Сверхлинейный телефонный усилитель МАСТЕР

[Artem]

 Телефонный усилитель имеет все квалификационные признаки УМ - от назначения до схемотехники, за исключением выходной мощности. Поэтому схемотехническую идею удобно обкатывать в виде телефонного усилителя, а затем, в случае удачных испытаний, воплощать её в УМ. С этим усилителем получилось наоборот: он был разработан и собран после удачных испытаний УМ МАСТЕР http://forum.rcl-radio.ru/index.php?topic=483.0. Поэтому его схемотехника отличается от оригинала только коррекцией: введён дополнительный нуль цепью R33C10. Если бы я понимал в полюсах и нулях, я возил бы по выставкам усилители с глубиной ООС 40 дБ. К счастью, я в них не понимаю.



R35C13 и R34C12 - входные ФНЧ. Их не сразу найдёшь, поэтому надо о них упомянуть.
Генератор тока Q4Q5Q7 задаёт токи всего усилителя. Дифкаскад J1J2 линеаризован следящей связью по напряжению стока с помощью J3J4, включенными для сигнала с истоков J1J2 как повторители, а для сигнала со стоков - как каскады с общим затвором. Дифкаскад нагружен на источники тока Q2Q3 и повторители Q1Q6, поэтому имеет усиление свыше 2е4 (86 дБ).
Дифкаскад на двух парах Баксандала Q1Q8 и Q6Q11 нагружен на токовое зеркало Q10Q12, имеет низкие собственные искажения и традиционно высокий коэффициент усиления. Его ток покоя жёстко связан с током генератора Q4Q5Q7 токовым зеркалом Q20Q21.
Усилитель - не богадельня. Каждый транзистор усилителя должен давать высокое усиление, обеспечивать его или сохранять полученное другими. Выходной повторитель Q13...Q18 как раз и помогает сохранять полученное в УН высокое усиление. Замена его на двухкаскадный ВК недопустима: упадёт петлевое усиление и возрастут искажения. Лучше уж пожертвовать 2 транзистора на алтарь св. Сверхлинейности.

Коррекция:
1-й полюс: С4 и прилегающие к нему импедансы Q2Q3, Q1Q6 и J3J4, частота - 3к,
нуль - R10C4, частота - несколько сот килогерц. Д1Д2 - динамическая коррекция для сброса усиления в клипе. Не знаю, зачем она ушному усилителю - его просто нечем перегрузить, но пусть будет.
2-й полюс: С10 и прилегающие к нему импедансы Q11Q12, Q13Q14, частота - 13...16 кГц, нуль - R33С10, частота - порядка 30 МГц.
3-й полюс: (R17+R18)L1, частота - 1,5 МГц.
Спад АЧХ задан в цепи ООС R7R2R32C1.               
Остальное описание подходит от УМ МАСТЕР http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=5635.0, http://forum.rcl-radio.ru/index.php?topic=483.0.

Что мы с этого имеем?
Во-первых, это красиво. (с) Еврейский анекдот.


Во-вторых, глубина ООС в звуковом диапазоне минимум 95 дБ. Такое мизерное значение связано с применением низковольтных 3904/3906 с низким сопротивлением коллектора. Высоковольтные приборы 1380/3502 с большим сопротивлением коллектора хотя и дали бы бОльшую глубину ООС на НЧ, но здесь неприменимы ввиду малого напряжения питания и опасности искажений на близких к максимальным уровнях выходного напряжения из-за большого напряжения квазинасыщения: 7...9 В. Устраивать в ушнике двухэтажное питание, как в СЛ Агеева или МАСТЕРе с ВВС-2011, представляется слишком жирным. Да и то сказать: глубиной ООС 95 дБ/20к могут похвастать только некоторые композитные усилители. 

Симулятор предрекает вот такие уровни интермодуляционных искажений в тесте 19/20к:



И такой спектр на монохроме 20к:


Две значащих гармоники, выше всё уходит в шумовой пол. Тот самый легендарный короткий быстроспадающий фост гармоник, добиться которого хотят фсе аудиофилы, выглядит именно так.

Усилитель был собран прямо по схеме из симулятора и обмерен. Действительность оказалась фантастически кошмарной:


Спектр на выходе при 20к, 2 В / 32 Ома.

При подавлении первой гармоники сигнала на 20 дБ вторая находится на уровне -145 дБ, а третьей и вовсе не видно - допустим, она на уровне -135 дБ. Сравните с данными симулятора: достоверней просто некуда. 
Все, кто повышают голос на симулятор, просто не умеют его готовить.
Неандертальцы, сэр.


Даже хорошо, что я не понимаю в нулях и полюсах.

[hippo64]

вторая находится на уровне -145 дБ, а третьей и вовсе не видно - допустим, она на уровне -135 дБ.

Весеннее обострение.