Чебурашки - самые простые сверхлинейники :)

Rus2000

I=U/R
При внимательном рассмотрении усилителя 77R35 в нем обнаруживается избыток усиления, который автор приводит к нужному уровню местными ООС в виде эмиттерных резисторов дифкаскадов.
13:30:55-77R35.png


Упрощенная структура усилителя 77R35:
11:36:40-77R35_simple.gif

При таком запасе усиления можно попробовать без особой потери линейности заменить весь первый дифкаскад на один заурядный операционный усилитель:
11:37:08-OpAmp77_1DK+TZ.GIF

Первая же попытка вставить завалящий TL071 вместо первого ДК показала коэффициент гармоник на уровне 80u%!
13:59:29-OpAmp77_TL071_1DK.gif

После некоторой доводки схема с TL071 показала результат на уровне 20u%! У нее были проблемы с ФЧХ, но главное, что топология была рабочая.

Опробовано несколько разных ОУ и несколько вариантов второго каскада в прямом и инверсном включении усилителя.
Некоторые из простых вариантов второго ДК:
Простой npn диф
11:38:08-OpAmp77_1DK-npn.GIF

Простой pnp диф
11:38:21-OpAmp77_1DK-pnp.GIF

Симметричный диф
11:38:51-OpAmp77_2DK.GIF

Обновлено:
В симметричной схеме нет ООС по току покоя ВК УН. Поэтому при разбросе параметров транзисторов в дифкаскадах может наблюдаться сильное изменение тока покоя ВК УН (см. тему УМ Донецк, там наблюдалась аналогичная ситуация).
Поэтому надежнее использовать асимметричные схемы с токовым зеркалом или без такового.

Более сложные варианты дифкаскадов пока не рассматривались, т.к. стояла задача сделать простую схему при достаточной линейности. От ДК с зеркалом было решено отказаться из-за его асимметрии, при сложности, сравнимой с симметричной версией, хотя сама схема неплохая - можно ее покрутить.
В итоге упор был сделан на две версии: с одним простым дифкаскадом, как самая простая из всех, и с симметричным ДК, как наиболее линейная из простых при любых режимах работы.
YuriyB моделировал усь по схожей топологии, но на мой взгляд, у него были слишком сложные версии, лишние зеркала, ГСТ и прочие узлы.
Хотелось добиться максимума линейности при минимуме деталей и настроек.
 
УМ Чебурашка с простым ДК и двухэтажным питанием:
09:05:07-OA77_1DK_v03_SCH.gif

Эта версия отличается идеальным клипом.
Получены следующие результаты:
Ку@20кГц = 116дБ. Запас по фазе - 72 градуса!
09:05:31-OA77_1DK_v03_Tian.gif

Кг < 10u%, Кими < -148дБ
09:05:48-OA77_1DK_v03_IMD.gif

переходная характеристика отличная, Клип отличный:
09:06:09-OA77_1DK_v03_Clip.gif



УМ Чебурашка-2 (или Чебурашка-2ДК) с симметричным ДК и двухэтажным питанием:
01:33:03-OA77_v04_SCH.gif

Инверсное включение именно в таком виде выбрано для уменьшения влияния антиклиповых диодов на сигнал.
Получены следующие результаты:
Ку@20кГц = 128дБ. Запас по фазе - 56 градусов.
01:33:48-OA77_v04_Tian.gif

Кг < 3u%, Кими < -160дБ
01:34:16-OA77_v04_IMD.gif

переходная характеристика отличная:
01:34:41-OA77_v04_Pulse.gif

Клип приемлемый, с небольшим тычком на выходе с полки:
01:35:02-OA77_v04_Clip.gif
 
Телефонный усилитель "Чебурашка" с простым ДК:
01:38:20-HA77_SCH.gif

Получены следующие результаты:
Ку@20кГц = 126дБ. Запас по фазе - 50 градусов.
01:38:47-HA77_Tian.gif

Кг < 3u%, Кими < -170дБ
01:39:23-HA77_IMD.gif

переходная характеристика отличная.
Клип не очень нравится, но тут есть простор для настройки коррекции.
01:39:44-HA77_Clip.gif


Можно сбросить децибел 6-10 усиляжу - клип поправится. Но так же раза в 2-3 подрастут искажения.
Не могу решить, что для ушника лучше...
 
УМ "Парус-2" с симметричным ДК и квазикомплементарным ВК
Попытка сделать усилитель для быстрой бескровной модернизации старых БРИГ-ов, собранных на транзисторах КТ808А.
Версия усилителя с симметричным ДК и квазикомплементарным выходным каскадом:
01:44:22-PaRus-2_SCH.gif

Получены следующие результаты:
Ку@20кГц = 120дБ
Кг < 70u%, Кими < -140дБ
01:44:46-PaRus-2_IMD.gif

переходная характеристика с запильчиком в минусовом плече:
.
01:45:26-PaRus-2_Pulse1.gif

Подробнее:
01:46:12-PaRus-2_Pulse2.gif


Клип плохой, даже ужасный. Нужно что-то делать с квазикомплементарным ВК:
01:46:49-PaRus-2_Clip.gif


Начинают сквозняки шарашить в клипе...
 
Rus2000 написал(а):
Телефонный усилитель с одним ДК:

Получены следующие результаты:
Ку@20кГц = 126дБ
Кг < 3u%, Кими < -170дБ
переходная характеристика отличная.
Клип приемлемый, с небольшим тычком на выходе с полки

Модельку можно?
 
потерпите чуток...
Фух, вроде основное накидал.

"Не стреляйте в пианиста - он играет, как умеет." (с)
 
Rus2000 написал(а):
УМ с симметричным ДК и двухэтажным питанием:
Ну наконец-то!

Вопрос по номиналу резистора R1. Не запалим первый тр-р ДК? Вроде как призывали увеличить до больших величин?
 
YuriyB написал(а):
Rus2000 написал(а):
УМ с симметричным ДК и двухэтажным питанием:
Ну наконец-то!
Вопрос по номиналу резистора R1. Не запалим первый тр-р ДК? Вроде как призывали увеличить до больших величин?
R1, по большому счету, тут и не нужен. Его номинал по порядку величины сравнИм с выходным резистором внутри ОУ.

С точки зрения безопасности, диапазон напряжений на входе ДК жестко ограничен местной цепочкой динамической коррекции (D13-D16, R3).
А диапазон токов ДК при данных входных напряжениях жестко задан резистором R7, который выполняет роль ГСТ. Синфазного напряжения на входах ДК нет, поэтому допустИмо использовать простой резистор вместо ГСТ.

А увеличивать этот резистор призывали в случае, когда антиклиповые диоды сбрасывали лишнюю напругу в землю.
Чтоб разгрузить при этом выход ОУ, использовали резистор номиналом 1-2кОм (получая в клипе пиковый ток порядка 6-12мА).
Но этот резистор вместе с емкостями последующих транзисторов и диодов образовывал ФНЧ, поэтому приходилось шунтировать его конденсатором (100-1000пФ).
Короче говоря, конструкция потихоньку разрасталась.
И искажений в нормальном режиме получалось больше при таком способе ограничения амплитуды.
 
Позвольте влезть в чужой монастырь :) Чуть-чуть поправил под себя модельку симметричного УМ, питание УН/ВК 55/45, Uвх 1,5В, Uвых 32В, выходные и предвыходные транзисторы - по две пары, ТП 210мА. Ограничение нормальное, если удастся в железе такого добиться - будет хорошо. Эх, растравили мне душу :) Быть может соберу макет сего прекрасного УМа, но это не скоро, нужно еще до конца определится с моделькой перед тем как ПП макета трассировать, но для этого всего нужно еще где-то время найти

THD 0,000002% IMD <-190 dB
 

Вложения

  • sin.jpg
    sin.jpg
    54.8 KB · Просмотры: 75
  • pulse.jpg
    pulse.jpg
    59.7 KB · Просмотры: 55
  • klipp.jpg
    klipp.jpg
    55.3 KB · Просмотры: 80
Еще раз о Ку@20кГц.
Рассмотрим график петлевого усиления для Че-2ДК и наложим на него несколько отрезков, соответствующих скоростям спада АЧХ от 20 до 80 дБ/дек:
13:00:01-TIAN.gif


Коротенький красный отрезок, пересекающий линию 0дБ со скоростью 20 дБ/дек, соответствует желаемому ходу АЧХ вблизи Фед.
Три длинных отрезка пересекаются с первым примерно в районе частоты 1,0-1,5МГц.
Прекрасно видно, какие предельные значения Ку@20кГц могут соответствовать разным скоростям спада АЧХ.

Первый отрезок можно сдвинуть немного правее для телефонных усилителей, т.к. используемые в них выходники могут обладать лучшими частотными свойствами.
Соответственно, получаем более высокое значение Ку@20кГц при устойчивой работе усилителя в любом режиме.

Т.е. в принципе мы можем только немного двигать влево-вправо точку Фед и/или немного сдвигать точку пересечения отрезков.
 
Vadim 161 написал(а):
Позвольте влезть в чужой монастырь :) Чуть-чуть поправил под себя модельку симметричного УМ, питание УН/ВК 55/45, Uвх 1,5В, Uвых 32В, выходные и предвыходные транзисторы - по две пары, ТП 210мА. Ограничение нормальное, если удастся в железе такого добиться - будет хорошо. Эх, растравили мне душу :) Быть может соберу макет сего прекрасного УМа, но это не скоро, нужно еще до конца определится с моделькой перед тем как ПП макета трассировать, но для этого всего нужно еще где-то время найти
THD 0,000002% IMD <-190 dB
Какое значение Ку@20к получилось?
Можете модельку показать?
 
Rus2000 написал(а):
УМ с симметричным ДК и двухэтажным питанием:
01:33:03-OA77_v04_SCH.gif
Обсчитай для порядку версию с ОБ на выходе УН.
Думаю, жирно будет англосаксам называть наши усилители ОрАмр. Надо как-то по-русски назвать.
Захотят линейности - пусть учат русский язык. А не захотят: фак ю, мазафака нигга, сидите на острове, жуйте свои 30 дБ петлевого.
 
Sagittarius написал(а):
Rus2000 написал(а):
УМ с симметричным ДК и двухэтажным питанием:
Обсчитай для порядку версию с ОБ на выходе УН.
Пробовал ОБ вместо Баксандала.
Запаса по фазе мало выходит. Может быть что-то не так делал.
Но просмотрю еще раз.

Думаю, жирно будет англосаксам называть наши усилители ОрАмр. Надо как-то по-русски назвать.
Захотят линейности - пусть учат русский язык. А не захотят: фак ю, мазафака нигга, сидите на острове, жуйте свои 30 дБ петлевого.
Для Паруса вроде согласовали имя.
Если честно, щас ничего толкового в голову не приходит. Но этот вопрос на контроле.

Может быть устроить конкурс?
Коллеги, пишите в тему ваши варианты названия уся.
Потом соберем все в один список и выберем лучший.
 
dbokov написал(а):
Коллеги, пишите в тему ваши варианты названия уся.
ЛинКор :)
Было.
Правда, не Линкор, а Stonecold от Линкора.
Но название Линкор будет вызывать путаницу.

Вот навскидку:
Сталинград
Байкал
Эльбрус
Эверест
Союз
Шикотан ;)
Протон
Буран
Чебурашка
 
Из этого списка на мой взгляд только Байкал подходит. И да, модельку гляньте, в конце прошлой страницы выложил.
 
Vadim 161 написал(а):
Из этого списка на мой взгляд только Байкал подходит. И да, модельку гляньте, в конце прошлой страницы выложил.
Снижено питание и чуток изменен ВК.
Две пары предвыходников на две пары выходников (формула 1-2-2) - выигрыш есть по сравнению с 1-1-2?
 
Rus2000 написал(а):
Думаю, жирно будет англосаксам называть наши усилители ОрАмр. Надо как-то по-русски назвать.
Захотят линейности - пусть учат русский язык. А не захотят: фак ю, мазафака нигга, сидите на острове, жуйте свои 30 дБ петлевого.
Для Паруса вроде согласовали имя.
Если честно, щас ничего толкового в голову не приходит.
Может быть устроить конкурс?
Придёт. Ты - автор, тебе и называть.

1441277766_%D0%B8%D0%B3%D1%80%D0%B0_%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B2_winter_is_comingjpg_normal.jpg


1380195722_719391712.jpg
 
Назад
Сверху Снизу