Клуб DiyAudio
Усилители мощности и предусилители => Полупроводниковые => Тема начата: Artem от 18 Марта 2017, 12:38:14
-
У меня очень большая коллекция всяких схем УМЗЧ и ушников - несколько гиг, но меж ними есть общее свойство: их технический уровень оставляет желать десятилетиями. Обычно это плачевно отсталые схемки, что нисколько не удивительно при западной системе образования. Например, 15% немецких
второгодников школьников не могут получить аттестат зрелости из-за низкой успеваемости.
На общем фоне форумских конструкций ярко выделяются усилители на основе соединения ОУ и транзисторов в усилителе напряжения. Придуманы они в те времена, когда слово "гибридный" не относилось к обсценной лексике, а китайцы не показали миру, как включать в одной схеме лампы с транзисторами.
Схемотехника усилителя высокой верности Видерхолда-Сухова - самый простой путь строить сверхлинейные усилители. ОУ позволяют получать высокое удельное усиление (отношение усиления к единице объёма/площади платы), а транзисторы - большой размах выходного напряжения, ограниченный только их возможностями по рассеиванию мощности. Вместе с охватом усилителя общей монопетлёй сверхглубокой ООС это позволяет получать на выходе сигнал с уровнем искажений ниже -110...-120 дБ.
Конечно, тебе будут внушать панические мысли, что сверхлинейность , как нанотехнология, может быть получена только в условиях высокого вакуума лабораторий высоколобыми учёными в белых халатах, а ты не можешь ничего. Не верь. Сверхлинейность можешь получить ты сам, в домашних условиях. Сверхлинейность - это просто. Как два пальца.
Например, строим вот такую, очень простую схему:
(http://s1.stuffed.ru/y2017/03-08/0/506299.gif)
У нас тут есть ОУ ДА1, преобразователь напряжение-ток Т1R8, один из самых линейных типов каскадов - каскад с ОБ на Т3 и его нагрузка: источник тока Т2 и выходной каскад Т5...Т10 - классический трёхкаскадный повторитель. В такой схеме ОУ нагружен на высокое входное сопротивление повторителя Т1, а благодаря усилению транзисторной части схемы его выходное напряжение не превышает десятка милливольт. Наш ОУ работает в сверхмалосигнальном режиме - отсюда и сверхлинейность.
Цепь ООС: R6R5 задаёт КуООС 4,3 раза в звуковом диапазоне.
Коррекция: первый полюс сформирован в ОУ, второй - С12 и прилегающими сопротивлениями: выходным усилителя напряжения и входным - выходного повторителя. С8 и сопротивление эмиттера Т3 представляют собой коррекцию на опережение по фазе, R3R4C3 - лед-лаг коррекция (ППК). Спад АЧХ сформирован в цепи ООС: R7C4.
Что мы с этого имеем?
Отличную устойчивость, порядка 90 дБ на 20к и до 150 дБ на НЧ петлевого усиления:
(http://s1.stuffed.ru/y2017/03-08/0/506318.png)
которое загоняет продукты нелинейности сильно глубже -120 дБ:
(http://s1.stuffed.ru/y2017/03-08/0/506308.png)
Данные железных измерений расходятся с проектными значениями на крайне малую величину.
Всё это в габаритах 64 х 50 мм:
(http://s1.stuffed.ru/y2017/03-08/0/506306.gif)
(http://s1.stuffed.ru/y2017/03-08/0/506307.gif)
(http://s1.stuffed.ru/y2017/03-08/0/506302.jpeg)
Судя по параметрам, никакая высокопонтовитая Бета с этим усилителем и рядом не валялась. Но и эти параметры можно улучшить.
В новой схеме:
(http://s1.stuffed.ru/y2017/03-08/0/506309.png)
всё по прежнему, за исключением двух вещей: ради увеличения глубины ООС уменьшено сопротивление R8, что дало +10 дБ к усилению, и вместо источника тока поставлено токовое зеркало Т11Т2, что дало ещё 6 дБ. Уж очень не хотелось, чтобы рядом с моими усилителями валялись какие-то Беты. :)
Что нам с этого?
Во-первых, красивая АЧХ петлевого усиления:
(http://s1.stuffed.ru/y2017/03-08/0/506310.png)
Симулятор говорит, что продукты искажений схемотехнически будут побеждены чуть более, чем полностью:
(http://s1.stuffed.ru/y2017/03-08/0/506311.png)
и для приближения к расчётным данным нам останется только шлифовать конструктив.
Преимущества такой схемотехники очевидны. Например, если ты живёшь в глухой тайге на далёкой заимке, но у тебя завалялся годный только в автоматику и сервисные узлы древний TL071, то хороший ушничок можно сделать и на нём:
(http://s1.stuffed.ru/y2017/03-08/0/506312.png)
С установкой этого ОУ немного изменилась коррекция, но базовая схема осталась прежней. Здесь также возможности схемотехники практически исчерпаны, для сохранения достигнутого слово только за конструктивом:
(http://s1.stuffed.ru/y2017/03-08/0/506315.png)
Кстати говоря, затея ставить конструктив перед схемотехникой удачи никому не приносит - в этом можно убедиться на примере конструкций апологетов этого заблуждения. Обычно их усилители генерят самые высокодуховные искажения, как они сами это утверждают.
-
Данные железных измерений расходятся с проектными значениями на крайне малую величину.
Долбодятел, чем шумовую полку в -180 мерил.
Сагги, перелогинься.
и добавил...
ПыСы Всвязи с опознанием топикстартера как широкоизвестного в узких кругах Сагги, слово "долбодятел" читать как "красивый дятел" :yes:
-
Сверхлинейность можешь получить ты сам, в домашних условиях.
Сами изложенные идеи довольно интересны и перекликаются со схемными решениями, которые я сейчас обдумываю, но вот результаты измерений действительно вызывают удивление. Чем и как удалось получить такие графики? Если не трудно просветите, может и мне сгодится такая методика измерений.
-
Вить, действительно, расскажи за измерения, реал или виртуал, если реал, то чем. К виртуалу отношусь нехорошо, но кусаться и выпендриваться не буду. Отзывы об твоем ушнике хорошие.
-
Не мерил я его. Нечем просто. Его искажения мой измерительный "сетап" из Г3-118 и ИНИ С6-8, доработанный такими же усилителями в режекторных фильтрах под измерение 0,005%, не берёт даже с 2Т-фильтром. Потому, что у этого усилителя на порядок меньшие искажения. ВВС-2011 - и тот вносит 0,000.3% на 20к 150 Вт/8 Ом, а тут всё сильно легче.