Животворящая сила обратной связи

Sаgittarius

Неуравновешен. Склонен к офтопу и оскорблениям.
10 Дек 2021
2,758
1,415
Поэтому "новая" коррекция будет после тщательных обмеров.
Угу. Достаточно получаса в самом тяжком случае. От силы - два часа, это чтоб литру кофе выпить и скурить блок сигар.
 

Sаgittarius

Неуравновешен. Склонен к офтопу и оскорблениям.
10 Дек 2021
2,758
1,415
Это монопетлевой усь, без ТОС.
Где ты увидел ТОС в Натарашке ?
Принципиально идентичные вещи. Фотон по сравнению с Натарашкой - регресс, как ни крути.
Или в честь отсутствия ТОС в Натарашке можно уси с одной тысячной делать? Дык, не тот форум.
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
12,154
5,535
Плюк
Угу. Достаточно получаса в самом тяжком случае. От силы - два часа, это чтоб литру кофе выпить и скурить блок сигар.
Я и смотрю, что в сутки по 12 усей обмеряется у всех...

Принципиально идентичные вещи.
Вот это поворот. :)


Сухов из головы нейдёт.
Награда должна найти "поциента" героя.
 
Последнее редактирование:

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
12,154
5,535
Плюк

Sаgittarius

Неуравновешен. Склонен к офтопу и оскорблениям.
10 Дек 2021
2,758
1,415
Меняем киносипедиста на супермодератора, и меня на тебя.
Задаем тот же вопрос.
Говорилось уже. Арахноед - тупорылый. Он скринит и комментит мои посты, чем заинтересовывает людей с Паяльника самим глянуть, что тут за монстер. Он думает, что работает на себя, на деле - на наш форум.
Вот когда ты перетянешь у Сухова пару патронов хотя бы по $4 в месяц, тогда скажешь, что и твоя стратегия выигрышная.
 

alexcp

Постоялец
23 Май 2020
415
1,122
hifiocean.com
Разбор ушника "Натали" в соседней ветке напомнил мне, что здесь, в "животворящей силе", пока не обсуждались ТОСники и их коррекция. Попробую восполнить этот пробел.

О чем речь?
Под ТОСником, или "усилителем с токовой обраной связью", принято понимать усилитель, напряжение на выходе которого пропорционально току через его инвертирующий вход. Входное сопротивление инвертирующего входа при этом мало (обычно десятки ом, в идеале ноль). Для сравнения, в обычном усилителе выходное напряжение пропорционально (дифференциальному) входному напряжению, входное сопротивление велико (в идеале бесконечно), а входной ток мал (в идеале отсутствует).

Инвертирующий вход ТОСника обычно выполнен в виде каскада с общей базой (затвором, сеткой), например:
1659023374024.png
Поскольку каскад ОБ не инвертирует сигнал, понятно, что для организации ООС требуется еще ОЭ (или, к примеру, трансформатор). Кроме того, вместо подключения базы к земле, ее обычно делают неинвертирующим входом с относительно высоким входным сопротивлением - так что входной транзистор оказывается включен по схеме ОБ для сигнала с инвертирующего входа и ОЭ - для неинвертирующего. Простейший ТОСник с этими дополнениями мог бы выглядеть так:
1659023576456.png
Историческая справка
Идее подавать сигнал обратной связи в цепь эмиттера или катода исполнилось сто лет в обед - она широко применялась в ламповой технике еще до полета Гагарина в космос::
1659024267036.png
Оттуда прием перекочевал в транзисторную технику:
1659024937081.png
где живет и здравствует и по сей день:
1659028206143.png
До 1980-х годов никто не называл это "токовой обратной связью". НЯП название придумал Дэвид Нельсон из компании Comlinear (впоследствии ставшей частью National Semiconductor, а еще позже Texas Instruments), разрабатывавший широполосные (сотни мегагерц) интегральные усилители. Он взял опубликованный в 1978 году в журнале Electronics буфер (известный сегодня как diamond buffer или параллельный повторитель):
1659026008109.png
и придумал снимать сигнал с коллекторов второй пары, а сигнал ОС подавать в ее эмиттеры:

1659025833600.png
В октябре 1983 года Нельсон подал заявку на патент США (и получил в 1985 году патент за номером US4,502,020), а компания Comlinear успешно выпустила серию CLC400 широкополосных (200МГц @ -3дБ) интегральных усилителей с такой схемотехникой.

В начале 1990-х на ТОС обратили внимание японские производители аудиотехники - ТОС давала возможность значительно увеличить скорость нарастания (slew rate) сигнала на выходе, что тогда было в моде и ценилось больше, чем низкие искажения. В частности, усилители с ТОC выпускали Accuphase:
1659028023353.png
и, конечно, Marantz времен Кена Ишиваты:
1659027907852.png

В следующих постах попробую рассмотреть подробнее основные характеристики ТОСника и его коррекцию.
 
Последнее редактирование:

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
12,154
5,535
Плюк
пока не обсуждались ТОСники и их коррекция. Попробую восполнить этот пробел.
Замечательно!
Я как раз планировал после детального разбора этого уникального ушника перейти к теоретической части.
Значит, будем двигаться параллельно.
 
Последнее редактирование:

alexcp

Постоялец
23 Май 2020
415
1,122
hifiocean.com
Как упоминал тов. маршал, был еще Pioneer - они выпустили серию ТОСников по схеме ОУ-четверка-ВК, начиная, если не ошибаюсь, с 1995 года. Вот, к примеру, Pioneer A-404R:
1659448010529.png
В последующих моделях Pioneer добавил в схему каскодов со слежением (Pioneer A-400X, 1998 год):
1659448372029.png
Что любопытно, A-404R и последующие уси этой серии уступали по линейности предыдущим моделям, выполненным по стандартной схеме ДК-ОЭ-ВК (у ТОСников заявлен THD 0.02% против 0.009%- непонятно, правда, как измеренный) , за счет чего имели расширенный рабочий диапазон частот (1Гц-300кГц против 5Гц-100кГц).
 

звуколюб

Новичок
29 Дек 2019
51
9
62
Как упоминал тов. маршал, был еще Pioneer - они выпустили серию ТОСников по схеме ОУ-четверка-ВК, начиная, если не ошибаюсь, с 1995 года. Вот, к примеру, Pioneer A-404R:
Посмотреть вложение 65335
В последующих моделях Pioneer добавил в схему каскодов со слежением (Pioneer A-400X, 1998 год):
Посмотреть вложение 65336
Что любопытно, A-404R и последующие уси этой серии уступали по линейности предыдущим моделям, выполненным по стандартной схеме ДК-ОЭ-ВК (у ТОСников заявлен THD 0.02% против 0.009%- непонятно, правда, как измеренный) , за счет чего имели расширенный рабочий диапазон частот (1Гц-300кГц против 5Гц-100кГц).
Был у меня такой. При продаже ради интереса достал на фанерке УНЧ Брагина 1 и сравнили с клиентом звучание обоих УНЧ ( s90f). A 404R был посрамлен. Покупатель попросил продать изделие на фанерке, совесть не позволила это сделать. Уверен, что любой усилитель , представленный на данном форуме, не оставил бы шанса pioneer a404r.
 

alexcp

Постоялец
23 Май 2020
415
1,122
hifiocean.com
Выпускался с 2009-2011 годах - схемотехника не менялась 15 лет, инновациями и не пахло.

Чтобы никто не соблазнился, что ТОСники бывают только такие, как у Marantz/Accuphase/Pioneer, приведу пару альтернативных примеров.

Мой двухтранзисторный ТОСник из поста #530:
1659708759451.png
вполне работоспособен, но имеет ряд недостатков. Из важнейших (кмк)- необходимость постоянного смещения между входами (в размере Vbe плюс падение напряжения на резисторе Re); высокоомный выход (коллектор Q2); и отсутствие коррекции.

Первый недостаток можно устранить, а второй и третий - проигнорировать, если заменить биполярные транзисторы на полевые. Если добавить делитель обратной связи, то получим более-менее полноценный усь:
1659712038676.png
Конечно, с такой нагрузкой в стоке Q2 петлевой усиление получается всего около 30дБ:
1659712167863.png
и усь не особенно линеен - КНИ=0.1% во всем звуковом диапазоне при амплитуде на выходе 5 вольт.

Похожий двухтранзисторный ТОСник используется в качестве нижнего плеча первого варианта ВК усилителя Никитина:
1659713896373.png

Искажения двухтранзисторного ТОСника на ПТ можно снизить на порядок, до 0.01%, если сделать его симметричным:
1659712569716.png
Далеко не сверхлинейник, но для четырех транзисторов не так уж плохо. Примерно так устроен Firstwatt F5.
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
12,154
5,535
Плюк
вполне работоспособен, но имеет ряд недостатков.
Сдвиг по постоянке можно скомпенсировать интегратором, как это сделал Волкер в Кводе, например, или же включить ТОС-ник в состав композита ( как это сделал Зуев в 1984-м году), чтобы за режимами по постоянке следила общая петля ООС.
 
Последнее редактирование:

alexcp

Постоялец
23 Май 2020
415
1,122
hifiocean.com
можно скомпенсировать интегратором
Если не очень важна точность и термостабильность - например, на выходе стоит разделительный конденсатор, что когда-то было стандартным решением - то можно и резисторным делителем:
1659834133202.png
Улучшенную термостабильность дает использование в цепи смещения диода или транзистора, включенного диодом:
1659832619446.png 1659833367309.png
В симметричном ТОСнике можно оставить постоянное смещение на эмиттерах - но потребуется два одинаковых делителя ООС:
1659833729010.png
И, конечно, можно использовать ЭП на транзисторе противоположной структуры, а в симметричном варианте - симметричную пару повторителей:
1659835665276.png 1659834067345.png
Правда, повторители эти остаются вне петли ООС ТОСника и будут добавлять искажений. Можно сделать их со слежением, как у Ишиваты, но в любом случае такой ТОСник лучше поместить внутрь еще одной петли ООС.
 
Последнее редактирование:

alexcp

Постоялец
23 Май 2020
415
1,122
hifiocean.com
Хотя ТОСники обычно используются для усиления напряжения, напряжение на выходе ТОСника пропорционально току через его инвертирующий вход. Коэффициент пропорциональности играет роль Кухх, имеет размерность сопротивления (U/I=R), измеряется в омах (чаще в мегаомах, а иногда в дБомах: 1 ом = 0 дБом, 1 кОм = 60дБом и т.д.) и в даташитах на интегральные ТОСники называется open-loop transimpedance или transresistance:
1659887952247.png
Физический смысл transimpedance очевиден, если каскад ОЭ выполнен в виде токового зеркала:
CFB SE CM no buf.png
В этом случае ток на выходе токового зеркала (синий) равен току через инвертирующий вход (красный), и transimpedance - это просто сопротивление нагрузки токового зеркала. Другие варианты ОЭ работают аналогично, но добавляют усиление по току, что увеличивает эффективное значение transimpedance.

Для получения большего "Кухх", как обычно, требуется меньше нагружать коллектор ОЭ (высокоомную точку). Чтобы не зависеть от нагрузки, нужен буфер, например:
1659888763998.png
Transimpedance зависит от частоты. В предыдущей схеме нет коррекции в явном виде, поэтому зависимость transimpedance от частоты определяется паразитными емкостями (вертикальная шкала - в омах):
1659889075087.png
Чтобы отвязаться от паразитов, в интегральных ТОСниках нагружают высокоомную точку корректирующей емкостью, например:
1659889802557.png
По аналогии с transresistance, такая емкость называется transcapacitance и иногда тоже указывается в даташитах:
1659889986413.png
Transresistance и transcapacitance вместе определяют частоту первого полюса.

Самое интересное (кмк) начинается при переходе от transimpedance к усилению напряжения - об этом в следующих постах.
 

О Нас

  • Наше сообщество существует уже много лет и гордится тем, что предлагает беспристрастные и критические обсуждения среди любителей радиоэлектроники. Мы каждый день работаем над тем, чтобы быть лучше.

Быстрая Навигация

Пользовательское Меню