Попытка создания хедампа на LT1210CS

[lgedmitry]

Остро повис хедамповый вопрос. Точнее, вопрос отсутствия такового. А так как парочка LT1210CS уже давно ждёт своей участи в коробке, вопроса в выборе элементной базы особого не стояло.
За основу взял усилители WHH, Astream, схемы которых, равно как и все другие работы Юрия давно уже прекрасно опробованы-перепробованы и вылизаны. За что автору ещё раз спасибо!
Задачу себе я сформулировал так: штоб конденсаторов вообще не было.
Итак, вот что получилось: (Извините, но у Вас нет доступа в Галерею)


Ввиду наличия присутствия LT1210CS с двуполярным питанием, схема больше напоминает WHH, чем Astream.
Отсутствие в схеме входного бутерброда компенсируется интегратором, скопипастеным мной со схемы выхлопа моего ЦАПа "Максимка", который хоть и маленький, но мне очень нравится. Там эта схема работает на ура, отсекая аж 2.5В постоянки на входе.
Здесь, учитывая низкие сопротивления резюков в цепи ООС CFA, пришлось прибегнуть к умощнению выхода интегратора применением жутко могучего ОУ JRC4556. Даташит на него я так и не нарыл, но читал где-то, что силушки этому таракану не занимать.
Пока больше поделиться нечем. Жду комментов, замечаний, тумаков и.д.

[MetalHeart]

Сергей, а для чего диодики VD9,10?

[lgedmitry]

MetalHeart,Денис, они задумывались для начального ускорения реакции интегратора, когда ошибка нуля на выходе велика (больше напряжения открывания диода). В этом случае впараллель к резистору в 1 мегаом подключается "помощник" в 10 кОм, и выход устройства на режим занимает ощутимо меньше времени. А по мере приближения к нулю диодики закрываются, и устройство уже плавненько выходит на нуль, и поддерживает его в чистоте.

[TANk]

Даташит на него я так и не нарыл, но читал где-то, что силушки этому таракану не занимать.

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/6766/NEC/UPC4556.html
даташит на NEC_овский опер. JRC наверное его копия.
25мА выходного тока для такого таракана вполне неплохо. Он и сам с наушниками легко справиться может.

[lgedmitry]

TANk,Александр, огромное спасибо, очень помог!
....и озадачил. Входной ток в 500наноампер для интегратора многовато будет.
надо думать на чём-то другом... Просится ОРА2132, но жаба такое во вспомогательные дела ставить не даст. Задушит однозначно!
так что придётся:
а) либо умощнять TL072 парой транзюков или той же JRC4556
б) либо подыскивать что-то с полевым входом и умощнённым выходом. Только как искать - ума не приложу
в) либо победить жабу и поставить OPA2132

зы. а саму 4556 за звук нигде не хвалят

[TANk]

Мелькнула мысль в сторону нашиз старых К140УД8 или К544УД1, но как глянул на цену в ЧипоДипе 580руб/шт сразу понял - это не наш путь.

[das]

Александр.....ну их на три буквы.....я посмотрел другие фирмы, от 67 до 110руб

и добавил...
ОРА2132 - 148руб

[L0ki]

А почему нельзя умощнить ОУ комплиментарной парой тразисторов ?
imho усложнение схемы минимальное,
и тогда можно практически любой ОУ с полевиками на входе.
В результате гораздо дешевле получится, чем искать экзотические ОУ
(это я к тому что если кто-то будет повторять схему).

[lgedmitry]

В результате гораздо дешевле получится, чем искать экзотические ОУ
(это я к тому что если кто-то будет повторять схему).

ну, за повторяемость!
Ставлю TL071 и транзюки
(Извините, но у Вас нет доступа в Галерею)
Заодно можно и двойной моно сгородить, ибо неэкзотических ОУ и одиночных пруд пруди.

[L0ki]

Сереж, у тебя чисто техническая "очепятка"
361-ый транзистор нарисован как n-p-n и первернуты К-Э (т.е. он "вверх ногами").

И еще.... мне лично вот непонятно назначение R67
он только дико уменьшит демпфирование наушников, со всеми вытекающими из этого последствиями .

[Lynx]

Позволю себе пару слов по поводу интеграторов, поскольку есть большой опыт их применения в очень качественных усилителях мощности.
В первую голову нужно помнить, что выход интегратора, по сути является "виртуальной землей" для входных сигналов основного усилителя. Поэтому все шумы и паразитные составляющие, присутствующие в данной точке будут приведены ко входу соновного канала.
Это в полной мере относится и к продуктам искажений, вносимых ОУ интегратора, а особенно его выходным каскадом. Нелинейность выходного сопротивления ВК ОУ без ООС должна быть минимально возможной. То есть недопустимо применение ОУ с ВК, работающими в классе В.
Во-вторых, типичный интегратор в частотной области является, в первом приближении ФНЧ 1 порядка, то есть скоэффициент его передачи на звуковых частотах, к сожалению, не равен нулю. А это означает дополнительную частотнозависимую и нелинейную ОС через эту цепь. Что приводит к расширению спектра искажений на выходе усилителя и росту абсолютных величин гармоник.

Вариант с умощнением ОУ как напоследней схеме гораздо более предпочтителен, чем ОУ с малым током покоя ВК. Сам же ток покоя умощняющего каскада должен отвечать двум условиям - во-первых, его значение должно лежать примерно в средней области участка неизменности беты транзисторов, а во - вторых, быть как минимум больше, чем Uвх макс/R74,  т.е. для амплитуды 1В - это не менее 2ма (а желательно раз в 5...10 больше)
Сам же интегратор желательно дополнить входным ФНЧ и ограничителем амплитуды входного воздействия а также фильтром шумов на выходе. Всё это позволит снизить наведенные искажения в несколько десятков раз. Но у медали есть две стороны - в результате получается система с 3 полюсами ЛАХ, что может вызвать её неустойчивость, поэтому потребуется правильный выбор соотношения между частотами полюсов, образуемых каждым из RC-звеньев.
На сегодняшний день, мне кажется, что применение интеграторов для стабилизации нуля на выходе мощных ОУ в телефонных усилках значительно менее оправдано, нежели использование композитных схем, где на входе используется маломощный ОУ с малыми смещениями и шумами, а мощный прибор является лишь выходным каскадом, охваченным общей ООС вместе со входным.
Многочисленные эксперименты с подобной схемой показали гораздо лучшие результаты, нежели использование интеграторов в сочетании с мощным ОУ.

[L0ki]

хм.... тогда буфер интегратора можно изобразить на эмитерном (или истоковом) повторителе нагруженным на стабилизатор тока.
Тут уже будет (в буфере интегратора) чистейший класс А .


и добавил...
Насчет входного ограничителя и ФНЧ интегратора - категорически согласен!
(сужу из своего личного опыта).

[Lynx]

Да, такой буфер будет наиболее удачным. Именно таким способом у меня реализовано умощнение ОУ ФНЧ в ЦАП Lynx D29. Но в общем случае, раз уж всё одно применяются два ОУ, композитный усилитель смотрится предпочтительнее...

[lgedmitry]

попытаюсь выразить то, что понял)))
а) с током покоя умощнителя - всё ясно, как днём. Если брать с 10-ти кратным запасом, то кт315(361) уже маловато будет. Ну это не проблема. Если на эмиттерном повторителе и источнике тока - эт вообще просто!
б) ограничитель у меня кажется уже нарисован
в) а вот с ФНЧ я уже пробовал подружиться, когда делал "Максимку". Ставил дополнительную интегрирующую RC-цепочку между выходом интегратора и ООСусидителя. Возбуд на ИНЧ получился не очень большой амплитуды, но зато устойчивый вполне. Может надо было постоянную времени этой цепочки убавить - не догадался
г) а с усилителем без интегратора мне что-то непонятно малость. Там придётся опять конденсатор на вход ставить? А мне как раз хотелось без конденсатора. Или я не так понял идею?

[L0ki]

Дмитрий, под понятием "композитный", насколько я вас понял, вы предлагаете вообще ликвидировать LT1210 ?
(а у Сергея то стоит задача получше "приготовить" именно LT1210)

Тогда да... ОУ попородистее (напрмер AD845) + упомянутый повторитель (например на 2Т602), и охватить общей петлей ООС,
-  будет вполне достойный ушастик.

и добавил...

б) ограничитель у меня кажется уже нарисован

Если поставить между землей и R64 два встечно паралельных диода - как раз будет ограничитель.
Паралельно им же емкость - ФНЧ.
А на схеме не ограничитель - оно по сути нелинейная цепь изменяющая постоянную времени интегратора, но никак не ограничитель.

г) а с усилителем без интегратора мне что-то непонятно малость.

мне тоже не совсем понятно что имел в виду Дмитрий, говоря про "композитный усилитель".

[Lynx]

Уважаемые коллеги. Наверное я не совсем ясно выразил свои мысли. Попробую начать с конца. Композитный усилитель - это устройство, состоящее из нескольких ОУ, охваченных общей обратной связью. При этом каждый из ОУ может быть дополнительно охвачен собственной ООС.Классический пример такого усилителя приведен в работе W. Jung "A High Perfomance Audio Composite Line Stage" (1992). Упрощенная схема устройства приведена на рисунке. [ Вложение: Вам нельзя просматривать вложения ]
То есть не ликвидация мощного ОУ, а его использование в наиболее приемлемом для него варианте - в качестве мощного высоколинейного каскада. В такой схеме выходные параметры (максимальный ток и нагрузочная способность) определяются именно выходным ОУ, а напряжение смещение и дрейф - входным. Используя на входе ОУ с малым Uсм и достаточной широкополосностью, получаем прецизионный скоростной усилитель постоянного тока, не требующий разделительных конденсаторов при условии нулевой постоянной составляющей на входе.

Если брать за основу схему, приведенную на рисунке, то в качестве первого ОУ можно применять AD823, OP249, AD825, AD845, LM4562, LME49710, LT1468 и др., а вторым - AD815, LT1795, LT1210 и т.п. По подобной схеме у меня ,были выполнены ушные усилители Lynx HA40, показвшие очень хорошие результаты при работе с самыми разными наушниками (в т.ч. Audio-technica ATH900(950), AKG K1000, Beyerdynamic T5)

[hippo64]

Дмитрий (я не ошибся? Сугубо из просмотра сети, представлены не были) абсолютно прав, напругу "обычным" ОУ, точину ЦФА.
Каждый на своем месте.
Хочется окраса - напругу лампой.

и добавил...
Имхо, ток и эммитерный повторитель с током на горбике неплохо тянет

[L0ki]

Володь, так а я про что?
- если на входе ставить породистый ОУ, то здесь применение CFA на выходе (то бишь LT1210)
imho избыточно, тут более чем хватит повторителя нагруженного на источник тока.
 

и добавил...
"композит" с выходом на LT1210 imho имеет смысл делать не для наушников, а для АС.

и добавил...
нашел орингал статьи Walt Jung упомянутый Дмитрием
http://waltjung.org/PDFs/ADI_1992_Seminar_Audio.pdf
и еще вот на эту же тему:
http://waltjung.org/PDFs/Composite_Line_Driver_with_Low_Distortion.pdf

[lgedmitry]

однако ж композит - интересная штука. Могет и правда, чёрт с ним с интегратором.  Заделать композит с к71-7 на входе. Из кандидатов в "тандем" к lt1210cs имею opa1612, opa1641, opa2132, el2126, lt1354. лм4562 были, да кончились((((
зы. А ещё поставил на закачку 11-й мультисим. Попробую смультисимить схему с интегратором и фильтрами при нём 

[yooree]

Композит - интересная штука. Но он больше подходит туда где требуется еще и доп. усиление по напряжению.
После ЦАП или после некого источника с малой амплитудой на выходе.

[hippo64]

Имхо, ушнику Кус 3...5 таки нужен

[lgedmitry]

Дык, если я правильно Дмитрия понял, основное предназначение доп.каскада тут - борьба со смещением нуля на выходе мощного ОУ. Вот только в отличие от интегратора не спасает от постоянки на входе.
зы. а источником у меня тут "Малыш" будет. там вообще выход только по току усилить достаточно будет чтоб уши отвалились.

[Lynx]

В первую очередь композит интересен тем, что обладает крайне низким уровнем искажений - ведь его выходной каскад охвачен собственной ООС, что снижает его искажения до -85...-100дБ даже при работе на относительно низкоомную нагрузку (при условии применения достаточно мощного ОУ, который способен отдать в нагрузку требуемый ток), а весь усилитель охвачен еще и общей ООС. При использовании пары LT1468 + AD815 достаточно легко получить -130дБ при амплитуде 3...4В и сопротивлении нагрузки 50...100 Ом. Благодаря этому свойству композитные усилители отличаются прозрачным, нейтральным и неокрашенным звучанием. С хорошими наушниками их можно слушать долго и без устали.
 Надо помнить, что у "композитов" тоже есть область допустимых применений - в первую очередь она ограничена минимальным усилением. Так, если усиление мощного каскада выбрано 2 раза (6дБ), то общее усиление не может быть установлено менее, чем 6дБ минус (запас устойчивости первого ОУ). То есть реально это 0...4дБ минимум. Если же принимать во внимание различные тонкости, как то  входные искажения первого ОУ при  воздействии синфазного сигнала на входе, вид переходной характеристики, динамическую устойчивость и т. д., то реальный минимум - это 10...12дБ. Собственно, если питание +/-15В, на входе устройства амплитуда +/-3В, то 12 дБ как раз обеспечат максимальное выходное напряжение при полностью выведенном регуляторе громкости на входе.


и добавил...

аделать композит с к71-7 на входе.

Вот этого делать не следует. К71-7 - один из самых неудачных типов отечественных конденсаторов. Довелось мне в свое время общаться с их разработчиками из "Гириконда". Конденсаторы разрабатывались только как прецизионные емкости для времязадающих и низкочастотных цепей. У них не нормировались частоты собственных резонансов, а крайне низкая культура производства данных приборов приводила к большому количеству заломов пленки в начале рулона, что не есть хорошо с точки зрения механической добротности конденсаторного элемента.
Если уж применять, то из наших К71-4 и К71-5, а лучше - обычный полипропилен Эпкос, Рифа, Вима. У К71-7 рядом с ними нет особых шансов.

И еще момент. Интегратор, выбирая постоянную составляющую, при любой реализации снижает усиление в определенной полосе частот вблизи 0 Гц (насколько и в какой полосе - зависит от схемы), то есть устройство с интегратором не является УПТ в абсолютном смысле этого слова, и это часто заметно на слух, особенно, если весь остальной тракт УПТшный... Да и с ламповым УМ, как это ни удивительно, тоже слышна УПТшность или неУПТшность предыдущего тракта....

[TANk]

А в качестве интегратора применить ОУ помощнее. Тот же 157УД1, имея такой же входной ток как и 4556, на выходе может с легкостью выдать почти 1А.

[lgedmitry]

Помультисимил схемку с интегратором. Пока так, без подбора деталей. Подключение к выходу умощнённого интегратора с током выхода около 25мА конденсатора 2.2мкФ вызывает наложение чего-то там на синусоиду. RC-цепочка на входе компаратора 10кОм 0.01мкФ - ничего не портит.
зы. мат модель LT1210cs в мультисиме - какая-то корявая. Интегратор выделяет 1В постоянки из входного сигнала. Подаёт их на инверсный вход лт через оос-ный резюк. В результате на обоих входах и выходе ЛТ-шки оказывается также по 1В постоянки. Пробовал неинвертирующийвход через 1кОм на землю - всеравно на нём 1В. Мощный ВХОД однако 0_0

[Lynx]

А в качестве интегратора применить ОУ помощнее. Тот же 157УД1, имея такой же входной ток как и 4556, на выходе может с легкостью выдать почти 1А.

Здесь есть одно НО. Интегратор должен обладать малым собственным смещением и низкими искажениями, а также запасом устойчивости не менее 3дБ относительно 0дБ усиления. К сожалению, 157УД1 не удовлетворяет ни одному из этих условий...

и добавил...

Помультисимил схемку

результаты моделирования очень часто бывают крайне далеки от того, что происходит в реальной схеме...Увы, был весьма печальный опыт...

[L0ki]

оффтоп.
вспомнилось вот, что 140уд1 работает в классе А.

[lgedmitry]

результаты моделирования очень часто бывают крайне далеки от того, что происходит в реальной схеме...Увы, был весьма печальный опыт...

Вот я и в раздумьях...С одной стороны - схема композита.
а) лучше в плане звука
б) у Цапа единицы милливольт на выходе. Нужно ли их убирать конденсатором?
в) усиление такое, что на входе придётся городить аттенюатор
С другой стороны - с интегратором:
а)где-то похуже должно звучать (хотя как там конденсатор в первом варианте напортачит?)
б)усиление поменьше

и добавил...

оффтоп.
вспомнилось вот, что 140уд1 работает в классе А.

А с буквой "А" они ещё и шустрые были насколько я помню

[Lynx]

у Цапа единицы милливольт на выходе. Нужно ли их убирать конденсатором?

Можно сделать очень просто - в первом каскаде композита применить ОУ с балансировкой нуля, напр. OP42, и спокойно и ни на что не влияя, эти несколько мВ выбрать.

и добавил...

усиление такое, что на входе придётся городить аттенюатор

А без него - как громкость регулировать? Программным аттенюатором? Так это вообще жесть. Лично мне не довелось услышать за всю жизнь ни одного нормального программного аттенюатора, который бы при ненулевом ослаблении давал субъективно звук лучше, чем потенциометрическая аналоговая регулировка. Кроме того, здесь встает еще и вопрос уменьшения используемой шкалы ЦАП - и искажения будут определяться не только ошибками перемножения данных на коэффициент, а в основном уменьшенной разрядностью ЦАП...
То есть при более-менее нормальных требованиях к качеству звучания аналоговая регулировка однозначно предпочтительнее. А для нее обязательно нужен запас усиления - который как раз и обеспечивает композит. Кстати, он совсем не такой уж и большой - расчет я приводил выше.

и добавил...

вспомнилось вот, что 140уд1 работает в классе А.

Ага. Однотактный ЭП на выходе...
 Только жаль, что усиление мало, токи смещения велики, а интегральные транзисторы, выполненные по тем технологиям, что были в 60-х годах, имели изменение беты в пределах рабочих токов даже не 5...10 раз, как самые плохие ныне, а 100...250 раз.....

[lgedmitry]

ну что ж.... Напрашивается вариант такой: делаю композит без кондюка, а на выходе - традиционную релюшную защиту от постоянки (мало ли, к чему его подключат, когда меня дома нету))))