Симметричный УМЗЧ с распредлеленными усилением и коррекцией.

[nevermind]

Вроде бы особо сложного ничего нет для подготовленного человека, но это, скорее, ошибочное ощущение. Когда сам мусолишь схему несколько лет, всегда кажется, что она очевидна. Прежде, чем перейти к краткому описанию, сразу договоримся о сокращениях.
ВСДК - это Вертикально-Симметричный ДифКаскад. Их здесь три, поэтому обозначать их будем как ВСДК1, ВСДК2 и, соответственно, ВСДК3.
С самого начала я поставил себе ограничение - никакого выделенного VAS, и, следовательно, никакого Миллера.
В итоге имеем что имеем. Три ВСДК, каждый со своей коррекцией, на выходе - классика от Локанти.
Однако беда пришла откуда не ждали: из-за высокого петлевого схема обладает крайне высокой чувствительности к разбросу параметров компонентов (например, увеличение эмиттерной дегенерации в левой ветке ВСДК1 приводило к тому, что левая "пустая" ветка ВСДК3 захватывала весь хвостовой ток, и правая ветка уходила в жесткий класс В. Ток покоя ВК падал до нуля, соответственно, класс В был и там. Штатным потенциометром ток покоя можно было восстановить, но толку было мало - ВСДК3 оставался в классе В) пришлось сочинять систему стабилизации рабочих точек. Было перепробовано много версий разной эффективности и "лаконичности", конечный результат - на картинке. Q2,Q12 и Q6,Q16 являются главным четырехквадрантным компенсатором перекоса, а Q17-Q18 - дополнительным каналом симметрирования "верх/низ". О таком "капкане" симметричной топологии меня предупреждали господа Жуковский и человек с лицом Берии. Сначала я отнесся к этим предупреждениям весьма легкомысленно, но, когда решил ради проверки перекосить дегенерацию всего на 1% (фигня, казалось бы), случилось то, что описано выше.
Так что, как говорил Пушкин, "И за учителей своих заздравный кубок подымает".

Вроде бы больше ничего необычного в схеме нет. Если есть вопросы - готов ответить.
Более развернутая статья - в процессе подготовки.

 

[юан8]

вау..... эдельвейс выглядит на фоне "худом"

 

[СМЕРШ]

вау..... эдельвейс выглядит на фоне "худом"

ЭДЕЛЬВЕЙС и проектировался максимально простым.

А тут усилитель для себя.

 

[Drone R2D2]

Вроде бы больше ничего необычного в схеме нет. Если есть вопросы - готов ответить.

Да ладно, схема навернутая. Транзисторов - под 4 десятка.
Теперь бы посмотреть, ради чего такие "танцы" устраивать.
В чем "изюм"?

То, что это для души и упражнение для мозга - принимаю и поддерживаю всячески, но все же.

 

[СМЕРШ]

Да ладно, схема навернутая. Транзисторов - под 4 десятка.
Теперь бы посмотреть, ради чего такие "танцы" устраивать.
В чем "изюм"?

То, что это для души и упражнение для мозга - принимаю и поддерживаю всячески, но все же.

Тебе расскажи - и тебе захочется.
Это - произведение ума на материю: могу сделать лучшее в мире и сделаю.

 

[Drone R2D2]

Тебе расскажи - и тебе захочется.
Это - произведение ума на материю: могу сделать лучшее в мире и сделаю.

Если бы это было возможно - давно бы сделали самолучший.
Но поди ж ты, каждый год новые модели плодятся. И не видно этому конца.

 

[Vik]

Три ВСДК

Оверкилл. С двумя не нужен и четырехквадрантный компенсатор перекоса, и петлевого достаточно, имхо. Разве что

это для души и упражнение для мозга

 

[Sergei_S]

Если есть вопросы - готов ответить.

Девиация тока базы Q1,Q4 какая величина?

 

[nevermind]

Это - произведение ума на материю: могу сделать лучшее в мире и сделаю.

Скорее, это научный интерес, что можно вытянуть из такой архитектуры. А началось все, кстати, именно с Худа.
"Сложно полагаться на собственный или чужой слух при оценке качества аудиосхем. Однако можно сформировать мнение о природе схемных архитектур, которые приводят к положительной реакции аудитории, и из них наиболее легко определяемой является симметрия в архитектуре схемы.
Конечно, следует признать, что абсолютная симметрия, например, между NPN и PNP устройствами или между устройствами с N-канальной или P-канальной конструкцией, на самом деле нереализуема просто из-за того, что подвижность электронов и дырок различна. Тем не менее, на низких частотах некоторая степень зеркальной симметрии достижима, и иногда слушатели предпочитают именно её при сравнении двух в остальном схожих архитектур.
Размышляя над этим наблюдением, возникает соблазн объяснить это предпочтение чувствительностью уха к любым эффектам несимметрии скорости нарастания сигнала, и можно утверждать, что в действительно симметричной структуре неизбежные паразитные емкости нагрузки будут работать одинаково в обеих полярностях". (с) J.L. Hood, "Symmetry in audio amplifier circuitry", Electronics & Wireless world, January 1985, pp. 31...34

Захотелось послушать самому, а где такое взять? Поискал - не нашел. Значит, надо делать.
А потом случился ковид, которым я переболел дважды, и в качестве "подарка на память" он мне оставил проблемы с этой самой памятью. Так что эта работа - своеобразный способ прокачать ослабевшие мозги. Кстати, способ весьма действенный, восстановился.
Задачи сделать "лучше всех" не было, поскольку это не реально. Задача была сделать своё.
Что касается количества транзисторов, то удивительно, что в интегральных ОУ оно никого особо не беспокоит, а в дискретном усилителе вызывает зуд. Уж если на то пошло, это не самая "густонаселенная" схема, пан Жуковский легко это может подтвердить.

Теперь о том, в чем изюм. Этот вопрос был бы более справедлив, если его переформулировать "чего ты хотел добиться, когда всё это начинал?", но ответить на поставленный таким образом вопрос я не смогу. Точнее, ответ будет: "хотел сделать максимально симметричную схему". Другое дело, если спросить, "что получилось?". Тут надо честно ответить, что, пока нет железа, все ответы будут в пользу бедных. Пока что можно говорить о том, что получилось в модели.

Получились THD четыре нуля после децимальной точки на мощности 100Вт на нагрузке 8 Ом, три нуля - на мощности 120Вт и один нуль - на 130Вт. Это при том, что в ТЗ была максимальная мощность 100Вт на 8 Ом.
Получилась скорость нарастания выходного сигнала 115-120В/мкСек.
Получилась безусловная устойчивость при параллельном подключении к нагрузке конденсатора 0,33мкФ, может быть, и выше - но я не проверял.
Все каскады, кроме тройки Локанти, работают в классе А (сама она работает в "А" только на малых сигналах, потом переходит в АВ.

Схема нечувствительна к технологическому разбросу компонентов. В ВСДК1 (в дегенерации) тестировалмя разброс резисторов до 10% - схема работает без катастроф. Была попытка вживить в ВСДК1 интегральную сборку THAT340. В процессе выяснилось, что ее NPN и PNP пары прекрасно согласованы внутри пар, но согласования пар между собой не гарантируется (что и подтверждается Spice-моделью от производителя). Разница hfe составляет 15%. Тем не менее схема сохраняет работоспособность и с этой сборкой.
В итоге, правда, я пришел к выводу, что овчинка выделки не стоит. Электрически схема лучше не стала, а за цену этой сборки сожно купить половину остальной комплектации данной схемы, так что я вернулся к дискретам.
Зато мне удалось на собственной шкуре понять некоторые вещи. Например, что высокое петлевое может быть не только другом, но и врагом, если в схеме не приняты меры стабилизации рабочих точек. Да и сочинение такой системы - само по себе интереснейший челлендж.

 

[СМЕРШ]

Захотелось послушать самому, а где такое взять? Поискал - не нашел. Значит, надо делать.

Во-во. Не может никто сделать - сделаю сам.
Потому, что конец тупой эпохи Кали-Юги, никому ничего доверить нельзя, надо самому всё делать.

 

[СМЕРШ]

работа - своеобразный способ прокачать ослабевшие мозги. Кстати, способ весьма действенный

А я им, дурачкам, всегда говорю: электроника - херня, тренировка для ума. Электроника останется здесь, а ум - с тобой.

Не, - говорят дурачки, и лепят жлх из говна и палок, хотят этим Бога порадовать.

 

[СМЕРШ]

Скорее, это научный интерес, что можно вытянуть из такой архитектуры. А началось все, кстати, именно с Худа.
"Сложно полагаться на собственный или чужой слух при оценке качества аудиосхем. Однако можно сформировать мнение о природе схемных архитектур, которые приводят к положительной реакции аудитории, и из них наиболее легко определяемой является симметрия в архитектуре схемы.
Конечно, следует признать, что абсолютная симметрия, например, между NPN и PNP устройствами или между устройствами с N-канальной или P-канальной конструкцией, на самом деле нереализуема просто из-за того, что подвижность электронов и дырок различна. Тем не менее, на низких частотах некоторая степень зеркальной симметрии достижима, и иногда слушатели предпочитают именно её при сравнении двух в остальном схожих архитектур.
Размышляя над этим наблюдением, возникает соблазн объяснить это предпочтение чувствительностью уха к любым эффектам несимметрии скорости нарастания сигнала, и можно утверждать, что в действительно симметричной структуре неизбежные паразитные емкости нагрузки будут работать одинаково в обеих полярностях". (с) J.L. Hood, "Symmetry in audio amplifier circuitry", Electronics & Wireless world, January 1985, pp. 31...34

Захотелось послушать самому, а где такое взять? Поискал - не нашел. Значит, надо делать.
А потом случился ковид, которым я переболел дважды, и в качестве "подарка на память" он мне оставил проблемы с этой самой памятью. Так что эта работа - своеобразный способ прокачать ослабевшие мозги. Кстати, способ весьма действенный, восстановился.
Задачи сделать "лучше всех" не было, поскольку это не реально. Задача была сделать своё.
Что касается количества транзисторов, то удивительно, что в интегральных ОУ оно никого особо не беспокоит, а в дискретном усилителе вызывает зуд. Уж если на то пошло, это не самая "густонаселенная" схема, пан Жуковский легко это может подтвердить.

Теперь о том, в чем изюм. Этот вопрос был бы более справедлив, если его переформулировать "чего ты хотел добиться, когда всё это начинал?", но ответить на поставленный таким образом вопрос я не смогу. Точнее, ответ будет: "хотел сделать максимально симметричную схему". Другое дело, если спросить, "что получилось?". Тут надо честно ответить, что, пока нет железа, все ответы будут в пользу бедных. Пока что можно говорить о том, что получилось в модели.

Получились THD четыре нуля после децимальной точки на мощности 100Вт на нагрузке 8 Ом, три нуля - на мощности 120Вт и один нуль - на 130Вт. Это при том, что в ТЗ была максимальная мощность 100Вт на 8 Ом.
Получилась скорость нарастания выходного сигнала 115-120В/мкСек.
Получилась безусловная устойчивость при параллельном подключении к нагрузке конденсатора 0,33мкФ, может быть, и выше - но я не проверял.
Все каскады, кроме тройки Локанти, работают в классе А (сама она работает в "А" только на малых сигналах, потом переходит в АВ.

Схема нечувствительна к технологическому разбросу компонентов. В ВСДК1 (в дегенерации) тестировалмя разброс резисторов до 10% - схема работает без катастроф. Была попытка вживить в ВСДК1 интегральную сборку THAT340. В процессе выяснилось, что ее NPN и PNP пары прекрасно согласованы внутри пар, но согласования пар между собой не гарантируется (что и подтверждается Spice-моделью от производителя). Разница hfe составляет 15%. Тем не менее схема сохраняет работоспособность и с этой сборкой.
В итоге, правда, я пришел к выводу, что овчинка выделки не стоит. Электрически схема лучше не стала, а за цену этой сборки сожно купить половину остальной комплектации данной схемы, так что я вернулся к дискретам.
Зато мне удалось на собственной шкуре понять некоторые вещи. Например, что высокое петлевое может быть не только другом, но и врагом, если в схеме не приняты меры стабилизации рабочих точек. Да и сочинение такой системы - само по себе интереснейший челлендж.

 

[nevermind]

Оверкилл. С двумя не нужен и четырехквадрантный компенсатор перекоса, и петлевого достаточно, имхо. Разве что

Ну как сказать. Он же оказался нужен не мне первому, а там не было трех дифкаскадов.

 

[Vik]

Ваш подход понимаю, не имею ничего против. Но все же принцип бритвы Оккама мне ближе.