УМЗЧ класса AB без тепловых искажений

[Vlad Bo]

В ряде случаев схемы термостабилизации являются источником мягкого подвозбуждения. Да и при разогреве тепло не всегда успевает отсасываться от кристалла и передаваться другим элементам схемы…

Для решения этой проблемы авторы предложили оригинальный способ борьбы с тепловыми искажениями на примере 2-х каскадного УМ с выходным каскадом по схеме с ОЭ, током которого управляет масштабный отражатель тока (см. вложение).

Основной недостаток: нужно подбирать транзисторы.

По предложенной схеме (см миниатюры) автор доработал Лорту 202С, оставив те же (!) выходные транзисторы.

Натурные испытания показали явное преимущество над прежним усилителем. Звучание инструментов стало более чистым и натуральным, стали чётче формироваться КИЗ... они стали как бы более осязаемыми.

Заметно повысилась неискажённая мощность…

После двухчасового испытания… боковые теплоотводы оказались практически холодными, в то время как с прежним усилителем…достаточно сильно разогревались.

Хороший способ? Стоит повторять?
Есть подводные камни? Можно ещё что-нибудь улучшить?

[SashaNetrusov]

Идея интересная. Стабилизируют ток покоя выходников стабилизацией токов базы......

[Александр Котов]

Звучание инструментов стало более чистым

Выходники стали теперь по схеме ОЭ работать, глубина ООС значительно выросла.

Заметно повысилась неискажённая мощность

Так же следствие схемы ОЭ в выходном каскаде

теплоотводы оказались практически холодными, в то время как с прежним усилителем

Бестолковость разработчиков не позволила им добиться в Лорте термостабильности? Или новый усилитель с меньшим током покоя?

[Vlad Bo]

Бестолковость разработчиков не позволила им добиться в Лорте термостабильности? Или новый усилитель с меньшим током покоя?

Про ток покоя в статье написано:

Ток потребления выставляется в пределах 110..130 мА

Про усилитель автора не скажу, а у моего Амфитона (почти та же Лорта) ток покоя был 70 мА, уже при 150 мА сильно греется радиатор, доводить до Шушуринских (кстати о разработчиках ) 200 мА я не рискнул.

[SashaNetrusov]

Так же следствие схемы ОЭ в выходном каскаде

Здесь основная фишка в том, что за счёт стабилизации напряжения на эмиттерных переходах VT13? VT12 при увеличении тока в одном плече выходного каскада в N раз, в другом плече выходной ток уменьшается тоже примерно в N раз. Режим близкий к "без отсечки". Экономичный класс А.

[AudioKiller]

Посмотрю...

[RAVe]

Прочел статью. Кто что ответит?
1. Достаточна ли скорость нарастания сигнала? Не приведет ли это к динамичиским искажениям на более высоких частотах
2. Автор испытал только меандр на 1 кГц. Достаточный ли это показатель? А почему не выше частоту взял?
3. Странно, что не написал про спектр гармоник финального варианта....

[Nota Bene]

Есть подводные камни? Можно ещё что-нибудь улучшить?

Достаточна ли скорость нарастания сигнала?

Глянул слегка схемку в симуляторе. первый полюс получается на частоте около 1КГц при емкости С6=2н2, что не есть хорошо, можно значительно уменьшить, так как устойчивость усилителя неплохая. С7 стоит, ИМХО, не к месту, так как ухудшает коэффициент подавления влияния источников питания. По гармоникам - основные 2-я и 3-я (больше по амплитуде), остальные - весьма и весьма малы. От тока покоя выходных транзисторов спектр гармоник меняется очень мало. Единственное, что напрягает - способ подачи смещения в базы выходных транзисторов, рассчитанный только на втекающий (NPN) или только на вытекающий (PNP) ток - сразу вспоминаю параметр "напряжение на коллекторе, при котором происходит инверсия тока базы"
И по поводу тепловых искажений - под этим термином понимается нечто иное, более связанное с эффектом тепловой памяти, и более ассоциирующееся со входным каскадом, где для предотвращения подобного явления ничего не предусмотрено.

[MikeF]

еще не мешало бы резисторы R5,8 увеличить

[AudioKiller]

По статье:

1. Сравнение усилка с водой перевернуто вниз головой. Усь используется не сам по себе, а для усиления сигнала. Т.е. вода должна использоваться для приготовления реактивов - однозначно дистилированная.

2. "Теплое" ламповое звучание. Лампы вносят искажения, просто искаженный сигнал остается "естественным". Но тембры меняются. Неестественным он становится от высших гармоник (точнее от огромного числа интермодуляционных частот). Так что искажения есть в обоих случаях (у меня на телевизоре когда пропал зеленый цвет, все лица стразу стали "теплыми" и красными).

3. В транзисторах присутствуют гармоники аж до 11-й. В усилке с выходниками, включенными с ОЭ, я свободно намерял 35-ю гармонику от 1 кГц. Да там все 100 первых гармоник у него присутствуют!

4. Использовал макет усилителя в гитарном комбике рок группы. Ага. Дистошн-гитара на нем хорошо звучала! Все гитарные рок обработчики вносят неимоверное количество гармоник (Кг неприменим к таким устройствам, но если его измерить, то 80-180%). На этом только Hi-Fi усилки проверять.

Даже если звучит "чистая" гитара. Это совсем другое - это не воспроизведение, а создание звука. Гитаристы практически все играют не "в линию" (т.е. не втыкают гитару сразу в микшерский пульт), а подключаются к комбику (усилитель+колонка), к динамику которого "прислоняется" микрофон, подключенный к пульту. Это делается для того, чтобы обогатить звук гармониками и сделать его более красивым.

Усилок хорошо показал себя в деле обогащения сигнала гармониками.

5. Утверждение, что общая ООС уменьшает выходные сопротивления всех каскадов - безграмотно.

6. Наличие или отсутствие нагрева транзисторов не является показателем качества звучания.

7. Отсутствие тепловых, переключательных и прочих искажений так и не доказано.

8. Компьютерные модели, приведенные здесь, вообще не имеют смысла.

По усилку. Смотрел очень невнимательно, но:

1. Первый полюс должен быть низким, так что говорить о качестве как-то не очень (лучше Амфитоновского - ну и что? У Амфитона еще тот усилок...) - задушен коррекцией.

2. Я недолюбливаю выходники, работающие с ОЭ - слишком тяжело им усиливать и напряжение и ток. И симметрия хуже, и устойчивость.

3. Как-то вот странно управляются выходники - слишком много завязано на напряжения Uбэ всех транзисторов. Чуть что недоподобрал... Причем у маломощных и мощных транзисторов входные характеристики различаются, непонятно, как "лечится" их перекос во время работы.

4. А причем тут тепловые искажения?

5. Согласен с Nota Bene.

[Airt]

Это не оно?:

[Серый Мыш]

Покрутил в симуляторе - не судите строго, времени не много потратил.
результаты пока не впечатлили - искажения под 0.1% и на 1 кгц тоже.
да - вторая и третья гармоники на порядок выше, но и остальные стоят лесом. правда тепловые искажения мерять - не по стандартным моделям.

Что понял - обещанных автором параметров мне в симуляторе достичь не удастся.

[SashaNetrusov]

Здесь вся линейность в основном определяется линейностью передачи тока базы и линейностью коллекторных ёмкостей......

[Vlad Bo]

первый полюс получается на частоте около 1КГц при емкости С6=2н2, что не есть хорошо, можно значительно уменьшить, так как устойчивость усилителя неплохая.

Но ведь С6 был увеличен как раз для большей устойчивости.

Использовал макет усилителя в гитарном комбике рок группы. Ага.

Насколько я понял, комбик использовался для того, чтобы проверить «идею»: будет ли вообще такая схема работоспособна? Чем не вариант? Тем более, что достаточно одного канала и провода короткие

AudioKiller
А причем тут тепловые искажения?

В статье из Радиохобби, с которой всё и началось, написано, в основном про «переключательные» искажения, но может имелось в виду это:

В каскадах с общим коллектором режим задается напряжением на эмиттерных переходах, которое сильно зависит от температуры. Схемы термостабилизации с внешним термочувствительным элементом <…> имеют значительную инерционность и часто не успевают отслеживать динамично изменяющиеся звуковые сигналы, что вынуждает устанавливать последовательно в цепь эмиттеров дополнительные резисторы. Однако напряжение на этих резисторах усугубляет вероятность запирания транзистора по цепи базы при усилении высокочастотных сигналов (болезнь многих двухтактных транзисторных УНЧ — «переключательные» искажения).

Что понял - обещанных автором параметров мне в симуляторе достичь не удастся

Самое интересное, что автор статьи достиг наилучших параметров далеко не сразу, а только после доработки…

[Серый Мыш]

Самое интересное, что автор статьи достиг наилучших параметров далеко не сразу, а только после доработки…

Offтопик:
Сразу вспомнилось как один знакомый доктор наук оптимизировал СВЧ фильтр сначала по неравномерности, затем по затуханию в полосе заграждения. Лучшие результаты обеих оптимизаций пошли в статью...

[Vlad Bo]

Мне, вот, что странно показалось, на фоне борьбы с переключательными искажениями, так это введение в усилитель двухтактного повторителя…

[Антиламповик]

По-моему работает только "в одну сторону" (т.е. предотвращает отсечку VT14 и VT16)... не понимаю что мешает закрыться VT13 (и соответственно VT15) при положительном токе на входе?

[Генри]

усилитель в мультисиме.

[FEDGEN]

собрал данный унч прекрасно работает

[nazar]

О наконец кто-то состряпал на этой базе усилок, у меня руки дальше симулятора не дошли, хотя результат радовал.
Что не нравится, Ц6 слишком немерянной величины, Р5,Р8 надо увеличивать, усь намного лучше сделать инвертирующий, если уж неинверт. то дифкаскад надо делать на ПТ, как вариант с хорошей крутизной БФ246А. Р16,Р17 убрать, колекторы ВТ13,14 посадить на питание.

Что понял - обещанных автором параметров мне в симуляторе достичь не удастся.

Я получал, только не совсем на такой схеме как у Петрова, надо будет его вариант помучать

---------- Добавлено в 16:00 ---------- Предыдущее сообщение в 15:59 ----------

базы выходников можно также притянуть к питанию через резисторы, тем самым увеличить токи предкаскадов