Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
10,405
3,772
Плюк
Некоторое время назад мы с тов. Финном решили довести до сверхлинейного состояния популярный на просторах СССР усилитель мощности П. Зуева, опубликованный в журнале "Радио" №11 за 1984-й год (схема в аттаче).
Принципиальным условием было принято максимальное сохранение исходной схемы и заложенных в нее принципов, с тем расчетом, чтобы в случае неудовлетворительных результатов макетирования или просто по желанию имелась возможность с минимальными изменениями вернуться к обычному многопетлевику, т.е. к слегка модернизированному Зуеву-84 на современной элементной базе.
Исходная схема со всеми потрохами была загружена в ЛТС, и нажата кнопочка "Сделать красиво".
ЛТС пошуршал дисками, помигал лампочками и, в конце концов, выдал несколько вариантов модернизации.
Из этих вариантов был выбран лучший/оптимальный по совокупности параметров.
Так из Зуевика получился Большевик:
Большевик_v05_Logo.gif
Коротко о схеме.
Неинвертирующий УМ со следящим питанием входного каскада.
Ку схемы - 18 раз (25дБ). Питание - +-35В. Выходная мощность - 100Вт на нагрузке 4 Ом.
Транзисторная часть УН выполнена по асимметричной схеме ОЭ-ОЭ.
Транзисторная часть УМ охвачена местной петлей ООС.
На выходе применена симметричная тройка Локанти.
Петлевое усиление (в главной петле) - 105дБ/20к:
LG_v05.gif

Усиление транзисторной части (от выхода ОУ до выхода УМ) - 64дБ/20к:
UN_v05.gif

Расчетный Кг(20к) - порядка 150u% (-116дБ) при номинальной мощности.
Расчетные интермодуляционные искажения (19+20к) - порядка 30u% (-130дБ).

Расчетный клип:
Clip_v05.gif

Фото собранных тов. Финном плат:
V04_Boards_mini.jpg

Коротко о звучании схемы:
"Звук усилителя очень комфортный, нейтральный.
Никакого утомления от прослушивания.
Наблюдается уже привычный для сверхлинейников эффект "недостатка громкости" вплоть до клипа.
Кто соберет - не пожалеет."


Тема тов. Финна на Паяльнике:
http s://forum.cxem.net/index.php?/topic/234392-%D1%83%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C-%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8-%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%88%D0%B5%D0%B2%D0%B8%D0%BA/
(пробел убрать)
 

Вложения

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
10,405
3,772
Плюк
Этап макетирования был пропущен :). Тов. Финн сразу заказал заводские платы.
Фото первого собранного экземпляра:
B21_v01_board_mini.jpg

Усилитель заработал с первого включения
При проверке/наладке уточнялись вопросы клипа, коррекции, термостабильности, балансировки нуля, замены комплектующих и другие.
Квадрат 20кГц:
Square_mini.jpg

Клип 1кГц:
Clip_1k_mini.jpg

Клип 20кГц:
Clip_20k_mini.jpg

После настройки плата уехала для измерений в лабораторию тов. Бокова.
Проведенные им измерения показали, что следящее питание входного ОУ здорово добавляет линейности при повышении сопротивления источника сигнала:
10кгц 12вт 7.5ом (со слежением)+.png
10кгц 12вт 7.5ом + 13к - ОР2+.png
Видно, что без дополнительного 544УД1 линейность на ровном месте снижается в полтора раза при увеличении сопротивления источника сигнала (т.е. например, при изменении положения регулятора громкости, подключенного на входе усилителя).

Интермоды сигнала 19+20к:
16вт 7.5ом+.png
Уровень интермод, попадающих в звуковой диапазон - не выше 0,00006%.

Спектры однотональных сигналов на нагрузке 3,8 и 7,5 Ом приведены в сообщении №5.

О надежности схемы.
В линейном режиме работы схемы все элементы находятся глубоко в безопасной зоне.

При работе в клипе, т.е. при обрыве цепей слежения ООС, тепловой режим УН становится напряженнее, но тем не менее, все транзисторы при этом имеют, как минимум, двукратный запас по рассеиваемой мощности.
Выход ОУ также разгружен с помощью транзистора антиклипа Т3, который одновременно защищает эмиттерный переход Т4 от высокого обратного напряжения, и выход ОУ от повышенного тока.
При клипе амплитуда тока выхода ОУ не превышает 100мкА:
Clip_A1.gif
Длительность выбросов составляет примерно 100нс, а их амплитуда не превышает 1мА. Т.е. они не представляют опасности для ОУ и не влияют на рассеиваемую кристаллом мощность.

Токи транзисторов Т3/Т4 в клипе не превышают 15мА, а рассеиваемая ими мощность не превышает 360мВт в импульсе и 120мВт в среднем за период:
Clip_T3-T4.gif
(Q1 модели соответствует Т4 схемы, Q2 модели соответствует Т3 схемы)
 
Последнее редактирование:

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
10,405
3,772
Плюк
Настройка.
После сборки требуется выполнить 4 регулировки:
- Регулировка тока срабатывания триггерной защиты.
- Регулировка нулевого потенциала на выходе.
- Регулировка тока покоя ВК.
- Уточнение частотной коррекции (ППК).

Замена комплектующих:
В качестве входного ОУ (ОР1) проверялись LM318, OPA134, AD845, 544УД2. Тут будут нормально работать ОУ с Ку(20к) от 50дБ и выше. Т.е. выбор достаточно широкий.
Из советских ОУ подойдут 547УД1, 140УД11, 544УД2 с полной, частичной или двухполюсной коррекцией. Надо только уточнить цепи балансировки.
Оптимально применять ОУ с Ку(20к) от 60дБ и выше.
В случае применения в этой позиции ОУ, имеющих встроенные цепи слежения во входном каскаде (AD845, AD8065, OPA627 и подобных), можно исключить из схемы следящий ОУ (OP2) и цепи его обвязки. Стабилитроны питания заменить на 12-ти вольтовые. Но, в принципе, можно просто вытащить ОУ А2 из панельки - слежение отключится.
В качестве следящего ОУ (OP2) проверялись TL071 и КР544УД1. Тут пойдут любые ходовые ОУ с полевым входом и скорректированные на единичное усиление. Ориентировочный Ку(20к) - 40-50дБ. Ставить дорогие ОУ в этом узле особого смысла нет, но, как говорится, Машу каслом не испортишь.

Выходные транзисторы - проверялась работа с Тошибами 1943/5200, корейцами B688/D718 и с тихоходными 21193/21194. В принципе, схема должна нормально работать и с КТ818/819, но с ними не проверяли ввиду отсутствия.
Драйвера - Тошибы 1837/4793, 1930/5171, корейцы 1659/4370.
Первый каскад ВК - при питании 35В и менее, подойдут ходовые транзисторы в ТО-92, т.е. 5401/5551, 420/421, 422/423 и т.д. При повышении питающих напряжений лучше использовать транзисторы в ТО-126, такие как 1380/3502, 1381/3503, 1109/1609, 1110/1610, 1538/3953, 1540/3955, 1489/3790 и т.д. На плате предусмотрены универсальные посадочные места для обоих типов корпусов .
Выход УН - требования такие же, как и в 1 каскаде ВК.
Первый каскад УН и антиклип - ВС546А/556А, 5401/5551, 420/421 и т.д. Напряжение не ниже 50В, мощность не менее 500мВт. Для Т4 - бета побольше, для Т3 - непринципиально, 80+ вполне достаточно.
Транзисторы следящего питания - практически любые маломощные.
Ключи защиты - 3904/3906, 546/556 и т.д., т.е. практически любые с малой емкостью КБ и малым напряжением насыщения.
Датчик тока защиты - 5401 или аналогичный с Uкб от 3*Uпит. Т.е. при питании 35В Uкб датчика тока должно быть не ниже ~100В.

Изменение питания:
Усилитель работоспособен в диапазоне питающих напряжений от +25 до +-45В.
Необходимо лишь пересчитать под требуемый источник питания балластники питания ОУ и балластники триггерной защиты.
При увеличении питания выше +-38..40В транзисторы Т5, Т6, Т11, Т12 в корпусах ТО-92 нужно заменить соответствующими транзисторами в корпусах ТО-126.
Нужно учитывать, что при нагрузке 4 Ома максимальное питание усилителя не должно превышать +-37 вольт. Две пары примененных выходников не смогут достаточно линейно работать, т.к. их параметры деградируют при больших токах и малых напряжениях коллектор-база.
При нагрузке 8 Ом максимальное питание усилителя не должно превышать +-45 вольт.

Даунгрейд:
Любители ностальгии и приятных искажений могут легко переделать этот сверхлинейник в почти старый добрый Зуевик, только заметно лучше.
Для этого нужно сделать следующее:
Выкинуть следящий ОУ.
Выпаять Т3.
Замкнуть перемычкой нижний вывод R20 и нижний вывод С16.
Выпаять резистор R24 и замкнуть перемычкой конденсатор С19.
Подстроить ППК по наилучшему клипу.
Готово! Получился почти Зуев-84, только линейнее, стабильнее, с отличным клипом и без лишних моточных узлов.
 
Последнее редактирование:

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
10,405
3,772
Плюк
Движок не позволяет прикрепить более 10 картинок.
Поэтому выкладываю спектры, полученные тов. Боковым, отдельным постом.

Кг на нагрузке 3,8 Ома.
22Вт, 1кГц:
1кгц 22вт 3.8ом.png
Тут программа показывает Кг, равный 140u%. Но она рассчитывает его по с учетом двух палок 19 и 38кГц неизвестного происхождения.
Хорошо видно, что гармоники монотонно спадают, и выше 8-й их уже не видно.
Максимальный уровень - у третьей гармоники. Он составляет -123дБ, что соответствует Кг порядка 0,00007%. Это и есть реальный Кг(1к).

105Вт, 1кГц:
1кгц 105вт 3.8ом.png
Тут ситуация аналогичная.
Кг на уровне 0,00007%.

22Вт, 10кГц:
10кгц 22вт 3.8ом.png
Тут Кг, рассчитанный программой, близок к реальности. И хорошо видны странные палки 19 и 38кГц неизвестного происхождения.

105Вт, 10кГц:
10кгц 105вт 3.8ом.png

Кг на нагрузке 7,5 Ом.
12Вт, 1кГц:
1кгц 12вт 7.5ом.png
Искажений немного больше, чем на нагрузке 3,5 Ома, что нефизично.

65Вт, 1кГц:
1кгц 65вт 7.5ом.png
Такая же ситуация.

12Вт, 10кГц:
10кгц 12вт 7.5ом.png

65Вт, 10кГц:
10кгц 65вт 7.5ом.png

Вывод:
При максимальной мощности гармонические искажения звукового сигнала, попадающие в звуковой диапазон частот, не превышают 0,00085% на нагрузке 3,8 Ома, и 0,00065% на на нагрузке 7,5 Ома.
При амплитуде выходного сигнала вдвое ниже максимальной, уровень гармоник падает до 0,00007% на нагрузке от 3,8 до 7,5 Ом.
Интермоды, попадающие в звуковой диапазон, не превышают 0,00007%.
 
Последнее редактирование:

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