Radiohobby Forum

Николай Сухов

Главный редактор

Откуда: Киев

Здесь с 19.01.2004

Сообщений: 894

Сайт

Re: Развитие схеметехники УМЗЧ ВВ

Я в радиолюбительстве новичок, но прошёл школу УМЗЧ ВВ 89, могу сказать что он, как минимум, прост и неприхотлив в настройке, хорошо повторяем и обладает оригинальностью схемотехники (о звуке рассказывать считаю делом бесполезным, т.к. у каждого свой вкус и всё нужно пробовать «на свои уши»).
Именно поэтому хочу сделать свой вклад в развитие данной схемы (не хочу никого обидеть, но вариант 2001 – это не развитие, а просто новая элементная база).
Преимущества данной схемы перед оригиналом:
1.    нет необходимости в повторителе после ОУ, т.к. OPA604 имеет достаточно мощный выходной каскад;
2.    в выходном каскаде работает транзистор npn проводимости (лучшие частотные свойства) и в чистом режиме А (второе плечо вообще никогда не включается);
3.    сохранена идеология отказа от каскадов по схеме с ОЭ (в OPA604 усилитель напряжения выполнен по схеме с ОБ);
4.    сохранён входной дифференциальный каскад на полевых транзисторах, что позволяет не только повышать входное сопротивление, но и использовать источник с высоким выходным без боязни повышения искажений (при использовании биполярных транзисторов появляются нелинейные входные токи);

Преимуществами пп.1-4 назвать можно только с натяжкой. Покольку ОПА604 дороже обычного ОУ + транзистор. Разве что паять на 3 пайки меньше.

5.    применены раздельные петли ООС для ОУ и дискретного УМ, что положительно влияет на динамические характеристики;

Не надо фантазировать. Ты загнал ОУ в тривиальный режим неинвертирующего усилителя напряжения с Ku=4,3 и таким образом выхолостил общую ООС до мизера (ОУ в смысле линейности фактически работает сам на себя, и нафик он тогда там нужен?). Сами же по себе транзисторы УН и ВК конкретно линеаризовать себя местной ООС не сумеют, им не хватит ресурсов. Я за мунуту промикрокапал охват основного ОУ моего варианта УМЗЧ ВВ (rh.qrz.ru/ZIP/umvv.zip) местной ООС с Ku=4 и обнаружил увеличение искажений на 2 порядка в звуковом диапазоне частот.

Кстати, местная ООС УН+ВК во всех позах продыбана на с.34 моей ФАКовой УМЗЧ ВВшной статьи в пятом номере РХ за 2002-й год (rh.qrz.ru/ZIP/rh502_2635.pdf). Так что и это не развитие схемы, а повторение "нового хорошо забытого старого".

6.    изменена схема подключения интегратора;
7.    увеличено смещение напряжение базы (3 диода вместо 2-х) в усилителе напряжения и генераторе тока, что уменьшило искажения каскада без ООС;

6 и 7 чиста косметика с тем лишь отрицательным проявлением, что фликер-шумы ОУ интригатора добавятся к собственным шумам основного ОУ. А три диода вместо двух - это пустое удорожание в 1,5 раза, поскольку искажения УН и так мизер по сравнению с искажениями ВК (стрелять из пушки надо не по воробьям, а по более крупным целям).

8.    исключена компенсация полюса выходных транзисторов (при всём моём уважении к автору, преднамеренный ввод диполей внутрь ООС считаю нецелесообразным ввиду невозможности точной компенсации и неизбежного образования диполей, причём нелинейных).

Гониво. Точной компенисации "нулёв и полюсей" тут и не требуется, поскольку задача состоит не в выравнивании АЧХ/ФЧХ на мегагерцах, а в улучшении запаса устойчивости по фазе там, где без компенсации усилок просто завозбуждался бы ("подтянуть фазу" на частотах, где условие баланса амплитуд угрожает возбудом, и "отпустить" её там, где баланс амплитуд уже не страшен). Кста, даже у Санкенов с ихними Тошибами есть граничная частота . А о неизбежности "диполей, причем нелинейных" - лучше поговори с высоконечниками, можно даже и пару каких-нибудь умных формул им впарить . Токо не забудь показать место, откудова вдруг всплывет нелинейность у тривиальной пассивной ускоряющей RC-цепочки

Сразу же оговорюсь, что с 5-го по 8-й пункт преимуществ это ИМХО.
Буду рад всем обоснованным замечаниям и предложениям и особенно интересно мнение автора.

Схемка

Моё имхо\замечания - выше, а предложения - ниже:
Микрокапать, микрокапать и еще раз микрокапать  (С)

Tetragramaton

Ветеран

Здесь с 20.04.2005

Сообщений: 1,594

Re: Развитие схеметехники УМЗЧ ВВ

Не верно, ток через выходной каскад ОУ протекает только одной полярности, какое АВ тогда может быть?

Гониво, режим А определяется током предыдущего каскада, если он меньше входного тока последующего, то каскад переходит в АВ, если больше - то нет, и никаким "напряжением" эту картину не поменяеш.... Роль играет ток покоя в данном случае NPN транзистора вых каскада ОУ.. Естественно чтобы был некоторый запас (например при разбросе коеф усиления транзисторов, при сохранении всех режимов) нужно брать выходной ток больше входного в несколько раз, затем и нужен VT1.

Какой именно ООС, их там две...

Общей естественно, интегратор имеет полосу не более чем до 10 гц

AnatolyV

Ветеран

Откуда: Одесса

Здесь с 19.07.2005

Сообщений: 1,486

Re: Развитие схеметехники УМЗЧ ВВ

Подправил интегратор. Работает. Капризна насчет установки режима по ПТ. Характеристики средние, но выше чем ожидал. Переходная красивая. Допускаю что может играть лучше криво сделанного и не настроенного УМЗЧ ВВ. В УМЗЧ ВВ глубокая ООС и требуется к конструктиву и настройке подойти серьезно. Тут будет с этим наверное полегче.

Посылка к разработке лишена логики. Во всяком случае та, что тут представлена.
Не вижу смысла такое делать. Разве что ради эксперимента. Если уж делать с неглубокой ООС, то наверное логичней применить симметричную схему и с большей линейностью. Сам ОУ ОРА604 по отзывам не так уж хорошо звучит. А выше него тут не прыгнешь.

Tetragramaton

Ветеран

Здесь с 20.04.2005

Сообщений: 1,594

Re: Развитие схеметехники УМЗЧ ВВ

Верно, а ещё создаёт спад АЧХ без ООС, отличающийся от 6 дБ/октаву, а это не есть хорошо (как минимум в теории).

На самом деле карта полюсов и нулей не играет абсолютно никакой роли... Важны участки +-90 (+-270 град), тогда амплитудные нелинейности конвертируются в фазовые, хотя и ослабленные в BK раз.... Тоесть на практике - 90 градусов должна быть в области наибольшего "внешнего" усиления. все остальные участки побарабану, если есть заход фазы за 180 градусов моделируем годограф Найквиста, если нет ( как в этом усилителе), строим диаграммы боде по ПЕТЛЕВОМУ УСИЛЕНИЮ способом указанным выше..., главное, где оно = 1, фаза не должна заходить за 150...180 град. с учетом входной емкости АС и кабеля. То, что Вы убираете коррекцию 3 го полюса чревато потерей площади усиления в петле, елементная база используется менее еффективно.

Того же эффекта (нечувствительность к помехам питания) я добиваюсь двумя конденсаторами, шунтирующими диоды смещения.

Интересно почему это небыло зделано изначально (в принципе  я тоже не знаю как лучше в этом случае) Хотя все всегда старались ставить туда диоды с наименьшей переходной емкостью.

AnatolyV

Ветеран

Откуда: Одесса

Здесь с 19.07.2005

Сообщений: 1,486

Re: Развитие схеметехники УМЗЧ ВВ

Интересно почему это небыло зделано изначально (в принципе  я тоже не знаю как лучше в этом случае) Хотя все всегда старались ставить туда диоды с наименьшей переходной емкостью.

Не видел чтоб так смело 1мкф ставили. Хотя у Зуева 0.1 (там стабилитроны, а не диоды). У Агеева резистор последовательно кондеру. Можно в этом месте резонансный контур сотворить кондером. Лучше всеж задемфировать резистором. Цепи высокоомные и могут быть неприятности. Кстати цепочки RC были применены Суховым в усилителе-корректоре в давние годы.  в питании.

Похоже это все уже поиск....

Да забыл. Л. Зуев резистор в 100 ом ставит между стабилитроном и базой. Так что у него тоже перестраховка имеется. Характеристики в капе страдают очень незначительно, а в жизни может разница быть в лучшую сторону значительная. Я так думаю.

Отредактировано AnatolyV (19.01.2007 15:55:26)

Антиламповик

Хочу всё знать

Откуда: Днепропетровск

Здесь с 17.01.2007

Сообщений: 64

Re: Развитие схеметехники УМЗЧ ВВ

Страшновато спорить с Суховым, но всё же...

Преимуществами пп.1-4 назвать можно только с натяжкой. Покольку ОПА604 дороже обычного ОУ + транзистор. Разве что паять на 3 пайки меньше.

Преимущество в более линейном (за счёт схемотехники без касакадов с ОЭ и однотактного предвыходного повторителя на полевике) без ООС ОУ. И не смотря на разные отзывы работает и звучит данный ОУ хорошо (тут инженерия совпадает со слуховым восприятием), а верить нужно не отзывам, а своим (и только своим) ушам.

обнаружил увеличение искажений на 2 порядка в звуковом диапазоне частот

И итоговый К гармоник составил?

Кстати, местная ООС УН+ВК во всех позах продыбана на с.34 моей ФАКовой УМЗЧ ВВшной статьи в пятом номере РХ за 2002-й год

Так вот просто добавление местной ООС в УН+ВК ничего по динамическим характеристикам не даст, целесообразнее охватывать ОУ местной ООС (при условии что в обоих случаях остаётся общая ООС), т.к. ОУ первый каскад (причём быстродействующий). Поэтому я вообще разделил ООС на две (получилось по одному каскаду усиления внутри петли ООС, что есть гуд). 

А три диода вместо двух - это пустое удорожание в 1,5 раза, поскольку искажения УН и так мизер по сравнению с искажениями ВК (стрелять из пушки надо не по воробьям, а по более крупным целям)

2 диода  - не слишком большая плата, а то что у ВК искажения больше, с этим согласен. Но если можно очень просто улучшить - почему-бы нет.

откудова вдруг всплывет нелинейность у тривиальной пассивной ускоряющей RC-цепочки

Нелинейность полюса появляется у выходников (и предвыходников), зависит в основном от тока коллектора, а вместе с этой RC-цепочкой появляются нелинейные диполи, что полохо для переходной характеристики.

Микрокапать, микрокапать и еще раз микрокапать

Буду пытаться...

---

Спорили долго, истина состарилась и умерла...

Антиламповик

Хочу всё знать

Откуда: Днепропетровск

Здесь с 17.01.2007

Сообщений: 64

Re: Развитие схеметехники УМЗЧ ВВ

Гониво, режим А определяется током предыдущего каскада, если он меньше входного тока последующего, то каскад переходит в АВ, если больше - то нет, и никаким "напряжением" эту картину не поменяеш.... Роль играет ток покоя в данном случае NPN транзистора вых каскада ОУ.. Естественно чтобы был некоторый запас (например при разбросе коеф усиления транзисторов, при сохранении всех режимов) нужно брать выходной ток больше входного в несколько раз, затем и нужен VT1.

Работает одно верхнее выходное плечо ОУ, т.е. по сути однотактный повторитель, в качестве нагрузки которого резистор, о каком АВ вообще может идти речь?

На самом деле карта полюсов и нулей не играет абсолютно никакой роли... Важны участки +-90 (+-270 град), тогда амплитудные нелинейности конвертируются в фазовые, хотя и ослабленные в BK раз.... Тоесть на практике - 90 градусов должна быть в области наибольшего "внешнего" усиления. все остальные участки побарабану, если есть заход фазы за 180 градусов моделируем годограф Найквиста, если нет ( как в этом усилителе), строим диаграммы боде по ПЕТЛЕВОМУ УСИЛЕНИЮ способом указанным выше..., главное, где оно = 1, фаза не должна заходить за 150...180 град. с учетом входной емкости АС и кабеля. То, что Вы убираете коррекцию 3 го полюса чревато потерей площади усиления в петле, елементная база используется менее еффективно.

Всё верно указано, но для устойчивости (отсутствия самовозбуждения), а не для достижения апериодической переходной характеристики. Так вот для переходной карта полюсов и нулей играет роль .

---

Спорили долго, истина состарилась и умерла...

Антиламповик

Хочу всё знать

Откуда: Днепропетровск

Здесь с 17.01.2007

Сообщений: 64

Re: Развитие схеметехники УМЗЧ ВВ

Переходная красивая.

Я не знаю насколько красивая в микрокапе, но "вживую" очень красивая.

Если уж делать с неглубокой ООС, то наверное логичней применить симметричную схему и с большей линейностью.

Нелинейность УН без ООС и так неплохая, а в симметричном пришлось бы точно подбирать плечи (как минимум резисторы).

---

Спорили долго, истина состарилась и умерла...

Tetragramaton

Ветеран

Здесь с 20.04.2005

Сообщений: 1,594

Re: Развитие схеметехники УМЗЧ ВВ

Работает одно верхнее выходное плечо ОУ, т.е. по сути однотактный повторитель, в качестве нагрузки которого резистор, о каком АВ вообще может идти речь?

Работает верхнее плече от генератора тока (нижнего плеча )... Если выходной ток будет больше чем ток "генератора" т.е нижнего плеча, его отдаст ТОЛЬКО верхнее, вот на пике ( верх синусоиды ) как раз и будет  ассиметричный выход из А

Антиламповик

Хочу всё знать

Откуда: Днепропетровск

Здесь с 17.01.2007

Сообщений: 64

Re: Развитие схеметехники УМЗЧ ВВ

Работает верхнее плече от генератора тока (нижнего плеча )... Если выходной ток будет больше чем ток "генератора" т.е нижнего плеча, его отдаст ТОЛЬКО верхнее, вот на пике ( верх синусоиды ) как раз и будет  ассиметричный выход из А

От ОУ течёт ток ТОЛЬКО положительной полярности на обоих пиках синусоиды, когда же тогда включится второе плечо?  Т.е. работает ВСЕГДА только верхнее, т.е. однотактный, т.е. не АВ.
Кстати, забыл описать ещё один момент: второй УН не перегружается по току даже без ООС (например заземлить базу первого транзистора). Что это даёт? При большой скорости нарастания входного сигнала сигнал общей ООС не поступит, пока не зарядится ёмкость коррекции, т.е. не появится НАПРЯЖЕНИЕ на выходе УН, на это нужно время, за которое в исходном варианте может зайти в режим насыщения быстродействующий ОУ (вероятность тем выше, чем «быстрее» ОУ) и через цепочку форсировки заведёт в режим насыщения второй УН. В данной схеме ОУ перегрузится не может (у него своя ООС и его быстродействие работает только на ОУ), но и второй УН не зайдёт в режим ограничения по току без ООС. Т.е. он без насыщений и ограничений будет дожидаться зарядки ёмкости коррекции и появления напряжения на своём выходе, а соответственно и сигнала ООС.

---

Спорили долго, истина состарилась и умерла...