PERATRONIKA: балансный предусилитель

voron

voron

Старожил

Репутация:

Предлагается к обсуждению концепция усилителя на основе нового схемотехнического решения - балансного диффкаскада с внутренней ООС.



Рассказывать, как оно работает - не стану. Лучше сами проверьте в симе и разберитесь. Потом сверим часы :cool:

Результат работы:

Спектрограмма снята в дифференциальном (балансном) режиме при Кус = 2 (6 дБ) и входном сигнале 1 В (амп).
Графики: зелёный - баланс, красный - небаланс (с одной половинки). Соответственно, -146 дБ (по третьей гармонике) и -106 дб (по второй гармонике).

Главное: чрезвычайно чистый спектр - фактически присутствуют только 2 и 3 гармоники. Что позволяет прогнозировать очень хорошее звучание.

При подключении входа к небалансу естественным образом поднимается вторая гармоника - до -86 дБ примерно. Что, конечно, не столь впечатляюще - но, тем не менее, -86 - это примерно 0.005%. При этом спектр по характеру сохраняется - то есть, сверхкороткий (2-я и 3-я).

ХИНТ: понятно, что естественная область применения такого уся - балансные тракты. Но и в небалансных он тоже в грязь лицом не ударит. Потому непременно стоит его отслушать и в таком варианте.

Комментарии к конкретно этой схеме: усь настраивается в очень широких пределах. И, главное, показывает отличный результат при переводе в режим без ОООС - артефакты остаются практически такими же. Это открывает путь к новым решениям при построении всего тракта и позволяет переосмыслить всю коныепцию звукоусиления.

ХИНТ: отдельное замечание к аргументации в критике концепции - я не считаю оценку качества тракта через глубину ОООС легитимной. Уху не важны инженерные соображения - его волнуют только слышимые им, ухом, артефакты. То есть, компоненты сигнала, которых не было в поданном на вход сигнале.
Поэтому разумной будет только инженерная критика через демонстрацию именно артефактов с попыткой обосновать причины их появления и методы их устранения.
Слуховое восприятие принимается в качестве объективного и значимого аргумента - но при соблюдении определённых условий.

Симулятор - аргумент объективный. С точностью до верности используемых моделей. Главное же - в отличие от психики, это инженерное средство обладает более высокой воспроисводимостью.

ЗЫ: ещё одно замечание - схема приведена без коррекции. Но корректируется она хорошо - просто и надёжно...
Нюансы коррекции - это предмет обсуждения.
В целом же - работоспособно и без коррекции в большинстве случаев...

ХИНТ: в ТРИЗ существует понятие "сильное решение" - в данном случае использовано именно сильное решение - новое и незнакомое тусовке.
На базе этого решения мной создано много усилителей разного назначения - от микрофонных и телефонных до корректоров и полных УМЗЧ.
Потому при изучении схемы правильно будет разобраться именно с этим ключевым решением - и понять, какие именно фишки оно даёт конструктору.
И фишек этих - много. Новых и полезных...

Updated by Rus:
Поправлены картинки...
 

Вложения

Последнее редактирование модератором:
Y

YuriyB

Горняк

Репутация:

Какие применены полевики?
 
voron

voron

Старожил

Репутация:

Сорри - забыл уточнить по комплектовке.
Симулировалось на классических ВС-шках 547/557 - хотя годятся любые нормальные транзисторы.

В качестве основного варианта - на входе именно ВС-шки. Проверялось с жифетами и мосфетами - j202 и 2n7000 - просто, что б сравнить, что меняется.
По сути - не меняется ничего.

Для себя в качестве предпочтительного варианта я выбираю КП364Г - их есть у меня.
Полевики - для исключения входного конденсатора (без токов смещения).
 
Y

YuriyB

Горняк

Репутация:

Ещё вопрос. R3 это 1 миллиом и 1 мегаом?
 
voron

voron

Старожил

Репутация:

Эта конфигурация - универсальная:её можно настроить в равной мере, как для ОООСного усиления, так и без-ОООСного.
Это достигается игрой номиналами резисторов.
Мой сим (Писпайс) не допускает нулевого значения сопротивления - потому я ставлю то, что просто и быстро вбить на клаве.
естественно, это миллиом - потому, что мегаомы там пишутся, как MEG.

R3 регулирует дифференциальное усиление хитрого диффкаскада - если разомкнуть ООС, то этим сопротивлением подбирается нужное общее усиление.

ХИНТ: всех потенциальных возможностей нового узла я не изучил - это много работы.
Но пока что мне сдаётся, что наиболее интересен режим ограниченного петлевого усиления в сочетании с неглубокой ООС (6...10 дБ), оптимизирующей выходное сопротивление (что б усиление не гуляло в зависимости от внешней нагрузки.
И это - не мнение, списанное с потолка, а результат поиска зоны наименьших искажений. Это сочетание расклодок общей и местной ООС можно исследовать в полном диапазоне, ориентируясь на уровень артефактов, как объективный критерий.

В общем - симулируйте и наслаждайтесь гибкостью возможностей регулировки...
 
Rus2000

Rus2000

I=U/R

Репутация:

На базе этого решения мной создано много усилителей разного назначения - от микрофонных и телефонных до корректоров и полных УМЗЧ.
...всех потенциальных возможностей нового узла я не изучил ...
Звучит как "На базе узла, возможности которого не изучены, создано много усилителей"...
 
Rus2000

Rus2000

I=U/R

Репутация:

я не считаю оценку качества тракта через глубину ОООС легитимной. Уху не важны инженерные соображения - его волнуют только слышимые им, ухом, артефакты. То есть, компоненты сигнала, которых не было в поданном на вход сигнале.
Поэтому разумной будет только инженерная критика через демонстрацию именно артефактов с попыткой обосновать причины их появления и методы их устранения...
ОООС - средство.
Средство снижения тех самых артефактов.
Одно из...
 
Sagittarius

Sagittarius

Старовер

Репутация:

Посмотрел. В общем, потенциал есть. 8709
Исходно усь будился, поставил С1С2.
  1. На линейность позитивно влияет ток входных транзисторов.
  2. И исключение R13.
Щас даёт напряжение под потолок, с усилением (см. R12), Кг дифференциального сигнала на out - 0,000.3%. Что, конечно, не ахти по сравнению с нашими повседневными схемами, но твёрдое ОГО по сравнению с окружающим форум ширпотребом.
 

Вложения

voron

voron

Старожил

Репутация:

Звучит как "На базе узла, возможности которого не изучены, создано много усилителей"
А так и есть :p

Первоначально конфигурация синтезирована долгим эволютивным путём для микрофонного усилителя.
Когда конфигурация устаканилась и лишние рюшки с неё снялись - оказалось, что фактически это новое решение с комплексом своих свойств - и практически в неизменном виде применимо практически для всех потребностей.
И по мере осознания этих свойств удаётся расширять применение - сейчас, я к примеру рисую компрессор. Причём, сразу в двух версиях: с опторегулятором и с регулятором на фет.
Что характерно - в полевой реинкарнации у этой схемы артефакты ниже -90 дБ. Что по моему разумению - совершенно уникально...

ХИНТ: в УМЗЧ перспективно решение с полной симметрией - например, мост или же цирклотрон...
 
voron

voron

Старожил

Репутация:

ОООС - средство.
Средство снижения тех самых артефактов.
Одно из...
Разумеется. Именно это я имею ввиду.
При этом, мой выбор таков: при прочих равных по артефактам, я выберу решение с меньшей глубиной ОООС и большей независимостью каскадов. Причём - это концептуально: в тракте проблемы отдельного каскада должны решаться на месте, а коррекция через ОООС - это способ удаления гландов через анус...
 
voron

voron

Старожил

Репутация:

Модель для ЛТС:
Сразу имеет смысл врисовать коррекцию - между базами Q3 и Q8. Что б потом долго и мучительно не перерисовывать компактифицированную схему.
Рисовать сразу последовательную RC цепочку.

В ООСных применениях - это именно внутрипетлевая коррекция, а в безООСных - надтональный фильтр...

ЗЫ: Кстати, Q3 и Q8 можно менять на МОПы - 2n7000 и иже с ними (при изменении полярности на обратную и смене биполяров на комплементарные).
Тоже прикольный по некоторым случаям вариант - крутизна поменьше, но нет базовых токов...
 
Последнее редактирование:
voron

voron

Старожил

Репутация:

Исходно усь будился, поставил С1С2.
Есть мысль и я её думаю: коррекция в дифференциальном контуре одной цепочкой правильней, чем независимая коррекция в каждом плече.
Убеди меня в преимуществах независимой коррекции...

ФЧХ тоже хотелось бы увидеть - для сверки симуляторов.

И что конкретно дало введение каскодов на жифетах - в графике: мне представлялось, что наличие местной ОС в эмиттерах входного диффа самодостаточно.

По поводу усложнения нагрузки на выходе - пока не разбирался. Навскидку - какой артефакт этим ликвидирован?
 
Sagittarius

Sagittarius

Старовер

Репутация:

Убеди меня в преимуществах независимой коррекции...
Короткий путь коррекции, без охвата лишних каскадов, широкая полоса работы коррекции, малый набег фазы.
коррекция в дифференциальном контуре одной цепочкой
Имеет место быть. Но там надо связывать высокоомные точки выхода каскада, с учётом сказанного выше.
что конкретно дало введение каскодов на жифетах
Немного. Но при работе от высокоомного источника усь станет на десятки дБ линейнее, чем без слежения. См. МАСТЕР, УНИКУМ-2
 
Phantomas

Phantomas

VIP

Репутация:

Щас даёт напряжение под потолок, с усилением (см. R12), Кг дифференциального сигнала на out - 0,000.3%.
Если поставить реальные ГСТ, то искажения вырастают примерно на порядок, и спектр уже не такой короткий.
 
voron

voron

Старожил

Репутация:

Но там надо связывать высокоомные точки выхода каскада, с учётом сказанного выше.
Так высокоомные точки и связаны - базы диффпары.
Зато в безООСной конфигурации эта коррекция работает в качестве надтонального фильтра, который по жизни штука небесполезная.

ХИНТ: все варианты укладываются в одну топологию и потому можно на одной печатке соорудить конкретно на свои вкусы.

Немного. Но при работе от высокоомного источника усь станет на десятки дБ линейнее, чем без слежения. См. МАСТЕР, УНИКУМ-2
ОК. Примем, как фишку.
 
Сверху Снизу