Буфер "Алеф Бет" им. Ленина, ультралинейный

[alexcp]

Схема буфера была анонсирована в "Песочнице" в апреле и представляет собой развитие идей тов. Ульянова-Ленина об однокаскадном однотактном повторителе на паре Баксандалла с активной ООСной стабилизацией рабочей точки.

В отличие от реализации, предложенной Владимиром Ильичем, здесь в качестве первого транзистора пары Баксандалла применен полевик (хотя с биполяром тоже работает отлично), по-другому стабилизирован рабочий ток пары и использовано однополярное питание.

Схема:

Т1 Т2 - пара Баксандалла, Т3 - ее каскод. U1 - опора каскода. На Т8 и Т9 выполнен следящий источник тока по схеме, запатентованной Нельсоном Пассом (патент прилагается). Этот источник тока применялся в коммерческих усилителях Пасса серии "Алеф" ("Aleph"), откуда, собственно, взято название. Т3 Т4 и Т6 Т7 - обычные ГСТ, первый (2мА) снабжает током Т1 и U1, второй (1мА) служит нагрузкой Т8. С однополярным питанием вход должен иметь постоянное смещение примерно в половину напряжения питания относительно земли; цепи смещения и входной развязывающий конденсатор на схеме не показаны.

Измерения макета с J113 на входе (питание 30 вольт, нагрузка 2кОм, амплитуда сигнала 3 вольта = 0дБ, тестовый сигнал подавлен):

Искажения не зависят от сопротивления источника сигнала и быстро снижаются при уменьшении амплитуды сигнала.

 

[Zhdanov Vlad]

Как то странно затвор Т1 повис в воздухе?!!

 

[Lenin]

?!!

Там есть вторая часть схемы, секретная.

 

[alexcp]

Уравнение с секретной правой частью

Цепи смещения входа не показаны. Если питание двуполярное, то затвор подключается к земле через резистор, если однополярное - к источнику смещения, тоже через резистор.

 

[Rus2000]

Как то странно затвор Т1 повис в воздухе?!!

Вроде, в тексте все есть:

С однополярным питанием вход должен иметь постоянное смещение примерно в половину напряжения питания относительно земли; цепи смещения и входной развязывающий конденсатор на схеме не показаны.

 

[Zhdanov Vlad]

Вроде, в тексте все есть:

Извините чукчу!! Я только схемы смотрю, комментарии как оно работает не читал, там очень много букв, вроде и без этого все понятно.

 

[Rus2000]

Измерения макета с J113 на входе

Замечательный результат, тов. капитан.
Суммарный Кими получается менее 5u% (0,000005%):
Составляющая 1к лежит ниже 0,000004%,18к - ниже 0,000003%, а остальные вообще не видны под шумами.

 

[Lenin]

Кстати, не выгоднее ли было взять J111, с точки зрения зависимости тока ГСТ от разброса начального тока стока ? Может, и каскоды бы не понадобились?

 

[alexcp]

J113 без каскода работают хуже, J111 можно попробовать. Можно также попробовать 2SK246 (только взять их негде), из более современных - 2SK208.

 

[Lenin]

можно попробовать

Можно, ОС по току будет глубже с большими резисторами. Хватит ли - надо пробовать. Ну и емкость там еще, хоть и малая, но с такими ноликами...
По разбросу - у 111 тройной по напряжению отсечки, у 113 - в 6 раз. Немного, но выигрыш.

 

[Rus2000]

Измерения макета с J113 на входе (питание 30 вольт, нагрузка 2кОм, амплитуда сигнала 3 вольта

При увеличении R нагрузки до 5-10кОм искажения падают ниже уровня шумов измерительного сетапа (-160дБ)?

 

[alexcp]

Нет, искажения практически не зависят от сопротивления нагрузки (измерял в диапазоне от 1.8 кОм до 47 кОм). Но при уменьшении амплитуды в 1.5-2 раза искажения снижаются радикально.

 

[fkdkondmi]

2SK246 (только взять их негде)

В ЧИДе есть.

 

[fkdkondmi]

В ЧИДе есть.

Но цена...

 

[alexcp]

Цена, к сожалению, не гарантирует подлинности. Они давно не выпускаются, и купить их не поддельных практически невозможно, уж точно не в ЧиДе. У меня есть немного этих замечательных транзисторов, так что я проверю их в ГСТ, но рекомендовать к повторению можно только что-то более-менее доступное.

 

[Lenin]

Крутизна 246 и 111 отличается вчетверо, так что даже не знаю, будет ли это то, о чем я хотел сказать.

 

[alexcp]

К сожалению, ни те, ни другие не оправдали надежд

Испытывал их на макете (микросхема справа - для измерений):


Базовым вариантом были ГСТ на 113 с каскодами, как в схеме в первом посте:


Те же 113 без каскода показали результаты похуже:


111 без каскода показали значительные искажения:


Я с такой картинкой сталкивался и раньше в ситуации пониженного напряжения питания, когда ГСТ не хватает напряжения. В данном случае это было возможной причиной, так как падения напряжения на резисторе в истоке ГСТ было около 6 вольт. На пробу, снизил уровень сигнала втрое, стало получше, но все равно не торт:


2SK246 показали несколько лучший результат:


Попробовал также DN2540:


Под конец, собрал ГСТ на 2N3904/6 с опорой на красные светики. Я так уже делал на каком-то раннем этапе, и линейность была не на высоте, но в отлаженной схеме такие ГСТ показали хороший результат, сравнимый с каскодированными 113 :

 

[Lenin]

Хм... значит, видимо, крутизны не хватает, чтобы держать ток (об этом говорит и результат с 390х). Или емкость больше, чем заявлено. Или стоковые ВАХи кривее, чем в даташите. Вот за это я не очень полевики - сюрпризы в нюансах и разброс - извиняюсь за прямоту. Хотя, конечно, выглядит красиво.

ПС За то с биполярами хорошо - опыт был вдвойне полезен.
ППС А, в общем, поздравляю с результатом! А то что-то я с придирок, как всегда, начал .

 

[alexcp]

Во вложении статья Уолта Юнга (Walt Jung) с экспериментальным сравнением разных ГСТ.

 

[Точка опоры]

Во вложении статья Уолта Юнга (Walt Jung) с экспериментальным сравнением разных ГСТ.

Все тесты с одинаковым и малым сопротивлением нагрузки. Вангую, что все схемы без каскодов - заметно просядут из-за эффекта Эрли биполяров или выходной проводимости полевиков приработе на переменную нагрузку.