|
Domestic Amlifier FURIOUS со следящей обратной связью
|
|
| Hennady | Дата: Четверг, 08.06.2017, 14:35 | Сообщение # 1 |
|
Группа: Удаленные
|
Предлагаю вариант простого усилителя для дома, основная идея это комбинация отрицательной и положительной обратной связи
результат - довольно высокое входное сопротивление (35кОм), достаточная низкая частота 10Гц(-3Дб) остальные характеристики ниже по тексту:
* во входном каскаде УН отсутствуют электролитические конденсаторы
* благодаря следящей обратной связи, сформированной R4R1С2, входное сопротивление Rвх=35кОм,
* с добавкой С4 в динамическую нагрузку - Нижняя граница частоты 9Гц
* частотный диапазон (по уровню -3дБ) 9 Гц - 77 кГц
* топология симметрична по току: транзистор УН и аналогична ему динамическая нагрузка реализована на одном типе транзистора
* симметричность по напряжению на выходе схемы ввиду неравенства комплиментарной пары по току настраивается подбором резистора R19
* Выход с УН на выходной каскад осуществляется с разделенного пополам резистора R9 (R9`+R9``) , при этом выходное сопротивление каскада СРПП УН достаточно для работы на низкоомные сопротивления R11 R14 токозадающей цепи смещения выходного каскада, и, таким образом, коэффициент усиления схемы составляет 19дБ
* выходной конденсатор С9 "сидит" именно на "земле"
* катушка индуктивности на выходе довольно большого номинала 30мкГн (данные по намотке во вложении) - она снижает искажения в два раза выше 20кГц, сама катушка шунтирована сопротивлением R18 20 Ом
* вторичка трансформатора 57 Вольт минимум 1.2 А для одного канала
* на выходе стабилизатора принципиально отсутствует конденсатор, т.к. конденсатор на выходе стабилизатора на повторителе сильно влияет на звучание не лучшую сторону, без конденсатора этот недостаток отсутствует, однако это увеличило искажения, но улучшило спектр
* Тау "RС-гирлянды" стабилизатора (R23C10R24C11R25C12) ослабляет/устраняет щелчки при включении выключения питания
* выходное сопротивление усилителя 0.8 Ома
* максимальная выходная мощность при нагрузке 8Ом = 25Ватт
* искажения номинально(при Uвх = 1В) THD=0,12%
* на слабом сигнале доминирует 2-я гармоника, на максимальном - добавляется 3-я
.
P.S. Макет рабочего усилителя во вложении, если есть вопросы - задавайте, если есть предложения по доработке - предлагайте...
Сообщение отредактировал Hennady - Суббота, 10.06.2017, 09:13 |
|
|
|
|
| Hennady | Дата: Суббота, 10.06.2017, 09:18 | Сообщение # 2 |
|
Группа: Удаленные
|
выкладываю данные по анализу искажений в симуляторе для Uвх ~1В усилителя Фурия(в старттопике)
данные по анализу искажений в симуляторе на максимальном сигнале Uвх ~2В усилителя Фурия(в старттопике)
3Д модель усилителя:
Сообщение отредактировал Hennady - Воскресенье, 11.06.2017, 17:46 |
|
|
|
|
| Hennady | Дата: Воскресенье, 11.06.2017, 16:05 | Сообщение # 3 |
|
Группа: Удаленные
|
Смоделировал, спаял макап и сейчас прослушиваю вариант усилителя Фурия с уменьшенным выходным сопротивлением Furious-2
*добавлен Шунт на транзисторах VT3VT5 для этого был добавлен дополнительный повторитель на BD139/BD140 VT4 VT6
*схема чувствительна к качеству монтажа, добавлены шунтирующие конденсаторы
усилитель звучит ИМХО очень качественно...
схема во вложении:
Сообщение отредактировал Hennady - Воскресенье, 11.06.2017, 16:42 |
|
|
|
|
| Hennady | Дата: Воскресенье, 11.06.2017, 16:18 | Сообщение # 4 |
|
Группа: Удаленные
|
отличительная черта - искажения слабо зависят от уровня входного сигнала, меняется только спектр
вот спектрограмма из симулятора на максимальном уровне сигнала, видно что доминирует 2-я гармоника:
Сообщение отредактировал Hennady - Воскресенье, 11.06.2017, 16:19 |
|
|
|
|
| sanderch | Дата: Воскресенье, 11.06.2017, 18:54 | Сообщение # 5 |
Группа: Проверенные
Сообщений: 150
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
|
Да Hennady, вы немного в пролёте,
Сейчас сезон отпусков,дач и огородов. Даже главный критик молчит,наверно греет,где-то, свое бренное, или картошку окучивает. Ну ничего он вернется,вам будет о чём поговорить,а там и остальные подтянуться.
|
|
|
|
|
| Hennady | Дата: Вторник, 13.06.2017, 16:49 | Сообщение # 6 |
|
Группа: Удаленные
|
любая модель требует практического подтверждения, для усилителя "Furious-2" был собран макет (см. вложение), точнее переделан из усилителя Фурия (1-й вариант) в стартопике.
согласно макапа следуюшие изменения:
*R6 R2 увеличены до 91k, т.к. подбор резистора R19 для симметрирования напряжения на выходе усилителя рабочий ток УН сильно упал, увеличив R2 R6 вернул в норму.
* Более точное значение R19 для подбора cоставляет 270 ом
* резисторы R12 R13 и R20 были заменены на резисторы R12=R13=39 ом, так улучшилась термостабильность выходного каскада, настраивать начальный ток нет необходимости, поэтому R20 был убран
* Добавлена цепь Цобеля R20 C14
* в схему добавлен С8, с ним искажения меньше, т.к. для выходного каскада нагрузка более симметрична
* Т.к. линейные стабилизаторы на базе эммитерного повторителя "плохо" переносят нагрузку из больших емкостей , а у нас добавлен конденсатор С8, который с конденсатором С9 образуют емкость в 5000мкф, форма ослабленных пульсаций питания искажается и смещается по фазе на 20 градусов (это видно по симулятору), чтобы исправить положение введен дроссель L2 2mH1А форма пульсаций из "искаженной пилки" сглаживается в аналог синусоиды со смещением по фазе в 180градусов
* для термостабильности выходного каскада транзисторы VT3 VT5 размещаются на корпусах транзисторов VT7 и VT8 соответственно
* буферные транзисторы VT4 и VT6 необходимы установить на отдельные небольшие радиаторы, это облегчит им раскачку транзисторов выходного каскада
Сообщение отредактировал Hennady - Вторник, 13.06.2017, 18:03 |
|
|
|
|
| Hennady | Дата: Четверг, 15.06.2017, 18:09 | Сообщение # 7 |
|
Группа: Удаленные
|
Хочу прокомментировать статью А.Петрова по "азбуке схемотехники" каскада с ОЭ"
именно такой каскада и является основным в представленной схеме усилителя:
Уменьшить нелинейные эффекты каскада с ОЭ можно по следующим направлениям:
- уменьшение влияния rэ путём установки последовательно с ним резистора Rэ (местная ООС по току); - Furious-2 это R10
- компенсация влияния rэ путём установки последовательно с Rк одного или нескольких диодов динамическое сопротивление - которых равно: rд=fт/Iк, тогда Кu=(Rк+nrд)/(rэ+Rэ), где n - количество диодов; - Furious-2 эту функцию выполнят эммитерные переходы шунта VT3 VT5
- выбор оптимального тока коллектора, при котором минимальны изменения h21э; - Furious-2 выбрал ток коллектора УН по максимально возможному минимуму искажений
- уменьшение влияния rэ за счёт стабилизации тока коллектора ; у Furious-2 это линейный стабилизатор VT9 + дроссель L2
+ фильтр на транзисторе VT10 реализованный на базе схемы умножителя напряжения Бейли
- уменьшение нелинейных эффектов и взаимокомпенсация нелинейных эффектов за счёт применения динамической нагрузки; - Furious-2 динамическая нагрузка на транзисторе VT2
Ёмкость коллекторного перехода Ск УН является барьерной ёмкостью и зависит от напряжения на коллекторе, т.е. носит динамический характер.Подобно тому как Сэ уменьшается в (Кu+1) раз в эмиттерном повторителе благодаря положительной ОС в каскаде с ОЭ Ск увеличивается во столько же раз благодаря отрицательной ОС, что равносильно подключению параллельно входу динамической ёмкости Ск (Кu+1). В большинстве случаев она оказывает отрицательное влияние, однако иногда используют и её. В этом и заключается так называемый эффект Миллера.
Частоту среза каскада снижает не только входная динамическая ёмкость,но и ёмкость нагрузки, в том числе и монтажа. Расширить полосу пропускания можно следующим образом:
- отделить нагрузку эмиттерным повторителем. - в Furious-2 эту функцию выполняет транзисторы VT4 VT5 (см. вложение этого поста)
При сопротивлении источника сигнала Rr>Rвх можно считать, что источник входного сигнала электрически замкнут накоротко. При этом входной ток Iвх=Евх/Rr и практически не зависит от изменяющегося Rвх, где Евх - ЭДС источника сигнала.
Следовательно усиление будет происходить с малыми нелинейными искажениями, поскольку зависимость выходного тока транзистора от входного практически линейна, - именно эта концепция реализована в усилителе Фурия-2 , т.к. в этом случае не требуется применение общей отрицательной связи, а R15C6 насколько это возможно устраняет коммутационные помехи выходного каскада.
ИМХО этого достаточно для домашнего усилителя ....
во вложении обновленная схема Фурия-2, незначительные изменения и дополнения уменьшили искажения с 0.3% до 0,18% - думаю это предел для этой схемы...
далее разработка печатной платы и сборка в корпус ....
Сообщение отредактировал Hennady - Четверг, 15.06.2017, 18:35 |
|
|
|
|
| bisesik | Дата: Пятница, 16.06.2017, 02:02 | Сообщение # 8 |
Группа: Проверенные
Сообщений: 2411
Статус: Offline
Страна: Казахстан
Город: Алматы
|
Добрый день. Hennady, заделитесь файликом "Усилитель 2010_1 с ООС.cir"? Спасибо.
|
|
|
|
|
| alpetr2003 | Дата: Пятница, 16.06.2017, 02:45 | Сообщение # 9 |
Группа: Модераторы
Сообщений: 4168
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: Краснодар/Люберцы
|
Hennady, а есть ли возможность как то послушать ваш усилитель в готовом виде?
Алексей
|
|
|
|
|
| Hennady | Дата: Пятница, 16.06.2017, 03:57 | Сообщение # 10 |
|
Группа: Удаленные
|
Цитата alpetr2003 (  ) Hennady, а есть ли возможность как то послушать ваш усилитель в готовом виде?
в России - не знаю, причем это только что "свежеиспеченный пирожок" - т.е. он существует только в варианте макапа (фотки есть во вложениях в предыдущих постах)
в макапе применены детали следующих брэндов:
1) конденсаторы WIMA, JB, Capxon, SAMWHA (low ESR)
2) резисторы Hitano
3) стабилитроны Phillips, диоды Шоттки Galaxy
4) транзисторы Motorola и дарлингтоны Multicomp в корпусе ТО-247
5) монтажные провода HELU
Т.е. непритязательный и вполне доступный комплект.
ИМХО еще нужна качественная проработка примененных деталей.
сейчас работает в паре с широкополосной акустикой Braun L250/1 (включенной последовательно)
т.е. ориентирование на компактный и субкомпактный размер АС
хотя совсем недавно приобрел 2 небольших широкополосных динамика с сотовым диффузором обещают 300-16000 и хочу "подпереть" его снизу оформлением Торнадо...
P.S. к данной схеме прицепился, т.к. как при тестовом прослушивании прототипа в сравнении с ламповым усилителем , фурия по факту не уступила, и если уступила, то может быть только в послезвучии на верхних тонах - но это был прототип, который сильно уступает по звучанию версии Фурия-2, если оценивать предпочтения то через этот усилок очень приятно на слух слушать именно роковые композиции , т.е. где много струнных инструментов...Сейчас больше работает как усилок для Rocky FM Berlin .....
P.S. как то так....
Сообщение отредактировал Hennady - Пятница, 16.06.2017, 04:03 |
|
|
|
|
| alpetr2003 | Дата: Пятница, 16.06.2017, 05:08 | Сообщение # 11 |
|
Группа: Модераторы
Сообщений: 4168
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: Краснодар/Люберцы
|
Так а вы таки в Германии или...?
Алексей
|
|
|
|
|
| mustik | Дата: Пятница, 16.06.2017, 06:45 | Сообщение # 12 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 68
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: Москва
|
Цитата Hennady ( ) если оценивать предпочтения то через этот усилок очень приятно на слух слушать именно роковые композиции , т.е. где много струнных инструментов...
До этого было просто интересно почитать, а теперь сгораю от любопытства...
Цитата Hennady ( ) обещают 300-16000 и хочу "подпереть" его снизу оформлением Торнадо...
А бочку, бочку-то откуда взять?
Не понял, "подпереть" - это сабом торнадо или просто надеетесь, что оформление вытянет бочку из 300 гц?)
|
|
|
|
|
| Hennady | Дата: Пятница, 16.06.2017, 07:12 | Сообщение # 13 |
|
Группа: Удаленные
|
Цитата alpetr2003 ( ) Так а вы таки в Германии или...?
Сейчас в Киеве Украина
когда регистрировался на форуме жил в Германии (Эльсбах под Франкфуртом)
P.S. c Валентином давно знаком - и родились мы с ним в одном городе )))Добавлено (16.06.2017, 07:10)
---------------------------------------------
Цитата mustik ( ) До этого было просто интересно почитать, а теперь сгораю от любопытства...
звучит как приговор....)))Цитата mustik ( ) А бочку, бочку-то откуда взять?
Не понял, "подпереть" - это сабом торнадо или просто надеетесь, что оформление вытянет бочку из 300 гц?)
сначала попробую Сабом, а для "торнадо" отдельный Вуферный динамик поищу, может что то предложат на форуме...
Добавлено (16.06.2017, 07:12)
---------------------------------------------
Цитата bisesik ( ) Добрый день. Hennady, заделитесь файликом "Усилитель 2010_1 с ООС.cir"? Спасибо.
ок.
|
|
|
|
|
| bisesik | Дата: Пятница, 16.06.2017, 07:15 | Сообщение # 14 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 2411
Статус: Offline
Страна: Казахстан
Город: Алматы
|
Прямо сюда можете прикрепить его. Проверил - работает.
Сообщение отредактировал bisesik - Пятница, 16.06.2017, 07:16 |
|
|
|
|
| Hennady | Дата: Пятница, 16.06.2017, 18:08 | Сообщение # 15 |
|
Группа: Удаленные
|
Цитата bisesik ( ) Прямо сюда можете прикрепить его.
файлы "заблокированы", не определяет меня "как владельца", могу только через МС открывать, буду встречаться с админом, чтобы исправить....
|
|
|
|
|
