Проект А без ОООС

[Mad optic]

"Зачат" новый проект - усилитель без ОООС. Причины его появления можно посмотреть здесь:
http://madoptic.narod.ru/projects/a-seb_page2.htm

Усилитель построен с использованием схемотехнических решений близких к Проект А с ОООС (https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=59713), но применены, возможно, не совсем традиционные подходы:
1) получение необходимой линейности не за счет использования линейных свойств полевых тр-ров, а применением оных с высокой крутизной (изначально разработаны для работы в ключевых схемах)
2) применение импульсного БП для питания усилителя.
Так как в УМ используется балансный выход с однотактными плечами, то потребляемый ток усилителя ПОСТОЯННЫЙ. Это и определило возможность использования импульсного БП.

Собственно, схема усилителя:



Усиление К=9.7, измерянная полоса пропускания расширилась до 500 КГц по сравнению с 255 кГц у предыдущего УМ. Частота единичного усиления 4.1 МГц. Для небалансного включения (RCA вход) по измерениям искажения на 1 КГц/1W составляют 0.046% для 8 ом. До 0.8W присутствуют только (!) вторая и третья гармоники. На 4 ом искажения очень близки по структуре.
С изменением частоты искажения не меняются. Во всяком случае, на 10 кГц изменений не видно совсем.

Максимальная выходная мощность представленного варианта составляет 10W на 10 ом. При уменьшении номинала нагрузки снижается до 8W/8ом и 4W/4ом.

Схема усилителя может быть оптимизирована под выходную мощность не менее 10 Вт для нагрузок от 4 до 8 ом (15 Вт на 6 ом) с повышением общей линейности усилителя приблизительно на 6 дБ. Сопротивление резисторов R40, 41 становится 750 ом, а R 5, 21 - 62 ом. R32 должен быть 43К. Также изменяются номиналы резисторов в истоковых цепях выходных источников тока М2 и М4 - теперь это сборки из 6 одно ваттных резисторов 3.92 ома. Ток покоя устанавливается резистором R18 3.9К на 2.28А. R2 тоже становится другим - два 2-ваттных резистора по 0.068 ом. Обратите внимание - необходимо применить другой импульсный БП. Теперь здесь можно использовать TRACO TOP 200-124 (C12 в этом случае не ставится).
Дополнительно: входная сборка должна быть FDC3601N (FDS снята с производства); операционники обязательно использовать ОРА1652 или AD823; на выходе применять можно довольно широкий выбор транзисторов, рекомендую FQP50N06L, FQP33N10L. Вместо 2SD1898 можно применить PBSS4240X.

Ниже приведена аппаратная реализация усилителя, она немного отличается от предыдущего усилителя Проект А, но корпус используется того же типа.

Собственно, п/плата усилителя 4-х слойная с металлизацией 105 мкм, размером 203х146 мм и выглядит так:


Вид спереди моноблока: , сзади:
Вид частично разобранного изделия:

Измерения усилителя приведены на сайте (по ссылке выше).

Развитие проекта - усилитель Perfectio (28 W/6 ом):

[2Ears]

Latvian,

= КТ908, которые мало кто видел.

Как грязи-на толкучках

1530 в вашей системе ? я так понимаю - не устроили

Полевик с характером
ХарАктерный
Биполяр-по привычней будет...

[Rova]

Биполяр-по привычней будет...

Ну.. привычка - дело наживное, я к мягкой подаче полевиков привык ещё на Никитинском усилителе.

[Semigor]

Что им в пару лучше поставить КТ602 или BSP129 ?

Я сам еще не определился. Сейчас стоят КТ602.

Как, кстати, 1530 в вашей системе ? я так понимаю - не устроили ?

В моей системе они значительно уступают 908-м в детальности и ясности.

...я к мягкой подаче полевиков привык ещё на Никитинском усилителе.

Если источник осный, хороший полевик дествительно будет играть комфортней.

[PMCF]

У топологии Чуффоли самые хорошие ВЧ из того, что я когда либо слышал, звук ясный до беспредела, но есть претензии к низу. Может такое решение с землёй и исправит ситуацию... А в случае биампинга - Чуффоли беспроигрышный вариант для СЧ-ВЧ полосы.

---------- Сообщение добавлено 20.57 ---------- Предыдущее сообщение было 20.39 ----------

p.s. И ещё - в подобных схемах звук сильно зависит от типа транзистора в повторителе. Я перебрал с дюжину, если не больше, и не смог понять какие параметры за что "отвечают". Чисто эмпирически пришёл к тому, что лучший баланс по низу, верху, середине дают мосфеты с крутизной 5-12. С меньшей крутизной (2SK1058) звук ясный, но нЕмощный по низу, видимо слишком высокое выходное, с большей низ становится слишком пересушенным, а верх портится. В общем, перебор транзисторов - та ещё забава. Для себя оптимумом оставил 2SK1530.
Биполяры дарлингтоном в любых комбинациях не проживали у меня больше нескольких часов. Единственное, КТ908 Семынина так и не попробовал, но надежды мало..

Я тоже прошел определенный путь экспериментирования с разными типами транзисторов на выходе в различных реализациях класса А (включая мостовые УПТ). Это были латеральные mosfet, латеральные радиочастотные mosfet, вертикальные mosfet, СИТ полевики КП801Г, биполяры 30МГц тошиба, биполяры радиочастотные, германиевые биполяры. Нужно сразу оговориться, что выводы о звуке зависят от общего уровня системы, и в первую очередь от трудности контроля акустики на НЧ. В моем случае акустика относится к разряду «тяжелой» по контролю НЧ.
Выбор конкретного варианта это всегда компромисс, т.е. нельзя говорить о наилучшем варианте по всем субъективным характеристикам. Если ограничиться только оценкой вч-сч, то да, наверное наилучшее звучание было с мощными радиочастотными mosfet, у которых межэлектродные емкости меньше зависят от межэлектродных напряжений. Но при этом звук не имеет того общего наполнения и масштаба, как с некоторыми другими вариантами. Активными многополосками я не занимаюсь, поэтому этот вариант остался в прошлом. Хотя при определенной «легкой» акустике он возможно устраивал бы.
Моим четким наблюдением было то, что в отношении контроля акустики на НЧ, фактор выходного сопротивления и фактор типа выходного транзистора живут раздельной жизнью. Фактор типа выходного транзистора привносит свой неизменный звуковой оттенок на НЧ, каким бы мы не делали выходное сопротивление за счет обратной связи. Подтверждение этому я получил,сравнивая звук на НЧ не только собственных конструкций, но и топовых усилителей Ямаха А2000 (биполярный выход) Ямаха А3000 (вертикальные mosfet) и более ранний Ямаха В2-х (биполяры). Все модели Ямаха имеют топологию цирклотронов, глубокую ОООС, примерно одинаковое выходное сопротивление в несколько миллиом. Наиболее вылизанный и оптимизированный конструктив у А3000, он пожалуй наилучший по детальности и точности вч-сч. Однако, тот факт что на выходе mosfet, ведет к существенным различиям на НЧ, многие любители драйва и поп-музыки говорят, что у А2000 звук более драйвовый, НЧ более предпочтительные. С латералами на выходе НЧ были бы еще «более интеллигентными», т.е. немощными. Поэтому от проектов типа ASR Emitter с латералами на выходе я заранее не могу ожидать драйвового низа, что подтверждал один форумчанин, сравнивая его с простым ресивером.
Особенно важным выбор типа выходных транзисторов становится в безОООСных конструкциях. Здесь уже фактор типа транзистора предопределяет и выходное сопротивление, и привносит оттенок в подачу НЧ. Двойку биполяров дарлингтоном на выходе считаю недостаточной, должна быть только тройка. С полевиками (любыми) на выходе звук будет уступать биполярному по драйву на НЧ. Нужен выходной биполярный каскад, который обеспечит по возможности самое низкое выходное сопротивление.
Есть также различие в подаче НЧ уже среди биполяров. Драйвовей на НЧ звучат те, у которых коэффициент передачи тока (бетта) нарастает с увеличением тока коллектора до 5 ампер и более (кт908 средние по этому показателю, лучше кт947 и германиевые 1т910). Т.е. нужен вид зависимости бетта не в виде горизонтальной линии до 1-2 ампер с последующим резким спадом при больших токах, а желательно нарастание бета до 5-10 ампер. В этом плане кт947 и1т910 имеют нарастающую зависимость до 15-20 ампер. Но выходное сопротивление получалось более низким с 1т910 (около 70 мОм), поскольку с кт947 приходилось ставить антизвонные резисторы в базы всех транзисторов тройки, и выходное сопротивление получалось в районе 120 мОм. Однако, фактор достижимой выходной мощности заставил остановиться на кт947.
Варианты мостовых конструкций, да, может чуть предпочтительнее на сч-вч (но это еще нужно иметь очень высокого уровня систему чтобы заметить, если выходной конденсатор однотактника сделан правильно). Но на НЧ уступают, теряем бонус защиты акустики в виде выходного конденсатора, получаем более затратную конструкцию.

[Latvian]

Этот опыт, надо полагать, относится к имеющейся акустике? Ю.М. тоже стоически несет свой монтанный крест.

[Mad optic]

Варианты мостовых конструкций, да, может чуть предпочтительнее на сч-вч (но это еще нужно иметь очень высокого уровня систему чтобы заметить, если выходной конденсатор однотактника сделан правильно). Но на НЧ уступают, теряем бонус защиты акустики в виде выходного конденсатора, получаем более затратную конструкцию.

Для того, чтобы получить в однотактнике с выходным конденсатором полосу пропускания, аналогичную представленному балансному усилителю, конденсатор должен быть не меньше 125 000 мкф. Что за "правильный" выходной конденсатор должен быть в этом случае?

Мне кажется, что проблема с выходным конденсатором значительно больше бонуса защиты акустики, да и конструкция с таким конденсатором мне видится существенно более затратной.

На самом деле, данный усилитель на низах оказался даже лучше предыдущей модели, хотя выходное сопротивление у него выше. Это особо заметно в моей контрольной записи (Lyn Stanley - Little Drummer Boy), где стало четко слышно даже НЧ вибрацию мембраны барабана после удара (раньше это было больше похоже на "бубнение").

P.S. Свое отношение к биполярным тр-рам в цепи прохождения сигнала уже раньше высказывал (коротко - никогда!). Основная идея выбранных полевиков на выходе - крутизна характеристики должна быть практически такой же как у биполярных. Величина паразитных емкостей также существенно оказывает влияние на выбор. Поэтому это как всегда - баланс характеристик.

[PMCF]

Этот опыт, надо полагать, относится к имеющейся акустике? Ю.М. тоже стоически несет свой монтанный крест.

По поводу высказываний, аналогичных данному, мне всегда хочется спросить: а что, есть "легкая" акустика с ровным импедансом, которую легко контролировать, и которая выдает глубокий бас и масштабный звук в помещении 50м2 х 3м ? Я сразу запишусь в очередь за такой акустикой. "Легкая" и "средняя" акустика у меня была, но сравнивать звук с PMC EB1i - как ... сами понимаете.
Для дополнительной инфы прилагаю фото моей системы (да простит меня ТС)

---------- Сообщение добавлено 14.57 ---------- Предыдущее сообщение было 14.52 ----------

Свое отношение к биполярным тр-рам в цепи прохождения сигнала уже раньше высказывал (коротко - никогда!). Основная идея выбранных полевиков на выходе - крутизна характеристики должна быть практически такой же как у биполярных. Величина паразитных емкостей также существенно оказывает влияние на выбор. Поэтому это как всегда - баланс характеристик.

Я тоже достаточно долго ненавидел биполяры, только со временем отношение изменилось. Кстати, всякие типа 2SC5200 по прежнему ненавижу, большого выигрыша на НЧ по сравнению с mosfet не дают.

[Rova]

Выбор конкретного варианта это всегда компромисс, т.е. нельзя говорить о наилучшем варианте по всем субъективным характеристикам.

Вне всяких сомнений.

Моим четким наблюдением было то, что в отношении контроля акустики на НЧ, фактор выходного сопротивления и фактор типа выходного транзистора живут раздельной жизнью. Фактор типа выходного транзистора привносит свой неизменный звуковой оттенок на НЧ, каким бы мы не делали выходное сопротивление за счет обратной связи.

Соглашусь с наблюдением, и, пока непонятны физические причины, это вызывает некоторый когнитивный диссонанс.

[теоретизирующий практик]

Основная идея выбранных полевиков на выходе - крутизна характеристики должна быть практически такой же как у биполярных.

Тоже заражён этой идеей. Я бы сказал, должна быть меньше, чем у биполярных. Прикидываю вариант с ожидаемой эффективной крутизной в районе 50 А/В. Но это по апроксимации параметров из "даташита" вниз по току.

[Rova]

Для того, чтобы получить в однотактнике с выходным конденсатором полосу пропускания, аналогичную представленному балансному усилителю, конденсатор должен быть не меньше 125 000 мкф. Что за "правильный" выходной конденсатор должен быть в этом случае?

Мне кажется, что проблема с выходным конденсатором значительно больше бонуса защиты акустики, да и конструкция с таким конденсатором мне видится существенно более затратной.

На самом деле, данный усилитель на низах оказался даже лучше предыдущей модели, хотя выходное сопротивление у него выше. Это особо заметно в моей контрольной записи (Lyn Stanley - Little Drummer Boy), где стало четко слышно даже НЧ вибрацию мембраны барабана после удара (раньше это было больше похоже на "бубнение").

P.S. Свое отношение к биполярным тр-рам в цепи прохождения сигнала уже раньше высказывал (коротко - никогда!). Основная идея выбранных полевиков на выходе - крутизна характеристики должна быть практически такой же как у биполярных. Величина паразитных емкостей также существенно оказывает влияние на выбор. Поэтому это как всегда - баланс характеристик.

Я с некоторых пор перестал полагаться на чисто ментальные заключения в пользу эмпирического подхода. В вашем случае для проверки достаточно подключить нагрузку параллельно ИП одного плеча моста через конденсатор 22000-47000 мкф, ну и при любом исходе опыт останется, хоть и не самый чистый. На счет того, что усилитель на низах стал лучше осного, то это по моему скромному мнению свойственно практически всем безосным топологиям в классе А (думаю, большее выходное сопротивление обеспечивает бОльшую линейность тока через ДГ, но причина может быть и в другом). На счет биполяров пока придерживаюсь того же мнения.

[теоретизирующий практик]

Для того, чтобы получить в однотактнике с выходным конденсатором полосу пропускания, аналогичную представленному балансному усилителю, конденсатор должен быть не меньше 125 000 мкф. Что за "правильный" выходной конденсатор должен быть в этом случае?

Но если конденсатор охвачен петлёй местной ООС, то фазовые и амплитудные искажения НЧ по низшей частоте герц до 2х несложно задавить до мизерной величины. Правда мощностная полоса будет заметно снижаться герц с 10 - 20. Но нужна ли полная мощность на 2 - 10 Гц? По понятиям - сомневаюсь.

[PMCF]

Вне всяких сомнений.

Соглашусь с наблюдением, и, пока непонятны физические причины, это вызывает некоторый когнитивный диссонанс.

Может не до конца понятны, но корреляцию вижу очень четкую: ключевой параметр - температурный коэффициент изменения крутизны mosfet в рабочей точке, или температурный коэффициент изменения коэффициента передачи тока базы у биполяров. Эта корреляция относится только к транзисторам выходного каскада. "Тепловые искажения" выходного тока играют положительную роль для контроля НЧ (компенсируют что-то), тогда как латералы с отрицательным темп-ко этого не делают. Германиевые транзисторы на выходе обеспечивают наибольшие "полезные тепловые искажения", но только выходная мощность мала.

[Rova]

Может не до конца понятны, но корреляцию вижу очень четкую: ключевой параметр - температурный коэффициент изменения крутизны mosfet в рабочей точке, или температурный коэффициент изменения коэффициента передачи тока базы у биполяров. Эта корреляция относится только к транзисторам выходного каскада. "Тепловые искажения" выходного тока играют положительную роль для контроля НЧ (компенсируют что-то), тогда как латералы с отрицательным темп-ко этого не делают. Германиевые транзисторы на выходе обеспечивают наибольшие "полезные тепловые искажения", но только выходная мощность мала.

Да, процесс определенно касается взаимодействия усилителя с динамической головкой в плане то ли компенсации нелинейности второго порядка динамической головки, то ли линеаризации токовой функции... пока этот факт вызывает недоумение.

[Latvian]

PMC EB1i - как ... сами понимаете.

Как и монтаны - попытка запрячь коня и трепетную лань...В случае N-ампинга требования к усилителям сильно снижаются. Хотя для Вас это будет неинтересно.

[Mad optic]

Да, процесс определенно касается взаимодействия усилителя с динамической головкой в плане то ли компенсации нелинейности второго порядка динамической головки, то ли линеаризации токовой функции... пока этот факт вызывает недоумение.

Мне недавно прислали ссылку: http://cxem.net/sound/amps/amp23.php

[Rova]

Мне недавно прислали ссылку: http://cxem.net/sound/amps/amp23.php

Да, это Агеева работа. Мы вот тут - https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1941546 по этому поводу ломали копья на дрова .

[Orion33]

Mad optic, да в общем на форуме не однократно тема всплывала.
Вот еще интересная работа одного нашего уважаемого коллеги: http://reanimator-h.narod.ru/it_nun.htm

[jett]

Варианты мостовых конструкций, да, может чуть предпочтительнее на сч-вч (но это еще нужно иметь очень высокого уровня систему чтобы заметить, если выходной конденсатор однотактника сделан правильно). Но на НЧ уступают, теряем бонус защиты акустики в виде выходного конденсатора, получаем более затратную конструкцию.

Помню, в ветке про "повторение повторителей" я вам на примере Янус vs Чуфолли показал, что балансный вариант может быть никак не более затратным, в т.ч. по КПД, а для защиты АС достаточно просто закоротить выходы. По гармоникам выигрыш очевидный, недостаток - только более высокое вых. сопротивление, но не критично. А вот конденсаторы в тракте, что на входе, что на выходе - не есть плюс, с этим думаю никто спорить не будет.

---------- Сообщение добавлено 22.27 ---------- Предыдущее сообщение было 22.15 ----------

На счет того, что усилитель на низах стал лучше осного, то это по моему скромному мнению свойственно практически всем безосным топологиям в классе А

Я бы тебе, Рова, посоветовал быть ещё немного скромнее.

[Semigor]

А вот конденсаторы в тракте, что на входе, что на выходе - не есть плюс, с этим думаю никто спорить не будет.

Вообще-то любая деталь на пути звука, (а тем более транзистор, лампа), не есть плюс . Попробуйте убрать конденсатор не добавляя активных элементов.

[Mad optic]

Попробуйте убрать конденсатор не добавляя активных элементов.

Это возможно. Имеется в виду не добавлять активные элементы в цепь прохождения аудио сигнала.