УМ Омега: 100 Вт, без ООС, в классе А

S

Sagittarius

Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
УМ без общей ООС труднее сделать линейными, чем глубокоООСные. Но престижнее.
Поэтому после анализа в LTSpice пары схемотехнических решений можно смастерить вот такую схему, см. аттач.

В ней Т1Т6 с обвязкой - источники тока. Они задают режимы работы дифкаскада с повышенной линейностью на парах Шиклаи Т2Т3 и Т4Т5. Обычный диф здесь вносит слишком много искажений. С нагрузочного R11 сигнал снимается на каскад Т8-Т10-Т12, также с местной линеаризацией. Без подобных мер спроектировать линейный каскад усиления напряжения с ОЭ, работающий в широком диапазоне изменения коллекторного напряжения - порядка 80 вольт, немыслимо от слова ваапсче. В целом такой УН вносит 0,03% при выходном напряжении 40 В ампл, 100 Вт \ 8 Ом, а с уменьшением выходной мощности искажения уменьшаются тоже.

Каскад усилителя напряжения нагружен на динамическую нагрузку Т7-Т9-Т11 с обвязкой. Здесь также используется линеаризация каскада, без которой хороший повторитель получить невозможно.

С коллектора Т11 усиленный сигнал подаётся на оконечный повторитель Т25-Т36. Для экономии тока и мощности он работает в специальном квази-двухтактном режиме, за соблюдением которого следит узел Т19-Т20-Т21-Т22-Т23. Т19 задаёт опорное напряжение на базе Т20 относительно +Упит. С увеличением тока верхнего плеча Т20 запирается и через токовое зеркало Т21-Т23 уменьшает ток мощных транзисторов нижнего плеча Т26...Т36 ровно на ту же самую величину, которую отдало в нагрузку верхнее плечо.
Благодаря этому работающему в классе А мощному выходному каскаду можно выставить ток покоя, равный току одной полуволны сигнала плюс небольшой запас на неотсекаемость. В целом, ток покоя экономичного-А ВК вдвое меньше, чем в стандартном ВК А-класса. Также вдвое меньше и рассеиваемая транзисторами ВК мощность.

Выходной повторитель от базы Т7 собственных искажений практически не вносит - что-то около 0,01%, а плностью весь усилитель вносит 0,04% на 20к 100 Вт / 8 ом.
БезООСные УМ с такой линейностью ноукой пока не изучены.

Теперь посмотрим на вспомогательные узлы.

Питание.
Поскольку усилитель гребёт почти весь установленный ток Белоярской ГЭС, практически он представляет собой радиатор и плату, густо уставленную ЭК блока питания, между которыми кое-где можно заметить транзисторы. ЭК не жалеть.

Термостабильность.
Т19, Т21, Т23 установлены на радиаторе. Этого достаточно.

Токовая защита.
С эмиттерных резисторов R56R57 и R58-R62 ВК снимается напряжение, зависящее от тока через Т25, Т26. При превышении некого порога Т18Т24 отпираются и включают через R32 квазитиристор Т14Т15. Он через ключ Т13 обесточивает УН, а ключом Т17 обнуляет опорное напряжение Т20. Т20-Т23 запираются, транзисторы ВК уходят в отсечку. Усилитель спасён.
Для сброса защиты однократным коротким нажатием имеется нефиксируемая кнопка СА2.

Интегратор или ДС-серво.
Собраны на ОУ А1 ОРА627. Для полного устранения нелинейных искажений от защитных диодов Д1Д2 (как в УЗЧ Зуева, Агеева или Никитина http://s1.stuffed.ru/y2017/03-07/0/505998.png) ОУ использован в инвертирующем включении. Информацию о постоянной составляющей А1 получает с выхода УМ через R33, а R20 подаёт нужный потенциал на базу Т7.

Компенсация сопротивления проводов АС.
Куда же без неё-то. Выполнена она с применением одного провода, одного переменного резистора в реостатном включении и двух конденсаторов опционально. См. внизу схемы. Для ценителей ИТУН-ного звука есть переключатель СА1. Вращением регулятора R7 и выбором положения СА1 можно подобрать желаемое звучание.
Внимание: штука эта очень опасна! Многие аудиофилы потеряли остатки лица, по качеству звучания выбрав вместо желаемого ИТУН-режима бОльшее демпфирование АС.
 

Вложения

  • OMEGA_PowerAmp-5.0 с компенсатором.GIF
    OMEGA_PowerAmp-5.0 с компенсатором.GIF
    169 KB · Просмотры: 964
Внимание: штука эта очень опасна! Многие аудиофилы потеряли остатки лица, по качеству звучания выбрав вместо желаемого ИТУН-режима бОльшее демпфирование АС.
Нажмите для раскрытия...

Виктор не все так однозначно - в случае универсального усилителя и Нч в многополосной системе- да потеряют лицо а вот в качестве Сч и Вч усилителей ИТУН зачастую предпочтителен особенно при среднем качестве динамиков.
 
Да, это так. Но мы не могли такой недешёвый усилитель использовать только как полосовой.
 
Поступил вопрос: что конкретно делают Т8, Т10, Т12 в усилителе напряжения, нет ли там ошибок и будет ли этот каскад работать?

Каскад работает, ошибок нет.

В "тройке" Т8, Т10, Т12 "эталонный" транзистор - Т10, и по линейности его работы сверяется местная ООС от коллектора Т12. Причин нелинейности Т10 всего три:
1. Изменение тока эмиттера Т10. Ток каскада при работе на нагрузку R20 6,8к меняется на 14 мА, что очень много с точки зрения линейности.
2. Изменение напряжения на коллекторе Т10 превышает 80 В, в связи с этим - большие изменения Скб и тока коллектора (эмиттера) в течение периода сигнала.

По сути этих двух пунктов: в каждый данный момент времени в течение периода сигнала у нас в позиции Т10 работает другой транзистор, с другими н21э, Скб и каскад имеет иной Ку, чем до этого и после. Изменение Ку каскада в течение периода сигнала - это и есть техническое определение искажений. Если мы знаем, что, как и почему меняет параметры каскада, мы можем с этими изменениями бороться.

3. Высокое выходное сопротивление предыдущего каскада (R11C9), снижающее эффективность последовательной ООС по току эмиттера, которая реализована установкой R19.

Подобные причины нелинейности свойственны всем подобным каскадам УН, в том числе работающим под ООС.

Отсюда понятны принятые для уменьшения этих искажений меры:
1. Применение пары Шиклаи Т10Т12 резко уменьшает размах переменной составляющей тока коллектора Т10 - с 14 мА до 0,1 мА. Сами изменения тока покоя никуда не делись и "перешли" к Т12, но его нелинейность исправляется усилением Т10, работающего в намного более линейном режиме.
2. Но вот зависимость тока коллектора Т10 от напряжения на коллекторе никуда не исчезла и ухудшает линейность каскада на Т10. А ведь это у нас эталонный каскад сравнения для местной петли ООС Т10Т12.

Чтобы уменьшить влияние коллекторного напряжения, использована пара Баксандала: Т8Т10. Здесь любые "самостийные" изменения Uбэ Т10, в том числе и от изменений коллекторного напряжения, приложены к эмиттерному переходу Т8, опирающемуся на референсный потенциал эмиттера Т5 предыдущего каскада. Увеличение Uбэ Т10 вызывает увеличение Uбэ и тока Т8. Увеличение падения напряжения на R19 от тока Т8 уменьшает ток эмиттера Т10 почти на ту же величину, на которую он пытался измениться под действием изменений коллекторного напряжения. В паре Баксандала Т8 уменьшает чувствительность Т10 к изменения коллекторного напряжения.

3. Низкое выходное сопротивление эмиттера Т8 помогает эффективно работать последовательной ООС в паре Шиклаи Т10Т12.

Как известно, Кг каскада с ОЭ растёт на 1% с увеличением входного сигнала на 1 мВ. Хотя главную роль в "тройке" Т8Т10Т12 играет каскад с ОЭ на Т10, принятые меры позволили даже при 1,8 В входного напряжения на базе Т8 снизить уровень собственных искажений такой связки до менее чем 0,03%.

Без подобных мер все попытки линеаризации УН усилителей без общей ООС типа "Миллениумов" обречены на провал.
 
Как по мне, так без ООС-ные усилители - это сферический конь в вакууме, особая форма инжинерного мазохизма. Куча недостатков при не очевидных достоинствах. Но в научных целях, конечно полезная вещь.
 
Подписуюсь. :) В чисто лечебных целях я бы принуждал адептов-безООСия к двум вещам:
к проектированию безООСных усилителей
и
к прослушиванию через них музни с магнитофонов и проигрывателей, в которых УК, УВ и УЗ собраны без ОООС, а также CD-дисков, записанных через звукорежиссёрские пульты с безООСными усилителями.
 
Sagittarius написал(а):
Подписуюсь. :) В чисто лечебных целях я бы принуждал адептов-безООСия к двум вещам:
к проектированию безООСных усилителей
и
к прослушиванию через них музни с магнитофонов и проигрывателей, в которых УК, УВ и УЗ собраны без ОООС, а также CD-дисков, записанных через звукорежиссёрские пульты с безООСными усилителями.
Нажмите для раскрытия...

Это уже не оправданная жестокость, по сути геноцид ;)
 
Начну с главного: полностью безООСный УМ сделать невозможно.
Детализирую, почему.

Основное напряжение входного сигнала сейчас - 2 В. Как на выходе лазерного проигрывателя или ПК. Входной каскад любого безООСного усилителя должен превратить это напряжение в выходной ток с минимальными искажениями.

Конечно, можно напряжение уменьшить. Насколько уменьшим напряжение, настолько же проиграем в шумах. Терять С/Ш тоже неохота.

Поэтому выход только один: наращивать перегрузочную способность входного каскада. А это ну ооочень сложно. Для одиночных транзисторов невозможно вовсе. Поэтому тут поставлен сложный дифкаскад:

два источника тока - Т1 и Т6.
Дело в том, что перегрузочная способность дифкаскада Uвх = 2 (Iэ х Rэ). Но и при этом мы получаем не высококачественный ДК, а всего лишь транзисторы будут работать почти в отсечке. А нам нужно как можно меньше искажений. По формуле Uвх = 2 (Iэ х Rэ) при фиксированном токе для этого надо увеличивать сопротивление эмиттерных резисторов. Повышаем сопротивление резисторов - увеличиваем и приложенное ко входу шумовое напряжение.

Поэтому резистор R9 установлен меж эмиттерами ДК, но постоянный ток по нему не протекает.

А сам дифкаскад для повышения линейности выполнен на парах Шиклаи: Т2Т3 и Т4Т5. Пара Шиклаи охвачена глубокой ООСью. За счёт ООС она линейнее, чем один транзистор. Но ей требуется частотная коррекция: это и есть цепи R6С2 и R13С8.
 
Впервые на Диу-ру обнаружил интерес к этой схеме с нашего форума.
Удивительно!
Почему-то их только безоосные интересуют, цирклотроны всякие, и т. п., нормальные им не нравятся.

Схемы на заметку..

Схемы на заметку..
www.diyaudio.ru
 
Последнее редактирование:
wakh написал(а):
Впервые на Диу-ру обнаружил интерес к схеме с нашего форума.
Удивительно!
Почему-то их только безоосные интересуют, цирклотроны всякие, и т. п., нормальные им не нравятся.

Схемы на заметку..

Схемы на заметку..
www.diyaudio.ru
Нажмите для раскрытия...
С(т)ран(н)ый форум, после регистрации кучу условий нужно выполнить чтобы получить полный доступ, фтопку!
 
Войдите или зарегистрируйтесь для ответа.
Назад
Сверху Снизу