Автор Тема: Красивый простенький УМ  (Прочитано 24480 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

new_man

  • Сообщений: 2053
  • GtLab.Net
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #20 : Января 23, 2016, 08:08:22 pm »
Да увеличьте уж С4 иС5 хотя бы до 1мкФ! Что за мучение смотреть на эти потуги...

DDD

  • Сообщений: 10347
  • Имею личный текст
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #21 : Января 23, 2016, 08:34:46 pm »
А что даст увеличение емкостей С4 и С5?
И как это избавит меня от мучений?
Готов подписаться под каждым своим словом

Peratron

  • Сообщений: 13579
  • GTLab - forever!
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #22 : Января 23, 2016, 10:52:26 pm »
Ну, ладно - затравил, так получи в ответку...

Итак, несмотря на энтузиазм ТС, предложенный вариант имеет ряд принципиальных недостатков.
Хотя для начала - о достоинствах:
однокаскадный усь без ООС на естественном усилении мощных ключей реально интересен для гитаристики, поскольку обладает наилучшими характеристиками в перегрузе.
Потому этот аспект имеет смысл сохранить и развить.

Теперь о недостатках:

Во-первых, никакой стабилизации режимов - держать среднюю точку при помощи подгонки начальных токов, это себе дороже, поскольку неизбежно разъедется в эксплуатации.

Во-вторых - очень высокая чувствительность к грязи на шине питания! Вся грязь полностью прикладывается к затвору верхнего камня.
Ну, крайне некошерно!

Потому алаверды:



В данном случае для управления выходными ключами используется генератор тока, в роли которого выступает комплементарный каскад на жифетах - сигнал выделяется на резисторах, вторым концом привязанных к шине питания (или земле). При этом, грязь на шине на затвор МОПа не проходит. От слова - совсем. То есть, можно смело питать от нестабилизированного источника - и лучше двуполярного.

Правда в данной версии точности поддержания средней точки маловато для исключения выходного конденсатора - но я полагаю, что его в любом раскладе следует сохранять в качестве фильтра, отрезающего НЧ-глюки, возникающие при клиппинге.

Входной каскад на жифетах в данном случае обеспечивает усиление (по сигналу) не больше 6 дБ - что не должно влиять на динамику клиппирования (что это так - убедитесь в симе).
Но при нужде можно суммарное чутьё УМЗЧ приподнять. Или наоборот загрубить. С этим нет проблем.

ХИНТ: пока что проблема установки начального тока ключей решена подбором R7 - но при следующем подходе к снаряду полагаю накрутить полную автоматику установки начального тока вкупе с улучшенной стабилизацией средней точки
Пока же посмакуй в симе эту схемку...


Схемотехническая мантра: титцешенкохоровицехилл. Повторять до просветления...

Peratron

  • Сообщений: 13579
  • GTLab - forever!
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #23 : Января 23, 2016, 10:55:52 pm »
Да, и ещё - забыл упомянуть такую багофичу исходного (а равно - и модернизированного) уся, как заведомая несимметрия усиления в плечах: поскольку МОПы заведомо имеют разную крутизну.

Так, что от чётных гармоник тут не спрятаться, не скрыться - но опять же, для гитаристики это именно фича, поскольку искажения в данном случае очень мягкие...
Схемотехническая мантра: титцешенкохоровицехилл. Повторять до просветления...

DDD

  • Сообщений: 10347
  • Имею личный текст
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #24 : Января 24, 2016, 06:05:17 am »
Интереснейшее решение (если, конечно, пройдет проверку). Непременно проверю, с удовольствием и пристрастием.
Для начала немного уточню для строгости понимания:
1) "... никакой стабилизации режимов - держать среднюю точку при помощи подгонки начальных токов..." - реально в сабжевой схеме есть ООС по постоянке за счет ненулевого (хотя и крайне малого) динамического сопротивления стабилитронов. Эта ООС позволяет держать рабочую точку с отклонением не более 0.5 Вольта от серединки в диапзаоне питаний 17-30 Вольт.
Так что, не все так страшно, на самом-то деле.
Но, честно говоря, меня самого такое положение дел не устраивает, так как воспитан на том, что ООС по ПТ должна быть на все 100%.
2) "... очень высокая чувствительность к грязи на шине питания!..." - согласен полностью, о чем писал в старт-посте.
3) "... Вся грязь полностью прикладывается к затвору верхнего камня." - неточно: вся грязь прикладывается к ИСТОКУ верхнего триода, а к затвору - частично, так как делится на входных (затворных) цепях. Возникающая в результате разница приложена к переходу затвор-исток, и, ессно, усиливается строго наравне со входным сигналом.
Хрен редьки не слаще, и разница формулировок только в исходной точке отсчета: я рассуждаю "относительно земли", а коллега Peratron относительно истока верхнего триода.
-------------
Указанные недостатки не давали мне покоя с самого начала, и я перепробовал кучу решений, но ни одно из них не давало лучшей комбинации стабильности в широком диапазоне температур и питающих напряжений, поэтому я остановился на сабжевом решении, как на самом оптимальном компромиссе.
Кроме того, мне принципиально не хотелось усложнять схему введением специальных контуров ООС по ПТ с помощью ОУ (к примеру) или подобных мощных средств
То, что предлагает коллега Peratron, я не пробовал. Пробовал пару-тройку аналогичных топологий на биполярных транзисторах, но ни одно из них меня не устроило больше исходной схемы, т.к. непременно портило либо термостабильность, либо положение рабочей точки, либо не давило пролезание в звук грязи из питания.
Его решение на первый взгляд выглядит красиво, так как типа убирает из схемы сказанные выше проблемы, делает ненужными стабилитроны, и добавляет немного гейна, что ИМХО весьма желательно.
Где-то в НЕТе видел такую же комбинацию на комплементарных JFET, кажется 2SK170/2SJ74. Надо поискать.
В общем, покопаюсь в симе, посмотрю как оно себя ведет.
« Последнее редактирование: Января 24, 2016, 06:21:45 am от DDD »
Готов подписаться под каждым своим словом

DDD

  • Сообщений: 10347
  • Имею личный текст
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #25 : Января 24, 2016, 07:05:19 am »
В ссылках симпатичные схемы УМ на комплементарных мощных МОСФЕТ и входных ПТ.
Есть весьма заманчивые варианты.
http://www.amplimos.it/images/mosquito_amp.gif
http://perso.wanadoo.fr/jm.plantefeve/boris2.gif
http://jm.plantefeve.pagesperso-orange.fr/zenevo.gif
Например:



« Последнее редактирование: Января 24, 2016, 07:08:22 am от DDD »
Готов подписаться под каждым своим словом

new_man

  • Сообщений: 2053
  • GtLab.Net
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #26 : Января 24, 2016, 10:16:58 am »
Хочу вернуться к вопросу о динамической емкости мощных мосфетов.

Почему-то во многих публикациях в затворы последовательно суют резисторы непомерных номиналов, 1-2 КОм. Вот я и хочу проиллюстрировать, что происходит с сигналом в этих случаях.
Набросал в симуляторе простую схемку:



Здесь V1 - источник сигнала, а V3 - смещение затвора, обеспечивающее заданный режим. Ток стока U1 задан 100 мА. Это как бы имитация нижнего транзистора в схеме DDD. Цепь R2, C1 поставлена просто для сравнения процессов на ней и на затворе транзистора.

Входной сигнал выбран в форме трапеции для удобства сравнения. При сравнении с линейной функцией всякая кривизна видна очень отчетливо, не то, что с синусом, который сам по себе крив почти везде.
Период трапеции 250 мкСек, то есть частота 4 КГц.

На следующей картинке показаны падения напряжения на резисторах R1 синим цветом и R2 зелененьким. Для сравнения там-же можно увидеть входной сигнал, уменьшенный в 10 раз.



Что можно сказать? Зеленая курва ведет себя штатно: линейному изменению напряжения соответствует отрезок постоянного тока заряда емкости. Другое дело - ток через емкость затвора. Эта емкость не только велика, она еще резко нелинейна. И вот эти всплески напряжения вычитаются из входного сигнала, а разница подается на затвор. Что тут можно сказать за линейность усиления? Это жопа, господа...

Для иллюстрации заднепричинного места следующая картинка - сравнение выходного сигнала (на истоке) со входным. Для удобства рассмотрения входной сигнал инвертирован, масштабирован и совмещен с выходным по среднему значению.



В общем ясно, что динамическая емкость ключевого мосфета - это зло великое. И если уж приспичило использовать его в схеме с ОИ, то следует всячески уменьшать подведенное к затвору последовательное сопротивление. Это относится и к внутреннему сопротивлению источника, с которого сигнал на мосфет подается.
С другой стороны, полностью изъять затворный резистор не всегда возможно, транзистор начнет генерировать. Но минимизировать его величину обязательно.
А ограничение полосы пропускания лучше сделать в другом месте.

DDD

  • Сообщений: 10347
  • Имею личный текст
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #27 : Января 24, 2016, 11:20:29 am »
Коллега new_man,
Спасибо Вам за важную информацию, поданную в грамотном иллюстративном виде.
Как видно из Ваших графиков, на рабочей частоте 4 кГц (первая гармоника трапеции?) вылезают изрядные нечетные гармоники.
Полагаю, что при воспроизведении предварителльно искаженного сигнала эти гармоники могут дать явно слышимый "песок", а при работе выходного каскада с перегрузом ситуация будет еще хуже ИМХО.
В общем, спешно уменьшаю сопротивления в цепях затвора, кроме шуток.
Готов подписаться под каждым своим словом

Peratron

  • Сообщений: 13579
  • GTLab - forever!
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #28 : Января 24, 2016, 12:07:51 pm »
Цитировать
3) "... Вся грязь полностью прикладывается к затвору верхнего камня." - неточно: вся грязь прикладывается к ИСТОКУ верхнего триода, а к затвору - частично, так как делится на входных (затворных) цепях.
Именно, что вся!
Исток - на шине питания, затвор - на земле (через входную ёмкость).
И если вход от источника с малым сопротивлением - то вся, а если с большим - то половина (хрен редьки слаще, ага), но зато освободившаяся грязюка прёт на нижнее плечо...
Схемотехническая мантра: титцешенкохоровицехилл. Повторять до просветления...

Peratron

  • Сообщений: 13579
  • GTLab - forever!
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #29 : Января 24, 2016, 12:16:46 pm »
Цитировать
В ссылках симпатичные схемы УМ на комплементарных мощных МОСФЕТ и входных ПТ.
Это варианты с глубокой ООС - совсем другой цвет и вкус.
Надо модифицировать: снять ООС по переменке и уменьшить Кус первого каскада до 0...10 дБ.

Причём, тут есть грабли: если снять усиление только по переменке, но оставить высокое усиление по постоянке, то получим хорошую стабильность режима (глубину удержания средней точки), но заплатим за неё сильным переходным процессом при перегрузе (из-за накопления сигнала ошибки в петле ООС по режиму).

Так, что снижать нужно усиление и по переменке, и по постоянке - возлагая всё усиление на выходные камни.
А вопрос с режимами надо решать как-то иначе...
Схемотехническая мантра: титцешенкохоровицехилл. Повторять до просветления...

Peratron

  • Сообщений: 13579
  • GTLab - forever!
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #30 : Января 24, 2016, 12:21:23 pm »
Цитировать
Как видно из Ваших графиков, на рабочей частоте 4 кГц (первая гармоника трапеции?) вылезают изрядные нечетные гармоники.
В двухтактной схеме они компенсируются вторым плечом - но за счёт сквозных токов!
Схемотехническая мантра: титцешенкохоровицехилл. Повторять до просветления...

DDD

  • Сообщений: 10347
  • Имею личный текст
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #31 : Января 24, 2016, 01:35:59 pm »
Цитировать
Цитировать
Как видно из Ваших графиков, на рабочей частоте 4 кГц (первая гармоника трапеции?) вылезают изрядные нечетные гармоники.
В двухтактной схеме они компенсируются вторым плечом - но за счёт сквозных токов!
Лучший способ избавиться от грязи - это не иметь её.
Поэтому обойдемся без компенсации вторым плечом, тем более, что плечи сильно несимметричные, и не верю я в такую компенсацию.
------------------
Не могу подобрать подходящую комплементарную пару JFET в первый каскад.
Нужно чтобы эта пара:
- была легко добываемой;
- наличествовала в моем Микрокапе;
- имела корпус SOT-23
---------------
Пробую 2N5457-2N5460 (планарные, MMBT серия) - вроде бы они хорошо вяжутся в пару. По результату доложусь.
« Последнее редактирование: Января 24, 2016, 02:53:19 pm от DDD »
Готов подписаться под каждым своим словом

DDD

  • Сообщений: 10347
  • Имею личный текст
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #32 : Января 24, 2016, 03:56:07 pm »
По схеме коллеги Ператрона:
1) В пред-каскаде из опробованных мной пар JFET лучше всего подошли 2N5457-2N5460: с ними предварительный каскад (при отсоединенных МОСФЕТах) показал лучшую симметрию по постоянке, т.е. при одинаковых резисторах их обвязки средняя точка была максимально близкой к половине питания.
2) Пробовал в выходных МОСФЕТ парах следующие комбинации:
- IRF 530-9530;
- IRF 530-9540;
- IRF 530-9520.
3) Максимальную симметрию по постоянке обеспечила пара IRF 530-9540, т.е. при одинаковой обвязке половина питания на стоках выставилась практически без регулировки.
Частный вывод: схема легко и без проблем регулируется по постоянному току.
4) Однако, при любых комбинациях пар мне не удалось добиться более-менее приличного НЕИСКАЖЕННОГО размаха на нагрузке 8 Ом.
Максимум, что я получил - это двойной размах 12 Вольт, а дальше начинается асимметрия, резко усугубляющаяся при увеличении степени перегруза, как я ни пытался подстаривать и симметрировать размах. Подбирал резисторы и в истоках предварительных транзисторов, и в стоках - все без толку.
То есть, на данный момент я не в состоянии выжать из схемы коллеги Ператрона более-менее приличный результат.
===============
Кроме того, пробовал пред. каскад на БТ ВС850-ВС860, базы соединены на делителе полупитания, эмиттеры соединены типа буквы "Х" (есть такая конфигурация, кто знает).
Схема работает прекрасно по постоянке и по переменке, отдает хорошую неискаженную мощность, прекрасно держит рабочую точку на пол-питания, и т.д.
Правда, ток покоя растет в три раза в диапазоне 20...90 град.
Пытался скомпенсировать парой диодов - помогло, но не до конца, все равно остался рост тока покоя, требуется более сложная термокомпенсация, бросил с ней возиться.
Однако, из этой попытки сделал интересный вывод: с принципиально комплементарными ВС850-ВС860 в пред. каскаде усилитель прекрасно работает как по постоянке, таки и по переменке.
Выходит, что сами МОСФЕТы IRF 530-9530 достаточно симметричны, а гадость идет от несогласованных JFET транзисторов.
Не уверен, что можно подобрать должным образом согласованную JFET пару, которая в паре с IRF 530-9530 даст малые искажения без общей ООС.
=====================
Вывод:
Представляется логичным повозиться с комбинацией БТ пары в пред. каскаде и парой IRF в выходной ступени. Там несложно добиться хорошей термостабильности тока покоя, но надо тшательно проверить уровень пролезания "грязи" с питания в динамик (я это пока не проверил).
Схема на картинке, в ней только требуется доработать термокоменсацию тока покоя (это совсем уже не сложно, просто мне надоело сегодня возиться).
R5 - ток покоя МОСФЕТов.
Х2 - установка пол-питания на стоках МОСФЕТов.

« Последнее редактирование: Января 24, 2016, 04:41:41 pm от DDD »
Готов подписаться под каждым своим словом

Peratron

  • Сообщений: 13579
  • GTLab - forever!
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #33 : Января 24, 2016, 04:02:56 pm »
Цитировать
4) Однако, при любых комбинациях пар мне не удалось добиться
???
Схемотехническая мантра: титцешенкохоровицехилл. Повторять до просветления...

DDD

  • Сообщений: 10347
  • Имею личный текст
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #34 : Января 24, 2016, 04:18:25 pm »
Цитировать
Цитировать
4) Однако, при любых комбинациях пар мне не удалось добиться
???
Отходил на пяток минут, теперь закончил предыдущий пост.
*** Поссать и родить нельзя погодить   :-[
« Последнее редактирование: Января 24, 2016, 04:19:15 pm от DDD »
Готов подписаться под каждым своим словом

Peratron

  • Сообщений: 13579
  • GTLab - forever!
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #35 : Января 24, 2016, 04:48:23 pm »
Ну, получите  дохлую кошку #2



Здесь применено "летающее" питание оконечного каскада - благодаря чему истоки обоих МОПов оказываются привязанными к земле и всё предельно упрощается. Всё, кроме того, что для оконечника нужна отдельная обмотка со средней точкой и своим выпрямителем.
Для предваков же понадобится другой источник - но зато и по помехам оно развяжется правильно.

Управление смещением прикинуто весьма условно - лишь для того, что б продемонстрировать топологию...

ХИНТ: в отношении первичной сути концепции - использование для усиления только свойств самих МОПов - тут всё просто идеально...
Схемотехническая мантра: титцешенкохоровицехилл. Повторять до просветления...

DDD

  • Сообщений: 10347
  • Имею личный текст
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #36 : Января 24, 2016, 06:06:00 pm »
!!! Такую схему, как на картинке, я доселе не видывал, крайне интересная схема.
Вопросы по схеме:
1) Полагаю, что выходное сопротивление этого УМ точно такое же, как и в сабжевой схеме (при равенстве токов покоя)?
2) Чем и как стабилизирован ток покоя при изменениях напряжения питания? Даже если блоки "12" и "-12" стабилизированы, то изменение напряжений источников V2 и V3 вызовет соответствующе - и весьма немалое - изменение тока покоя.

Красивая схема, я и начинал с подобной (но немного отличной) конфигурации, но посчитал два источника питания слишком уж затратным для схемы из двух транзисторов.
Лет пять назад коллега Medved публиковал схему на ДВУХ ОДИНАКОВЫХ МОСФЕТАХ, в которой также два развязанных источника питания, но там они включены по-другому, и напрямую не контачат друг с другом. Вот он-то как раз и обратил моё внимание на топологии с двумя разнесенными питаниями, но я тогда не уделил достаточного им внимания.
Теперь же, повозившись с сабжем, начинаю понимать, что два комплекта обмоток/диодов/кондеров - это не так уж и затратно, если принять во внимание получившиеся выгоды.
Ну что же, надо пробовать...
В ссылках подобные схемы с двумя ИП:
http://i700.photobucket.com/albums/ww7/paulhynes/CIRC1.jpg

*** А вот о какой схеме я говорил:
http://gtlab.net/gtlab2/readarticle.php?article_id=59

« Последнее редактирование: Января 24, 2016, 07:21:45 pm от DDD »
Готов подписаться под каждым своим словом

Peratron

  • Сообщений: 13579
  • GTLab - forever!
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #37 : Января 24, 2016, 06:38:42 pm »
Цитировать
1) Полагаю, что выходное сопротивление этого УМ точно такое же, как и в сабжевой схеме (при равенстве токов покоя)?
Не вижу причин для различий.
По крайней мере навскидку...

Цитировать
2) Чем и как стабилизирован ток покоя при изменениях напряжения питания?
Точно тем же, что и в исходной схеме - ток тупо устанавливается начальным смещением (точно устанавливается R7).
Серединка - ООС по постоянке, как и в предыдущей схеме (если прикинуть фазы - то становится понятно, откуда там именно отрицательная ОС).
Номиналы делителей взяты от балды - потому могут потребовать уточнения по тем или иным соображениям.

Цитировать
Лет пять назад коллега Medved публиковал схему на ДВУХ ОДИНАКОВЫХ МОСФЕТАХ
Кошка #3 сейчас в отрисовке  ::)

Цитировать
*** Вот о какой схеме я говорил:
Не... Другая будет  :P

ХИНТ: я торможу по случаю вечернего времени - но вроде б такая топология называется цирклотрон...
Ладно, завтра по утрянке разберусь и вспомню...
« Последнее редактирование: Января 24, 2016, 06:51:49 pm от peratron »
Схемотехническая мантра: титцешенкохоровицехилл. Повторять до просветления...

Peratron

  • Сообщений: 13579
  • GTLab - forever!
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #38 : Января 24, 2016, 06:44:37 pm »
Цитировать
4) Однако, при любых комбинациях пар мне не удалось добиться более-менее приличного НЕИСКАЖЕННОГО размаха на нагрузке 8 Ом.
Максимум, что я получил - это двойной размах 12 Вольт, а дальше начинается асимметрия, резко усугубляющаяся при увеличении степени перегруза, как я ни пытался подстаривать и симметрировать размах.
Честно говоря не понял проблемы - у меня вроде б всё пучком срослось.

Проверь - не слишком ли мал начальный ток жифетов?
Может просто банально не хватает для раскачки МОПов?
Схемотехническая мантра: титцешенкохоровицехилл. Повторять до просветления...

DDD

  • Сообщений: 10347
  • Имею личный текст
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Красивый простенький УМ
« Ответ #39 : Января 24, 2016, 06:58:18 pm »
Прошу прощения, но я так и не понял, чем именно СТАБИЛИЗИРУЕТСЯ ток покоя? (чем устанавливается - это понятно).
----------------
В той схеме, что выложил Medved, есть
- положительные моменты:
а) МОСФЕТы одного типа, что уменьшвет проблемы с симметрией;
б) Ток покоя стабилизирован применением диодов для смещения затворов - это стабилизирует и по температуре (?), и при гулянии напряжения питания;
в) Для раскачки оконечника используется парафазное напряжение, что позволяет использовать схему фазоинвертора, аналогичную ряду ламповых УМ, а также ввести точно такую же схему Presence;
г) Не нужен разделительный конденсатор на выходе.
- и отрицательные моменты:
а) требуются две сугубо раздельные обмотки питающего транса, тогда как в схеме коллеги Ператрона можно использовать также и одну обмотку с отводом от середины (то есть проще найти транс);
б) Каскад раскачки более сложный, чем у Ператрона
в) Отсутствие разделительного конденсатора имеет и свои недостатки.
« Последнее редактирование: Января 24, 2016, 07:12:14 pm от DDD »
Готов подписаться под каждым своим словом