — помогало, но не достаточно.
И, вот, после того как поменял местоположение ПП, с горизонтального на вертикальный (параллельно плоскости радиатора) фона не стало слышно. То-есть, входные каскады, удалились от прежнего состояния, на 3-4 сантиметра.
Однако, меня озадачило следующее обстоятельство. Когда я боролся с фоном, то закорачивал резистор R42 и, фон пропадал. То-есть, усилитель превращался в обычный ИНУН.
Этот эффект меня удивил, но объяснения появления этого эффекта не нашел.
Потому что, КУ усилителя повышался, а фон пропадал.
Если у кого есть какие-то версии, прошу высказаться. За раннее Благодарен.

[scorpin]

Не дождавшись ответов, попробую ответить самостоятельно.
Во-первых, при закорачивании резистора R42, выходное сопротивление уменьшается от 4,5 Ом до долей Ома. Тем самым не происходит потеря мощности на резисторе R42, что приводит к небольшому увеличению амплитуды выходного сигнала.
Второе — исчезает сигнал тока на диф-входе УН, что превращает усилитель в обычный ИНУН. Однако, этот факт не объясняет появления фона на выходе при
большом выходном сопротивлении УМЗЧ.
Поэтому, продолжая ходить по кругу и, рассуждая об Общей Отрицательной Обратной Связи и, применяя свой богатый опыт, по изготовлению УМЗЧ, пришёл к следующим выводам (личное мнение):
Утверждение, что более глубокая ОООС, делает усилитель звука более линейным и более правильно демпфирует НЧ динамик. Но, этот эффект, подтверждает только теория и приборные измерения.
На ОС возложена ещё одна функция; поддерживать нулевой баланс на выходе (при симметричной схемотехники)
На практике происходит следующее:
Чем глубже ОС тем сильнее будет подавляться низко-частотная область шумов (1 — 100Гц) в том числе и температурные смещения электрических характеристик активных элементов. Так-же эта ОС, будет подавлять и полезный звуковой сигнал — возвращая баланс нуля в исходное состояние.
В результате тембральный баланс басов нарушается, что подтверждается на прослушивании музыкальных произведениях на тихой громкости и на большом уровне громкости.
В высоко-частотной области (выше 20кГц) происходит следующее:
Электромагнитные помехи от сетевых трансформаторов, а так-же помехи от импульсных БП, лезут отовсюду. Частотный спектр этих помех очень широк. Уровень амплитуды, этих помех, меняется в сторону увеличения с увеличением частоты.
Влияние этих помех проявляются далеко от звукового диапазона (20 - 20000Гц) Поэтому выявляют себя, в основном, на схемную реализацию самого усилителя в виде высоко-частотного возбуждения (само-генерация) что требует коррекции АЧХ в области высоких частот.
Такая ситуация с ОС приводит к не синхронности входного сигнала и выходного сигнала. Какая-бы широкая полоса воспроизводимых частот не была — всё равно будит разница между полосой УН и УТ (фазочастотная несовместимость) Вот и приходится ставить «снаберы» У этих корректирующих цепочек есть свои резонансы, которые порождают свои призвуки в акустических системах.
В своих УМЗЧ, давно не применяю общую ОС, зная её пагубное действие.
Если есть какие-либо возражения — прошу высказываться.

[scorpin]

Как видно из схемы, резистор R42, применяется для выделения сигнала тока, проходящего через звуковую катушку динамика. Такой сигнал обратной связи,
будет как отрицательным так и положительным т. к. не будет совпадать по фазовой составляющей с входным сигналом.

Цитируя своё утверждение, должен заметить что не до конца раскрыл свойства такой ОС.
Дело в том что индуктивность звуковой катушки (ЗК), генерирует инерционный сигнал движения катушки вдоль керна, который не совпадает, по фазе, с входным сигналом, а вот омическое сопротивление, в том числе и импеданс ЗК, формирует сигнал ОС совпадающий по фазе со входным сигналом.
Тем и хороша токовая ОС, которая формирует комплексный сигнал ОС и который исправляет мощный сигнал ВК, а так-же исправляет сигнал акустической системы. А мы знаем, каждая АС имеет свои электрические параметры.

[Дед-ка]

Отличный усилитель.
О токах покоя замолвите слово.

[Дед-ка]

Отличный усилитель.
О токах покоя замолвите слово.

Какой ток покоя выходного каскада? Предпологаю 400 мА. с уважением Вячеслав.

[scorpin]

Предпологаю 400 мА. с уважением Вячеслав

На схеме показано - 200мА, что соответствует 100мА на один транзистор. Такая величина сквозного тока (тока покоя) была зафиксирована на отработочном варианте и суммарном напряжении 7,35 - 7,5В между затворами IRFP240; IRFP9240 при разогреве радиатора до 35 - 40 градусов и не повышении температуры при длительной работы (2-3 часа)
Сейчас, LES-6, эксплуатируется (с 10 января) ежедневно по 9-10 часов, температура радиатора стабильно держится на уровне 38-39 градусов (закрытый корпус).
В начале эксплуатации, проводилось прослушивание музыкальных произведений. Как ранее отмечал, при коротком тракте УН и при стабильном напряжении смещении затворов выходных транзисторов (при больших изменениях амплитуды входного сигнала) сохраняется детализация (разборчивость) музыкальных звуков. Высокие звуки не заслоняют низкочастотную сторону и наоборот. Прослушиваются все нюансы музыкального произведения. При прослушивании лёгкой музыки, наблюдается расслабление и подъем настроения, а при тяжелой музыке, сопереживание и эмоциональное вдохновение.