УМ в классе A - надо паять!

[anli]

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Путеводитель по ветке

- есть ли полу-ООС? - https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=177

- ещё один вариант: https://forum.vegalab.ru/showthread....3601#post53601
Пока хуже по исажениям, но гораздо более управляемый в смысле устойчивости

- успешно боремся с тепловыми искажениями (заодно и спектр ухнул вниз):
https://forum.vegalab.ru/showthread....0666#post70666

- первый вариант печатки:
https://forum.vegalab.ru/showthread....7264#post77264

- Слушаем!:
https://forum.vegalab.ru/showthread....&postcount=639

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

История. Много лет назад, когда мы почти все ходили пешком под стол (или не ходили совсем), Жан Хирага (Jean Hiraga) придумал схему, которая представлена, в частности, здесь:

http://member.newsguy.com/~stigerik/...asse_a_20w.htm

Эта схема инспирировала Павла Мацуру (Pavel Macura) на вот такой повторитель:

http://www.pha.inecnet.cz/macura/next.htm

Схема Мацуры инспирировала Сергея (PSV) на такой вариант повторителя:

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=720

А я рисовал много вариаций на тему повторителя Сергея и нарисовал то, что хочу спаять

Итак. Схема балансная. Раскачиваться будет этим УН:

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1637

При включении каких-либо щелчков-всплесков на входе УМ не будет - это проверено в железе (в частности, благодаря симетричному включению БП для УН: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=934).

Согласно ТЗ для УН, на выходе плеча УМ максимальное требуемое напряжение +/-7.5V (размах).

Схема: http://gaydenko.com/um/schematics.png
Спектр на выходе плеча в симуляторе (LTspice): http://gaydenko.com/um/FFT.png

Чтобы долго не вглядываться в спектрограмму, вот числа для гармоник:

2 -111db (0.00028%)
4 -143db
6 -166db

3 -117db (0.00014%)
5 -140db
7 -160db

Предполагается параллельно входу УМ вот такой ограничитель напряжения:

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1072

Но ограничитель ещё не макетировал.

О недостатках.
Думаю, лимитера маловато будет для надёжности: выходные мосфеты могут открываться быстрее, чем закрываться. Но топологию менять очень не хочется.

Жду Ваших отзывов, особенно - критики с предложениями, как недостатки устранить.

[anli]

Полу ООС там не получается. Все сигналы синфазны. Вставляя сопротивления ты только меняешь мелочи.

Убрав R13/R14, получим, что выходной каскад вне петли. Закоротив эти резисторы - в петле. Все остальные значения я и назвал "полуООС". Пробовал разные значения для этих резисторов - всё чётко получается в смысле спектра - от варианта с ОООС спектр плавно поднимается к спектру голых мосфетов.

Да, а токи я снижал у первого и второго каскадов, а у драйвера не трогал.

Виноват, забыл, что у меня четыре каскада

После оганичения наступает насыщение драйверного транзистора. После он долго рассасывается. В этот момент возникает генерация, которая дает большие броски тока на выходниках.

Я это плохо понимаю. Примерно так - подаёшь прямоугольник зверской апмлитуды и смотришь амплитуды и характерные времена всяких артефактов на фронтах?

[Костя Мусатов]

Я это плохо понимаю. Примерно так - подаёшь прямоугольник зверской апмлитуды и смотришь амплитуды и характерные времена всяких артефактов на фронтах?

Проще подай синус несколько больше, чем он может выдать. Например верхняя полуволна. Тогда верхний драйверный транзистор полностью откроется и насытится. Теперь напряжение снижается до того, которое схема уже может повторить. Рассасывание таких транзисторов занимает около 1мкс. В этот момент нижний транзистор начинает открываться, а верхний еще долго не закрывается. Через межколлекторный резистор начинают течь большие токи, которые открывают выходники и образуется импульс тока по выходным транзистором в несколько раз больше начального. Причем это сквозной ток.

[ADDED=Костя Мусатов]1113861377[/ADDED]
Примерный набросок возможного решения:
В эмиттерную цепь вторых транзисторов поставь параллельно 20 Ом и 33нФ. Для сохранения начального тока выходников приподнеми резисторы смещения первого каскада. С Коллекторов драйвера на эмиттеры второго каскада кинь стабилитроны на 6.8В, так, что бы они открывались при превышении напряжения на коллекторе. Что бы погасить импульс сквозного тока зашунтируй резистор между коллекторами драйвера стабилитроном на 9.1В.

[Костя Мусатов]

Андрей.
Ох замучила меня твоя схема. У нее широкая полоса и малое быстродействие. Как я ее только не корректировал и по второму каскаду, как у тебя и по третьему и смешанную корекцию делал индуктивно-емкостную. Все проблемы ее вылезают на импульсном сигнале и ограничении. Если с ограничением более менее удалось справиться, то на импульсном сигнале она дает импульсы сквозного тока через выходные транзисторы длительностью до 100-300нс, а еще сбивает стабильность суммы токов плеч до 1-2мкс. Не смотря на обалденные параметры по искажениям я пока ставлю на ней крест и возвращаюсь к схеме со входм через эмиттеры.

[anli]

Ох замучила меня твоя схема

А меня то как замучала

со входм через эмиттеры

Я не смог придумать, как достаточно "коротоко" сделать ей такой же высокоомный и линейный вход.

[Костя Мусатов]

Я не смог придумать, как достаточно "коротоко" сделать ей такой же высокоомный и линейный вход.

А я сделал мощный выход у УН и завел его под местную ООС УН

[anli]

А я сделал мощный выход у УН и завел его под местную ООС УН

Тебе проще Я уже спаял (осталось чуть-чуть доделать) все четыре плеча УН.

Собственно, разницы, где умощнять, сильной нет. Если бы к твоему УМ что-то придумать поэлегантнее, нежели я тебе присылал, всё было бы тип-топ. А так уж очень большое сопротивление в цепи истоков мосфетов получается.

[Костя Мусатов]

А так уж очень большое сопротивление в цепи истоков мосфетов получается.

Ну что ж я пожертвовал по 0.6В с плеча вне зависимости от мощности. Зато даже на прямоугольном сигнале есть даже небольшие провалы в суммарном токе, но сквозных нет. Правда это все теория. В реальном музыкальном сигнале таких извращений нет. Так что может твой вариант и обыграет мой по всем статьям

[anli]

Offтопик:

Так что может твой вариант и обыграет мой по всем статьям

Это невозможно, так как И в реализации у меня нет такого опыта. Но в радиусе 100 метров, думаю, у меня будет самый хороший усилитель

[anli]

Как я ее только не корректировал

Костя, забыл спросить. А диоды вот так пробовал (точнее, транзисторы в диодном включении)?

http://gaydenko.com/um/schematics7.png

Помимо улучшения характеристик при клиппинге уменьшается третья гармоника, что интересно.

А вот так в смысле всяких импульсных неприятностей вообще хорошо получается:

http://gaydenko.com/um/schematics8.png

Правда, возрастают искажения, но совсем немного, оставаясь, твоими словами, "обалденно" низкими.

[anli]

В общем, с последним вариантом ( http://gaydenko.com/um/schematics8.png, без входного конденсатора 120pF ) даже при подаче прямоугольника с размахом больше питания и фронтами 0.1 микросекунда выбросы тока на фронтах для мосфетов всего порядка сотни mA. Что ей (схеме) "сделать ещё плохого" - не знаю

[Костя Мусатов]

Андрей, я ввел эту схему в Протель. На острых фронтах без клипирования все как ты и написал. Но при клиппировании сквозные токи достигают 12А и длительностью 1мкс. Проверил на синусе. То же самое. При выходе из клиппирования имульсы 1.5мкс и 7-10А.

[anli]

Но при клиппировании сквозные токи достигают 12А и длительностью 1мкс. Проверил на синусе. То же самое. При выходе из клиппирования имульсы 1.5мкс и 7-10А.

Странно. У меня, после введения этих последних резисторов по 12 ом, никаких бяк вообще не удалось получить. А можно, вероятно, как-то прикинуть, зная ёмкости мосфетов, какой импульс тока должен быть у предвыходных и перед ними, чтобы получить выбросы, о которых ты пишешь? Без симулятора? Мне кажется, теперь и неоткуда взяться такому току.

[Костя Мусатов]

Понятно в чем разница.
Я экономлю электричество и тепло, а потому питаю предвыходные каскады от повышенного напряжения. Когда ограничение наступает по выходному транзистору схему карежит и возникают импульсы тока.
Еще две проблемы:
1. При отсутствии указанныой выше проблемы токи через выходные транзисторы переключаются неправильно. Сначала один закрывается, а потом другой открывается, в результате сумма токов не постоянна.
2. При превышении нагрузки по току, например снижении сопротивления нагрузки, не происходит ограничения по току. Каскад ведет себя как в режиме АВ. Хотя это неплохо, что имульс будет отработан, но при этом коммутационные искажения столь велики, что от сверхнизких гармоник не остается и следа.

[anli]

Еще две проблемы

Эти проблемы, думаю, не решить, оставаясь в рамках этой топологии. С другой стороны "по техзаданию" повторитель не должен выходить из класса A. При чувствительной (96db) акустике и с учётом "мостовитости" схемы, думаю, мощности хватит с большим запасом. Я же не для дискотек, а так, Жака Люсьера послушать в комнате вменяемых размеров (19 кв.м.) То есть, все эти бяки мне более интересны в смысле надёжности. Если не говорить про звук при выходе из класса A, а только про безопасность - последний вариант боле-менее уже получился?

[Костя Мусатов]

Что у тебя за акустика на 96дБ?
Видешь ли, проблема выхода из класса А имеет оборотную сторону. Если случайно закоротить выход, то усилитель начнет сопротивляться и может сгореть. Потребуется отдельная схема защиты выходников или поставь мощные резисторы в стоки.

[anli]

Что у тебя за акустика на 96дБ?

AX10:
http://www.yamahaproaudio.com/produc...eries/spec.htm

Потребуется отдельная схема защиты

Мечта - без неё.

поставь мощные резисторы в стоки

А побочные эффекты от таких резисторов есть? Может, кстати, поставить побольше номинал в истоки? Выходное будет как у лампового

[Костя Мусатов]

А побочные эффекты от таких резисторов есть?

Да особо не должно быть. Надо только подобрать так, что бы при КЗ не убегать за SOP.

[anli]

поставь мощные резисторы в стоки.

Возникает, хоть и не на большом уровне, но слабоспадающая гребёнка Пробовал 1 ом. И это при том, что в IRF-овских моделях для параметра LAMBDA, отвечающего за "Эрли для мосфета", IRF-овцы упорно ставят ноль.

Видимо, вскоре начну всех донимать вопросами про разные предохранители. А может, и реле. Не сейчас

[Костя Мусатов]

Видимо, вскоре начну всех донимать вопросами про разные предохранители. А может, и реле.

Транзистор всегда срабатывает быстрее предохранителя
Если режим работы может заметно убежать за ОБР, то надо ставить схемотехническую защиту, а она будет гадить в звуке.

[anli]

надо ставить схемотехническую защиту

Тут вопрос ещё денежный. Вероятность того, что сделаю КЗ для усилителя, минимальна, а мосфеты не так уж и дороги, в отличие от акустики. Так что, возможно, имеет смысл ограничиться только защитой акустики. Именно здесь выявляется преимущества "для себя" перед "для других" ("для повторения"). Вот такой вот эгоизм получается Но это - отдельная тема уже.