Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,194
6,702
Плюк
Схемотехнически простые, но неплохо звучащие усилители с ТОС придуманы уже давно.
Базовая структура у них очень простая: входная четверка (симметричный ОК-ОЭ), симметричный выход УН на каскадах с ОЭ и мощный повторитель. Все это охвачено петлей ООС, сигнал которой подается в эмиттеры входной четверки.
Такие усилители выпускались промышленно и создавались любителями: Маранцы, Сайрусы, Мириады, Апексы, Линксы и еще множество вариаций на эту тему.

Ну и в какой-то момент Финн предложил допилить ТОС-ник до сверхлинейного состояния.
Исходная задача: получить максимум линейности и, соответственно, отличный звук, при минимальных затратах.
За основу был взят один из самых простых, но эффективных вариантов реализации ТОС-ника:
1644510398061.png

В процессе моделирования и макетирования в исходную схему были внесены изменения:
- Для повышения линейности и термостабильности входного каскада добавлены следящие каскоды на выходы четверки.
- Для повышения линейности и термостабильности выхода УН применены четверки Акопова-Баксандала.
- Уточнены режимы и коррекция.

Уточненная версия схемы:
1644510415097.png
Петлевое - 81дБ/20кГц. Расчетные искажения на нагрузке 8 Ом - не хуже 0,00022%. На первом ватте - не хуже 0,00002%

После проведения полевых испытаний по результатам прослушивания был снижен ток покоя ВК УН, повышена чувствительность схемы и уточнена коррекция.
Текущая версия Фотона, работающая в железе:
Foton_v11_Logo.GIF
Петлевое - 67дБ/20к. Расчетные искажения на нагрузке 8 Ом - не хуже 0,001%. На "первом ватте" - не хуже 0,0001%.

Усилитель, собранный без ошибок и из исправных деталей, требует только настройки тока покоя и порога срабатывания триггерной защиты.

Относительно исходной версии Фотона, потеряно 14дБ петлевого усиления, но звук, по словам Финна, стал лучше.
Т.е. тут наблюдается феномен, требующий тщательного изучения: снижение линейности почти в 5 раз привело к улучшению звучания.
На текущий момент просматриваются два возможных объяснения:
- Рост искажений источника при повышении уровня сигнала в 3 раза (уровень при прослушивании обоих вариантов схемы регулировался программно, усилитель был подключен непосредственно на выход ЦАПа).
- Рост искажений входной четверки при увеличении амплитуды сигнала на ее входах. Но тут, вроде, приняты меры по борьбе с этим явлением.

Тема на Паяльнике:
m.cxem.net/index.php?/topic/238199-%D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BD-%D1%81%D0%B8%D0%BC%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D1%83%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C-%D1%81-%D1%82%D0%BE%D1%81/

Собранная плата:
Boards_v11-.jpg
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,194
6,702
Плюк
Клип 18кГц:
Clip_18kHz.jpg
На 1кГц еще красивее.

Квадрат 20кГц:
1644512616247.png
Конденсатор ФНЧ временно отключен.
Показан только положительный фронт, для большей подробности. Отрицательный выглядит аналогично.

Спектры на нагрузке 6 Ом:
THD_10W_1kHz_6Ohm_.jpg
THD_10W_10kHz_6Ohm_2.jpg

THD_40W_1kHz_6Ohm_2..jpg
THD_40W_10kHz_6Ohm.jpg

THD_70W_1kHz_6Ohm.jpg
THD_70W_10kHz_6Ohm.jpg

Интермоды 19+20к (12 ватт):
IMD_12W_6Ohm.jpg
Видно, что попадающие в звуковой диапазон компоненты спектра искажений имеют уровень ниже 0,0004%.

Спектрами занимался наш коллега:
Vologchik написал(а):
ЦАП AH-D6.1 был в роли генератора а АЦП был откалиброванная ASUS Xonar Essence STX II
 
Последнее редактирование:

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,194
6,702
Плюк
Про улучшение звука при уменьшении петлевого (и линейности) и про улучшение, вообще, относительно стартовой версии схемы.

Слежение за выходами четверки заметно улучшает звук по сравнению с голой четверкой.
Дальнейшее заметное улучшение происходит только при увеличении чувствительности схемы примерно в 3 раза (с 15 до 47).
Но чувствительность даром не дают, поэтому за нее пришлось выложить столько же петлевого усиления.

Это позволило снизить входной сигнал УМ в те же самые 3 раза.
Поэтому улучшение звучания может быть связано либо со снижением искажений входной четверки, либо со снижением искажений источника (т.к. сигнал на вход подавался непосредственно с выхода ЦАП и уровень регулировался программно).
Этот вопрос еще предстоит изучить.

Флуд в духе "ААА_мы_говорили, что сверхлинейность это не главное" будет пресекаться без дальнейших предупреждений.
Просто потому, что повышение линейности схемы по сравнению с исходным Сайрусом/Апексом слышно прекрасно.
Тут нечто другое.
Как говорит тов. Финн - "Все чистенько, но подача отличается".

Сравнения проводились вот с этой схемой:
Cyrus 3i Schematics.gif
Петлевое - 32дБ/20к.
Расчетные искажения почти на два порядка выше, чем у Фотона. И это слышно. Но "подача" отличается.
Точнее, отличалась.
Сейчас "подача" не отличается, а линейность выше.
 
Последнее редактирование:

Sаgittarius

Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
10 Дек 2021
2,749
1,404
Гейропы
ru.wikipedia.org
1644522146472.png
Было. Ку=1,5к/0,022

1644522266004.png
Стало. Ку=1,1к/0,022
Или что то же самое,
Ку=UR43/UR40
1644522876150.png
но важность этой формулы вы поймёте 8-ю абзацами ниже.
Пока что 27% усиления исчезло.
Почему?
На выходе первого каскада находится критическая точка этого схемотипа. Первый каскад нагружен на резистор, чем нарушает максиму Видлара: для съёма максимального усиления с каскада грузи его на ГТ или зеркало.
Что можно сделать?
Повысить сопротивление резистора. В 2 раза увеличишь - +6 дБ усиления. В 3 раза - +10 дБ.
Ну, и примерно во столько же раз лягут искажения.

Как сделать?
На вход второго каскада установить повторители. Один повторитель - +0,65 В падения напряжения на нагрузке - R43, два повторителя - +1,3 В.
Ку=UR43/UR40
Для сохранения режимов сопротивление R43 придётся увеличить, отсюда повысится усиление и улучшится линейность.

Но ещё круче сделать так:

1644523241690.png 1644523366490.png

Напряжения на коллекторе каскода у нас достаточно, можно откусить от него хоть 3 В, хоть 10 В.
Единственное требование - подбор диодов с общим разбросом не более 50 мВ и стабилитронов с разбросом 100 мВ. Это технически легко выполнимо.
Ну, шо я сделаю, если приспичило взяться за ТОСник. Надо добивать его до конца.

Различие разбросов именно такое просто потому, что резисторы в нагрузках будут иметь разброс сопротивлений не менее 1%, и для 10 В разброс 1% равен 100 мВ.

Так победим.
Диоды, стабилитроны, конечно, внесут свои искажения. Но усиления и общей линейности они добавят гораздо больше.
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,194
6,702
Плюк
Пока что 27% усиления исчезло.
И ты накатал этот свой длиннющий пост ради 2дБ???
Конечно беда. Все пропало, гипс снимают...

На вход второго каскада установить повторители
Ну да.
И его термостабильность сразу улетучится.
Сейчас УН термостабилен, как танк на постаменте.
Мыслить надо ширше, а к людям попроще.

Не так считается.
Физику и математику прогуливал?
 

Sаgittarius

Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
10 Дек 2021
2,749
1,404
Гейропы
ru.wikipedia.org
И его термостабильность сразу улетучится.
Ну, дык. Теперь ты понял, почему я не брался за ТОСники. Гиблый схемотип.
Кстати, для схемы со стабилитроном так категорично говорить нельзя. Есть термостабильные приборы.
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,194
6,702
Плюк
На самом деле, каскад должен дать 80 дБ максимум. Дал? Не? Хм. А чо оно так?
На самом деле выше написано, что петлевого было 82дБ. И Ку схемы 24дБ.
Так что каскады "дали" 106дБ/20к в уже скорректированном усе.
Позже "перекачали" часть усиления в чувствительность.
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,194
6,702
Плюк
Теперь ты понял, почему я не брался за ТОСники. Гиблый схемотип.
Вас с Ильичом послушать, так все схемотипы гиблые. :)
А они, таки, работают. И линейности мы из них выжимаем прилично.
Ильич сказал "выжимаете сок из дифкаскада" :) (за точность цитаты не ручаюсь, поправьте, если что).
 

Sаgittarius

Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
10 Дек 2021
2,749
1,404
Гейропы
ru.wikipedia.org
Так что каскады "дали" 106дБ/20к
А должны были дать овер 160 дБ: 80 дБ - входной, свыше 80 дБ - выходной.
Это замеренные данные, не фантастика.
На резистивной нагрузке первого потерялось свыше 50 дБ усиления.
 

Sаgittarius

Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
10 Дек 2021
2,749
1,404
Гейропы
ru.wikipedia.org

Sаgittarius

Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
10 Дек 2021
2,749
1,404
Гейропы
ru.wikipedia.org
Т.е. если двухкаскадный Мастер дает 100+дБ/20к, то простенький двухкаскадный ТОС-ник должен давать в 1000 раз больше???
Во-во. МАСТЕР даёт петлевого 110 дБ/20к, а Кухх, о котором речь, у него на КуООС (27 дб) больше.
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,194
6,702
Плюк
Тысячная процента неприлична.
Вот тут мы приходим к вопросу, который мне интересен больше, чем попытки выжать сок из ТОС-ника за счет потери термостабильности, или обсуждение гиблости схемотипов.

А именно: улучшение "подачи" при повышении чувствительности и росте искажений.
Тысячная - это сейчас. До повышения чувствительности было меньше тысячной.

Надо бы найти причину...
 

Sаgittarius

Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
10 Дек 2021
2,749
1,404
Гейропы
ru.wikipedia.org
Тысячная - это сейчас. До повышения чувствительности было меньше тысячной.

Надо бы найти причину...
Сделай ему КуООС=10, не более, и сосредоточься на линейности от РГ.
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,194
6,702
Плюк
свыше 80 дБ - выходной.
80дБ/20к, это значит, что Фед этого каскада будет равна 200МГц.
Патамучо спад тут идет со скоростью 20дБ/декаду.

Сферические рассуждения в вакууме, конечно увлекательны.
Но придется уносить это все в забавные непонятки...
 

Sаgittarius

Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
10 Дек 2021
2,749
1,404
Гейропы
ru.wikipedia.org
1644526379743.png
Вот это меня смущает. Симуль может не просчитывать линейность при Укб=0.
Перекинь в железе коллекторы повыше:

1644526508130.png
 

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