Ультралинейные повторители для работы с высокоомными источниками сигнала

[Alan Bins]

KSA992/KSC1845 из корпусных подойдут http://www.mouser.com/ds/2/149/KSA992-88789.pdf http://www.mouser.com/ds/2/149/KSC1845-88467.pdf Кстати, по рассеиваемой мощности получше чем 970/2240 будут, 0,5 против 0,3 Вт, в некоторых случаях можно в мощные усилители ставить в узел УН и первыми транзисторами выходной тройки.

И все же я думаю ,что 2N/MMBT3904/06 самый оптимальный вариант.

 

[Rus2000]

Оптимум - всегда компромисс.
Но 3904/06 - по H21э не очень-то подходят сюда.

 

[Rus2000]

По топологии печатной платы:
1. Сигнальные земли каналов должны идти отдельными прямыми дорожками от входов к выходам.
2. Линии питания каналов идут отдельно (для двойного моно, когда источники питания каналов разные), но нужно предусмотреть три перемычки (или парные площадки для капли припоя) для возможности подключения обоих каналов от одного источника.
3. Заливка земли должна быть отдельной для каждого канала.
3. Точки подключения экранов к землям - пока под вопросом.
4. Для первой и второй схем легко сделать единую плату (предусмотреть местА для разных конденсаторов ГСТ, а опорный транзистор ГСТ установить, используя одно из отверстий для стабилитрона).
4а. В принципе, можно на эту же плату добавить и каскодные транзисторы с обвязкой - два резистора и два транзистора не очень много места займут. Кому не нужно - поставят перемычки К-Э вместо каскода.
5. Базовые резисторы R13-R16 опциональны, но местА для них должны быть (хотя бы под вертикальную установку (2,5мм между отверстиями)).
6. Для универсальности очень желательно, чтоб ноги транзисторов стояли треугольником. В этом случае легко установить приборы с любой цоколевкой (КБЭ, БКЭ). Изначально лучше, наверное, ориентироваться на цоколевку BC5x0C (КБЭ) и шелкографию делать под нее. Хотя, в принципе, можно просто обозначить выводы и не отображать контур транзистора.

Пункты 1,2,3,5 принято!

Ок.

Точкой подключения земляного полигона думаю надо сделать по вывод питающей земли.

Согласен.

4,4а Тут пока что больше мне понравится или пусть автор обозначит приоритет.

Набросаю эту универсальную часть в Спринте.

Чуть не забыл нулевой пункт списка - вписываем два канала в традиционные 100х100мм.

 

[Alan Bins]

Оптимум - всегда компромисс.
Но 3904/06 - по H21э не очень-то подходят сюда.

Извиняюсь,внимательно прочел пост 92.
Ну а если BC546/556,а на место T7,T8 2N3094/06?


"Набросаю эту универсальную часть в Спринте.

Чуть не забыл нулевой пункт списка - вписываем два канала в традиционные 100х100мм. "


100*100 само собой.
Не люблю я этих универсальных частей-люди будут только путаться-должен быть лучший единый вариант ИМХО.
Любые предложенные транзисторы буфера в любой дыре не дефицит.

P.S Хотя наверное пусть все же будут BC как у автора!

Кстати буфера отлично работают на нагрузку 3 кОм-искажения в любом случае меньше,чем известные УМ
(смотрел буфер с каскодированными ГСТ).

 

[Rus2000]

Оптимум - всегда компромисс.
Но 3904/06 - по H21э не очень-то подходят сюда.

Извиняюсь,внимательно прочел пост 92.
Ну а если BC546/556,а на место T7,T8 2N3094/06?

Симулятор не одобряет. Но мы всегда можем проверить.

Набросаю эту универсальную часть в Спринте.

Не люблю я этих универсальных частей-люди будут только путаться-должен быть лучший единый вариант ИМХО.

Проблемы негров Не вижу поводов для путаницы - там в одном плече разница в три элемента максимум.

Этот буфер пока даже на бумаге не существует.
Вот соберем, отладим, опробуем, выберем оптимальную версию - тогда можно будет выкинуть из универсальной платы все лишнее и сделать лучший единый вариант. Заодно с ним и СМД-версию этого лучшего варианта.

 

[Alan Bins]

Оптимум - всегда компромисс.
Но 3904/06 - по H21э не очень-то подходят сюда.

Извиняюсь,внимательно прочел пост 92.
Ну а если BC546/556,а на место T7,T8 2N3094/06?

Симулятор не одобряет. Но мы всегда можем проверить.

Набросаю эту универсальную часть в Спринте.

Не люблю я этих универсальных частей-люди будут только путаться-должен быть лучший единый вариант ИМХО.

Проблемы негров Не вижу поводов для путаницы - там в одном плече разница в три элемента максимум.

Этот буфер пока даже на бумаге не существует.
Вот соберем, отладим, опробуем, выберем оптимальную версию - тогда можно будет выкинуть из универсальной платы все лишнее и сделать лучший единый вариант. Заодно с ним и СМД-версию этого лучшего варианта.

Посмотрел- вопрос снят,просто опасаюсь за рассеиваемую мощность.

 

[Rus2000]

Примерно так вижу решение для трех версий на одной плате:

Нумерация элементов соответствует схемам.
Всего одна-две перемычки - и ГСТ уже другой.

 

[Alan Bins]

Отлично,но ставить резисторы вертикально-плохая идея.

 

[Sagittarius]

Примерно так вижу решение для трех версий на одной плате:

Нумерация элементов соответствует схемам.

Ты видишь, а я - нет.

 

[Rus2000]

Примерно так вижу решение для трех версий на одной плате:

Нумерация элементов соответствует схемам.

Ты видишь, а я - нет.

Это суслик. ;D

 

[Rus2000]

Отлично,но ставить резисторы вертикально-плохая идея.

Согласен.
Причин сходу три:
1. Так показалось компактнее.
2. Тут переменки практически нет. Лишние 100нГн погоды не сделают, надеюсь.
3. Главное - хотел саму идею передать.

 

[Rus2000]

Уточнил схему и модель (15_5).

Опциональные резисторы (R13-R16, R19, R20) лучше, все-таки, ставить вертикально.
Во-первых, мизерная индуктивность в этих местах не помешает.
Во-вторых, если их НЕ придется ставить, то перемычки будут коротенькими, и можно будет впоследствии не париться (или почти не париться) с переделкой платы.

 

[Rus2000]

Рост выходного сопротивления источника сигнала не только способствует увеличению искажений, но и приводит к повышению уровня шума.

Чтобы уменьшить влияние сопротивления источника сигнала на шум, создаваемый входным каскадом усилителя совместно с сопротивлением источника, нужно, кроме использования на входе малошумящих транзисторов, правильно выбрать режимы этих транзисторов по постоянному току.

При моделировании за основу была взята вот такая схема.

На самом деле, во всех имеющихся схемах входные каскады одинаковы. Поэтому результаты и выводы на эти схемы полностью распространяются.

Проведено моделирование напряжения шума на выходе устройства при разных сопротивлениях источника сигнала (Rsrc - в зеленой рамке) и при разных токах покоя входных транзисторов, определяемых резисторами R3, R4 (в розовых рамках).
Значения сопротивления источника сигнала выбраны для случаев использования РГ сопротивлением 10, 22, 50, 100 и 244 кОм при среднем (по сопротивлению) положении движка регулятора.

Результаты сведены в три таблицы.
Первая таблица - напряжение шумов на выходе устройства в полосе 20Гц-20кГц, выраженное в микровольтах.
Вторая таблица - отношение сигнал/шум при номинальном уровне сигнала 2В (ампл) или 1,4142 вольта ср.кв., выраженное в децибелах. Но не забываем, что в среднем положении РГ амплитуда сигнала уменьшается вдвое.
Третья таблица - увеличение уровня шумов, по сравнению с крайним положением регулятора громкости. Т.е. производная от предыдущей таблицы.

Можно заметить, что идеальным сопротивлением РГ является 10кОм и менее. Значения 22-47кОм являются компромиссными, но приемлемыми. РГ сопротивлением 100кОм и более в звуковом тракте лучше не использовать без крайней нужды.
Что касается режимов входных транзисторов, то каждый может выбрать свой оптимум при использовании РГ определенного номинала.
Примененные в схемах, выложенных ранее, сопротивления R3/R4, равные 22кОм - оптимальны для низкоомных РГ (10-22кОм).

 

[Sagittarius]

По сравнению с искажениями усилителей от выходного сопротивления 5 кОм РГ Никитина-антекома это - крохи.

 

[Rus2000]

Эт понятно.
Но мы должны четко знать, где нас могут подстерегать шумы/искажения.
И соответственно, иметь на эти случаи железобетонные аргументы/решения.
Т.е. иметь ответы на классические вопросы: Кто виноват? И что с ним за это делать?

 

[Sagittarius]

Чтобы каскад с биполярами вносил поменьше шумов, надо с ростом Rвых источника уменьшать ток эмиттера (эмиттеров). Но, по симулятору, выигрыш настолько мал, что можно чересчур и не стараться, а выбрать один раз оптимальный ток для диапазона возможных сопротивлений Rвых источника.

 

[Rus2000]

Да.
Это показано двумя постами ранее.
На мой взгляд, оптимальный ток получается при использовании R3=R4=22кОм.
Но для перфекционистов выложены таблицы. По ним виден характер изменения уровня шумов от Rsrc и R3/R4.
Ну и в моделях можно это все проверить и уточнить под свой конкретный РГ, сопротивлением, например, 3,14кОм

 

[wakh]

Это раньше их было много переменников.
Сейчас выпускают только 5, 10, 50, 100 и 250 кОм.

 

[Rus2000]

Это раньше их было много переменников.
Сейчас выпускают только 5, 10, 50, 100 и 250 кОм.

Я имел ввиду маньяков-энтузиастов, которые захотят сделать себе дискретный РГ сопротивлением, например, "∏" или "e" килоОм.

 

[Rus2000]

Сверхлинейный глубокоООСный буфер для регулятора громкости.

Моделирование глубокоосного буфера Сергея Откидача

выявило некоторые особенности этой схемы:
1. Нестандартное напряжение питания - 13 вольт. Явной причины использования таких питающих напряжений найти не удалось. Возможно, это связано с наличием именно такого источника питания у автора, или же питание было снижено для уменьшения мощности, рассеиваемой транзисторами буфера.
2. Великоват потребляемый буфером ток - 52мА. Из этого пункта вытекает большАя мощность, рассеиваемая выходными повторителями (около полуватта - практически на пределе для примененных в схеме транзисторов).
3. Искажения буфера заметно растут при увеличении сопротивления источника сигнала (от 55u%(500 Ом) до 275u%(61кОм)). Такой рост искажений (почти на порядок) при увеличении сопротивления источника сигнала (читай, изменении положения движка РГ) тоже очень нежелателен.

Анализ модели показал следующее:
1. Основной вклад в нелинейность буфера (так же, как и в случае безОООСного буфера) вносят ГСТ и транзисторы слежения.
2. Для улучшения работы с высокоомным источником нужно использовать на входе составные эмиттерные повторители.
3. Установка на входе комплементарных полевых транзисторов не дает прироста линейности.

Исходные данные при доводке схемы были такие же, как и для безОООСного буфера - требуемая нелинейность не более 20u% при следующих условиях:
1. Сопротивление регулятора громкости - до 250кОм.
2. Сопротивление нагрузки - не менее 5кОм.
3. Номинальный уровень сигнала - 2В (амплитудное значение).

После нескольких итераций усложнения/упрощения получилась такая схема (v05-3):

Кг < 10u%, Кими < -150дБ
Главная особенность - относительно высокое выходное сопротивление (около 450 Ом). Это, так сказать, расплата за простоту.
Насколько такое значение выходного сопротивления критично - решает каждый для себя сам. Например, в случае входного сопротивления УМЗЧ, равного 5кОм, коэффициент передачи буфера будет равен примерно 0,9 (или -0,9дБ). Кому-то это много, а кому-то - мало.
В случае подключения буфера на вход НЕинвертирующего усилителя, во входном дифкаскаде которого отсутствуют цепи слежения, влиянием выходного сопротивления этого буфера можно смело пренебречь.

Если добавить еще немного деталек, то можно снизить выходное сопротивление буфера почти на порядок (v06-4):

Кг < 9u%, Кими < -150дБ

Несмотря на примерно равный уровень ИМИ у обеих схем, характер спектра у них немного отличается:

Транзисторы 2N3904/3906 установлены в "некритичных" местах схем.