Схемотехника усилителя мощности на примере Musatoff PA-20

[Карабас]

Лампы да. Но не схемотехника. Сейчас есть новые возможности, которых не было 50 лет назад.

С этим поспорить трудно. Возможности схемотехники не имеют пределов. Я сам постоянно ищу новые решения в области схемотехники транзисторных каскадов. Иногда это приносит результаты.

- - - Добавлено - - -

Я же вам уже объяснял - наводки на элементы платы. При усилении корректора на 1000 Гц в 60 дБ, его усиление на 50 Гц уже 78 дБ. Вот он и ловит наводки - нужен экран. Схема с меж каскадной частотной коррекцией каскадов с высоким входным сопротивлением, а не как обычно делают - в цепях ОС, которая эффективно давит эти наводки как искажения. Руку к плате подносишь - уровень наводок на 50 Гц растет на глазах на 6-15 дБ. Осветительную лампу, рядом стоящую, включаешь и устройство ловит от неё наводки в противофазе так, что уровень наводок снижается примерно на 6-10 дБ. Неужели не понимаете этого эффекта? Я почему спрашиваю показать уровень наводок лампового корректора, как я понял с меж каскадной коррекцией АЧХ - там будут те же проблемы - физика процессов то одна и та же.

- - - Добавлено - - -



Я об этом постоянно и говорю, тут нужны специальные тест-сигналы

И лучше всего для этого подходят импульсные сигналы - пачки звукоподобных сигналов с большим числом гармоник и изменяющейся во времени динамикой появления этих гармоник.

На эту тему можно фантазировать долго. В теории цепей известен метод тестирования цепей, известный, как интеграл Дюамеля. В этом методе на вход цепи подается единичное напряжение ( скачок) и отклик цепи содержит всю информацию о том как эта цепь будет реагировать на любой входной сигнал. Тепловые искажения, я согласен с Вами, Владимир, в каскадах с обратной связью не имеют решающего значения. Более важны, так называемые, динамические интермодуляционные искажения, когда мощные входные сигналы перегружают входные каскады усилителя.

[Владимир R-V-A]

На эту тему можно фантазировать долго. В теории цепей известен метод тестирования цепей, известный, как интеграл Дюамеля.

Вот тут комментарий #29 посмотрите http://www.hiend-audio.pro/showthread.php?t=987&page=2
- перекрывает сразу несколько тем и вопросов

По мне, так идеальный скачек напряжения или дельта функция - это самые большие фантазии в абстрактной (теоретической радиотехнике). Этого в реальном физическом мире никогда быть не может. Могу объяснить почему, но это минимум на пол часа занудства...

Про перегруз входных каскадов (ус. напряжения) мои рекомендации - делать минимум 6-10 дБ запас по напряжению питания и столько же по мощности. Ну, условно говоря, пред. питается +- 100 В питанием, а вых. каскады (усил. тока) +-40-60 В. То же самое, примерно по запасу по току (мощности) для раскачки усилителей тока.

Есть конечно и другие способы повысить "качество" работы УНЧ путем включения, например в ОС специальных цепей - широкополосные или полосовые "мягкие" ограничители уровня сигнала на германиевых диодах так, чтобы УНЧ, собранный на кремниевых транзисторах, по своим характеристикам, напоминал работу лампового УНЧ.


Других рекомендаций, естественно с учетом запаса усиления и глубины ОС с требованиями по нелинейным и интермодуляционным искажениям, линейности и симметрии транзисторов или микросхем у меня пока нет. Как найду, непременно сообщу.

Все - больше очевидно новых, умных мыслей нет.

[Карабас]

Скачок или последовательность прямоугольных импульсов - это идеальный тестовый сигнал для усилителя, кроме, конечно винил-корректоров . Все слабые места усилителя проявятся на таком сигнале. Реальный музыкальный конечно не имеет столь широкого спектра. Про перегруз - в усилителях с ОС его избежать непросто. Тут все дело в том, что ОС не успевает отрабатывать. В свое время с этой проблемой боролся легендарный Матти Отала. Он предлагал как раз мягкое ограничение и уменьшение времени перегрузки. Следствием перегрузки может быть и повышенная интермодуляция. Я в своем аппарате попытался решить проблему кардинально - сделал усилитель минимально возможной длины и по сути дела с токовой ОС.

[Владимир R-V-A]

Есть тысячи технических решений - только вопрос, какой из них самый лучший и как измерить Качество работы УНЧ или винил - корректоров? Вот - главный вопрос. Одиночный скачек напряжения никогда не может иметь бесконечно крутых фронтов и поэтому тут сразу уже - весьма грубое приближение. И потом, как мы тут уже уловили общую идею таких скачков должно быть много и на разных уровнях или мощностях работы УНЧ, чтобы понять, как он себя поведет через секунду или пол часа по одному скачку невозможно. УНЧ нужно жарить минимум минут 10, а лучше сутки или недели - как это делают в автоспорте, чтобы выяснить какой автомобиль более надежный, быстрый и т.д.

Если продавец заявил, что его УНЧ или АС могут работать на мощности 300 Вт, о кей. Включаем и ждем - можно и импульсными сигналами, что будет дальше...)))

В советские времена парт контроль качества никому бы из производителей не позволил увеличить мощность работы своего устройства в 10 раз и тем самым обмануть простых (или не очень простых) строителей коммунизма в попытке заработать лишнего бабла.)))

Вот именно в этом главная причина сегодняшнего технологического мирового лидерства КНДР.

[Мусатов Константин]

Тут все дело в том, что ОС не успевает отрабатывать. В свое время с этой проблемой боролся легендарный Матти Отала.

Есть более простое решение. В РА-20 полоса усиления 2 МГц. Но на входе и выходе стоят пассивные фильтры на примерно 200-250 кГц. Потому сигнал, который разорвет ООС по скорости практически не может дойти до усилителя как с основного входа, так и сзади, от акустики, если это радиочастотная помеха.

[Карабас]

Скачок - это математическая абстракция. Для нас прямоугольные импульсы лучше. Конечно, с прямоугольными импульсами тоже можно поэкспериментировать. Разные амплитуды, частоты. Если на выходе пила вместо прямоугольника или выбросы на фронтах - однозначно - что-то не так. А хороший генератор даст фронты достаточно крутые. А вот если одновременно с хорошим импульсом подать еще маленькую синусоиду с большей частотой - все будет ясно - исказится она или вообще исчезнет, будет, как говорится - картина маслом.

[Владимир R-V-A]

Примерно об этом я даже видео запостил на Ютубе... https://www.youtube.com/watch?v=HaxUH91cl1Q

- - - Добавлено - - -

Есть более простое решение. В РА-20 полоса усиления 2 МГц. Но на входе и выходе стоят пассивные фильтры на примерно 200-250 кГц. Потому сигнал, который разорвет ООС по скорости практически не может дойти до усилителя как с основного входа, так и сзади, от акустики, если это радиочастотная помеха.

Вот именно по этой причине я вам, Константин, примерно года два назад и рассказывал про полосовые УНЧ на мощных ОУ (например, на TDA 2030), включенные как фильтры (НЧ, СЧ или ВЧ) и как самый "качественный" вариант построения многополосной системы High-End класса.

Помните?

[Игорь Тихомиров]

Но на входе и выходе стоят пассивные фильтры на примерно 200-250 кГц. Потому сигнал, который разорвет ООС по скорости практически не может дойти до усилителя как с основного входа, так и сзади, от акустики, если это радиочастотная помеха.

А навестись не сможет? Неужели весь усилитель экранирован, а все внешние связи подключены через "проходные фильтры"?

[Мусатов Константин]

А навестись не сможет? Неужели весь усилитель экранирован, а все внешние связи подключены через "проходные фильтры"?

Корпус усилителя железный и экранирующий. Разводка входной части компактная и правильным экранированием землей. Все же усилитель не для передатчика и потому на десятках МГц не работает, потому проходные фильтры не нужны.

[Владимир R-V-A]

А какая схема у этих фильтров, если не секрет?

[Мусатов Константин]

А какая схема у этих фильтров, если не секрет?

Так схема в первом топике выложена.
На входе RC, на выходе LCL

[Владимир R-V-A]

А я то думал...

[Карабас]

Есть более простое решение. В РА-20 полоса усиления 2 МГц. Но на входе и выходе стоят пассивные фильтры на примерно 200-250 кГц. Потому сигнал, который разорвет ООС по скорости практически не может дойти до усилителя как с основного входа, так и сзади, от акустики, если это радиочастотная помеха.

Константин, я не видел АЧХ РА-20 с ОС и без ОС. Возможно, полоса и в самом деле 2 МГц. Но от перегрузок избавляет скорее не широкая полоса, а местная высокочастотная ОС, которой охвачены первые два каскада. Решение вполне естественное. Есть еще две петли. Такую многопетлевую ОС рассчитать, видимо, довольно трудно. Только подобрать опытным путем. Я в своем усилителе (описан в соседней ветке) ограничился всего двумя каскадами. У меня общая ОС, как бы является и общей.

[Мусатов Константин]

Но от перегрузок избавляет скорее не широкая полоса, а местная высокочастотная ОС, которой охвачены первые два каскада.

Если вы детально вглядитесь в схему усилителя, то заметите, что в нем только один каскад усиления по напряжению. И с выхода этого каскада, т.е. с усилителя напряжения, берется первый конденсатор ООС, который фиксирует усиление на ВЧ до повторителей. Поскольку повторители добавляют второй полюс, то этот конденсатор ООС снижает выходной импеданс УН на ВЧ и улучшает работу повторителей.

[Владимир R-V-A]

Если вы детально вглядитесь в схему усилителя, то заметите, что в нем только один каскад усиления по напряжению. И с выхода этого каскада, т.е. с усилителя напряжения, берется первый конденсатор ООС, который фиксирует усиление на ВЧ до повторителей. Поскольку повторители добавляют второй полюс, то этот конденсатор ООС снижает выходной импеданс УН на ВЧ и улучшает работу повторителей.

Константин, у меня нестандартные, но предельно честные и весьма актуальные вопросы.

Предположим вы придумаете схему идеального УНЧ с минимальными ИНИ, который соответствует по вашим представлениям идеальному УНЧ, а 90 % слушателям (потребителям) он не понравится (типа звучит сухо не интересно, нет мяса и т.д.). И еще 95% потребителям из оставшихся 10% он не понравится по цене. Ваши действия в такой ситуации? Вы просчитывали такую вероятность хода событий, у вас есть бизнес-план с экономической частью? Или все проекты реализуете - на удачу?

[Карабас]

Я посмотрел видео на Ютубе. Красиво, наверно, можно использовать при тестировании усилителей. Попробую освоить на досуге.

[Мусатов Константин]

Вы просчитывали такую вероятность хода событий, у вас есть бизнес-план с экономической частью? Или все проекты реализуете - на удачу?

Пока у меня не получается удовлетворить спрос, скорость производства ниже запросов. Потому этот вопрос меня не волнует в этом усилителе.

[Владимир R-V-A]

Пока у меня не получается удовлетворить спрос, скорость производства ниже запросов. Потому этот вопрос меня не волнует в этом усилителе.

А что тормозит скорость производства?

[Игорь Тихомиров]

Чего то обсуждение не клеится. Докатились до бизнеса.
А мне схема понравилась. Но ЭРЭ все таки многовато. И как я уже написал, сама концепция таких усилителей уходит в прошлое. Как и АС с громоздкими пассивными НЧ фильтрами. Надо идти к многополосному усилению. И, возможно, к активным или полуактивным АС. Это лучше, технологичнее да и дешевле.

[Владимир R-V-A]

Чего то обсуждение не клеится. Докатились до бизнеса.
А мне схема понравилась. Но ЭРЭ все таки многовато. И как я уже написал, сама концепция таких усилителей уходит в прошлое. Как и АС с громоздкими пассивными НЧ фильтрами. Надо идти к многополосному усилению. И, возможно, к активным или полуактивным АС. Это лучше, технологичнее да и дешевле.

Если плату паяет робот, то это вообще не вопрос.

[Владимир R-V-A]

Мда...похоже платы, Константин паяет вручную, а фигурант снова не показал уровень сетевых помех и шумов своего усилителя - корректора на лампах прошлого века, чтобы всем стало ясно who is who and what to do?...



Моя альтернативная версия - Костя просто нашел себе доктора наук по химии и загулял в ожидании плат и деталей от китайского радиопрома - как мартовский кот...

[Карабас]

Если вы детально вглядитесь в схему усилителя, то заметите, что в нем только один каскад усиления по напряжению. И с выхода этого каскада, т.е. с усилителя напряжения, берется первый конденсатор ООС, который фиксирует усиление на ВЧ до повторителей. Поскольку повторители добавляют второй полюс, то этот конденсатор ООС снижает выходной импеданс УН на ВЧ и улучшает работу повторителей.

Константин, возможно я чего-то не понимаю в Вашей схеме, но ИМХО обратная связь с коллектора VT8 через конденсатор 33 пФ не может благотворно повлиять на работу эмиттерных повторителей, поскольку они находятся вне этой ВЧ петли. На более низких частотах видимо эффективно работают связи с OUTP&OUTL. Схема сложна. Наверно, сложность окупается качеством звука и удобством эксплуатации. А не было мысли в следующем усилителе упростить схему? сделать ее из менее экзотических деталей? Или это движение в сторону элитной дорогой аппаратуры?

[Владимир R-V-A]

По моему он над нами всеми тут просто прикалывается! Но, я могу и ошибаться. Если покажет графики по программе RMAA5.5, так, чтобы убедительно смотрелось такое усложнение схемы, это не будет лишним аргументом в защиту такой схемотехники, на мой взгляд. Тут супер правильные микрофоны и измерительная техника за лимон зелени не нужны. Мы разглядим всё с возможностью объективного звукового анализа КАЧЕСТВА ЗВУКА этого УНЧ на разных мощностях и типах нагрузки с любого расстояния - хоть в Москве, хоть на Марсе. Потому, что измерения будут сделаны без присутствия в системе АС и помещения прослушивания - идеально стерильно - прямо в мозг через графики и глаза по программе RMAA5.5.

[Мусатов Константин]

Оос через 33пф снижает выходной импеданс усилителя напряжения, потому лучше прокачиваются нелинейные ёмкости следующего каскада. По пути упрощения я не пошел современная схема сложнее. Мне не жалко транзисторов. Зато повышаю линейность и получаю меньший дрейф компенсации теплорассеяния входных транзисторов от температуры плат.

[Владимир R-V-A]

Оос через 33пф снижает выходной импеданс усилителя напряжения, потому лучше прокачиваются нелинейные ёмкости следующего каскада. По пути упрощения я не пошел современная схема сложнее. Мне не жалко транзисторов. Зато повышаю линейность и получаю меньший дрейф компенсации теплорассеяния входных транзисторов от температуры плат.

Графики в студию - много лишних слов.

И желательно на мощности в 0,1 - 5 - 100 (или сколько заявлено по максимуму Ватт) после 10 минут работы по синусу на максимальной мощности в обоих каналах.

А кто Вам сказал, что будет легко тут нас убедить, что у такой схемы есть явный выигрыш в качестве по сравнению с более простыми аналогами?

Про 100 Вт в каждом канале это придумал не я, а 70% меломанов, которые считают, что УНЧ и всем его деталям нужно ПРОГРЕТЬСЯ, чтобы звук стал самым качественным и душевным.)))

Думаю 10 минут для этого хватит...