Корвет 200УМ-088С

[Корвет 200УМ-088С]

Перерисовал схему (мощного повторителя), убрав лес параллельных транзисторов в суб-модули.
Надеюсь, так читать удобнее.

 

[Корвет 200УМ-088С]

Пытался применить к схеме блока УН все найденные на этом и прочих форумах способы повышения величины петлевого усиления.
Со многими - не справился, например, не смог скорректировать "видларизированный/мастеризированный" каскад.

Пришлось ограничиться тем, что скорректировать (у меня) получается.
Вот спектр выходного сигнала 19kHz+20kHz амплитудой 31 вольт на штатной нагрузке:

Явное улучшение по сравнению с заводской схемой.
КНИ - не рекордно-низкий (0.0002%), но, думаю, меня (пока) устроит. Разностный сигнал 1kHz на ~135dB ниже полезного.
Величина петлевого усиления на НЧ (1kHz) равна 114dB, на 10kHz и 20kHz она равна 105dB и 95dB соответственно.
Меня смущает то, что для получения этих величин пришлось применить дроссель (100µH) в эмиттерах ДК. Не люблю катушки...

 

[Корвет 200УМ-088С]

Засчёт "баксандализации" каскада УН удалось повысить петлевое усиление на НЧ (1kHz) до 123dB, получив на 10kHz и 20kHz по 110dB и 98dB соответственно.
Разностный сигнал 1kHz на ~150dB ниже полезного (19kHz+20kHz амплитудой 31 вольт на штатной нагрузке).

Спойлер: КНИ

Fourier components of V(output)
DC component:-9.92336e-06

Harmonic    Frequency     Fourier     Normalized     Phase      Normalized
 Number       [Hz]       Component     Component    [degree]    Phase [deg]
    1        2.000e+4     3.105e+1     1.000e+0       93.14°        0.00°
    2        4.000e+4     2.034e-5     6.551e-7       64.07°      -29.07°
    3        6.000e+4     2.070e-5     6.667e-7     -110.44°     -203.58°
    4        8.000e+4     3.349e-6     1.078e-7     -171.97°     -265.11°
    5        1.000e+5     4.598e-6     1.481e-7       66.58°      -26.56°
    6        1.200e+5     7.792e-7     2.509e-8       39.83°      -53.30°
    7        1.400e+5     7.697e-7     2.479e-8     -114.10°     -207.24°
    8        1.600e+5     8.349e-8     2.689e-9      179.09°       85.95°
    9        1.800e+5     2.513e-7     8.094e-9       81.23°      -11.91°
   10        2.000e+5     1.048e-7     3.375e-9       85.54°       -7.60°
   11        2.200e+5     4.816e-8     1.551e-9       92.63°       -0.51°
   12        2.400e+5     6.582e-8     2.120e-9       90.09°       -3.05°
   13        2.600e+5     6.876e-8     2.214e-9       90.19°       -2.95°
   14        2.800e+5     6.027e-8     1.941e-9       89.91°       -3.23°
   15        3.000e+5     5.514e-8     1.776e-9       89.54°       -3.60°
   16        3.200e+5     5.238e-8     1.687e-9       89.64°       -3.50°
   17        3.400e+5     4.956e-8     1.596e-9       89.66°       -3.48°
   18        3.600e+5     4.681e-8     1.508e-9       89.53°       -3.61°
   19        3.800e+5     4.443e-8     1.431e-9       89.42°       -3.72°
   20        4.000e+5     4.231e-8     1.363e-9       89.33°       -3.81°
Partial Harmonic Distortion: 0.000095%
Total Harmonic Distortion:   0.000000%

Интересно, получится ли добиться таких же параметров без катушки в эмиттерах ДК?
Пока что - цепочка Noise Gain Correction (a.k.a. Brute-Force Correction) не позволяет (мне) даже приблизиться к этому...

 

[Алексей1]

Чтобы не было воронки под палками 19 и 20 кГц, надо убрать со схемы все лишние генераторы, особенно гадят импульсные.
Чтобы на НЧ не было резкого подъёма - установить ёмкость конденсаторов на входе и в ООС побольше, например 1 Ф.

 

[NEULO]

А ещё можно модели выкладывать. Ну, чтоб на вопросы кто то мог ответить, нужна ли катушка, можно без ней чи нет? )

 

[Корвет 200УМ-088С]

Кроме синусоидальных, - других источников сигнала на схеме нет.
Модель выкладывать пока стесняюсь, там запас по усилению практически условный, всего ~9dB (правда, по фазе запас ~нормальный, 50°). И так кручу, и сяк верчу, но вытянуть полку поровнее не могу (под осью частот наклёвывается некий горбик, нехороший излом, с которым не побороться никак).

 

[NEULO]

Кроме синусоидальных, - других источников сигнала на схеме нет.
Модель выкладывать пока стесняюсь, там запас по усилению практически условный, всего ~9dB (правда, по фазе запас ~нормальный, 50°). И так кручу, и сяк верчу, но вытянуть полку поровнее не могу (под осью частот наклёвывается некий горбик, нехороший излом, с которым не побороться никак).

В смысле стесняешься?) Так это... Такое дело. Я чисто хочу глянуть чего у тебе такой спектр сложно- нарисованный получается.

 

[Корвет 200УМ-088С]

Это - наследие такого построения УН. ООС глубока, но последовательно включенные ОУ работают (как мне кажется) "несинхронно". Из-за этого и фронты меандра выглядят неидеально, и ограничение заканчивается с зубцом и изломом.
Поборюсь ещё некоторое врема самостоятельно, выложу модель, чтобы попросить помощи.

 

[Корвет 200УМ-088С]

В мощном повторителе нашёл ещё ~пять децибелл петлевого усиления (заменив резисторный делитель источниками тока на BF245C).

 

[Корвет 200УМ-088С]

PS
Забыл подгрузить символы и схемы выходных "сборок".
Теперь всё должно открываться и обсчитываться.

 

[СМЕРШ]

В мощном повторителе нашёл ещё ~пять децибелл петлевого усиления (заменив резисторный делитель источниками тока на BF245C).

Имелось в виду: сделай Т-коррекцию. Там резервов дБ 20. /20 кГц.

 

[Корвет 200УМ-088С]

Имелось в виду: сделай Т-коррекцию. Там резервов дБ 20. /20 кГц.

Дык, давно уже!!!
На 20 kHz поднято с 53dB до 75dB.

Вопрос именно в том, - можно ли там композитное включение ОУ применить?

 

[СМЕРШ]

можно ли там композитное включение ОУ применить?

По идее, да. Делай модель.

 

[Корвет 200УМ-088С]

Делай модель.

Мне требуется подсказка:

1. какой ОУ добавлять?
2. кого ставить первым, - имеющийся КР544УД2 или добавляемый?
3. как это всё корректировать?

 

[NEULO]

544уд2 добавь. чтоб потом не мучаться вопросом кого первым тыкать)
а вот как корректировать.. ты нарисуй хотя бы без коррекции.

 

[Корвет 200УМ-088С]

Все примеры, кроме этого, - инвертирующие.
Начну с него. №1 и №2 будут КР544УД2 с T-цепочками, а что и как делать между ними и вокруг, - даже не представляю...

 

[Корвет 200УМ-088С]

Хммм...

У сферического композита в вакууме получается что-то невероятное:

• петлевое усиление на 20kHz равно 160dB (ста шестидесяти децибеллам)
• на НЧ оно равно 209dB, на 1kHz под 207dB

Умопомрачительные значения...

PS
Врисовал этот "композит" в полную схему, требуется переделка всех цепей коррекции...


PPS
Как я и предполагал, не хватает тока для питания двух ОУ. Или оба они должны быть "экономичными", не более ~четырёх миллиампер потребления каждый, или композит в этой схеме применить не удастся.
Бюджет по току питания - около одиннадцати миллиампер, - на оба ОУ вместе.

 

[Корвет 200УМ-088С]

Эх!!! Если бы удалось запитать два КР544УД2 не меняя сопротивления резисторов R16,R22 и R19,R23...

Спойлер: КНИ при "композите" из двух КР544УД2 с T-цепочками коррекции

N-Period=1
Fourier components of V(out)
DC component:-0.00207876

Harmonic    Frequency     Fourier     Normalized     Phase      Normalized
 Number       [Hz]       Component     Component    [degree]    Phase [deg]
    1        2.000e+4     2.500e+1     1.000e+0       97.20°        0.00°
    2        4.000e+4     2.286e-8     9.145e-10       79.58°      -17.62°
    3        6.000e+4     6.366e-8     2.546e-9       22.43°      -74.77°
    4        8.000e+4     2.940e-8     1.176e-9      149.44°       52.24°
    5        1.000e+5     2.365e-7     9.461e-9       -8.34°     -105.54°
    6        1.200e+5     2.160e-7     8.641e-9     -177.41°     -274.61°
    7        1.400e+5     4.617e-7     1.847e-8      -14.56°     -111.76°
    8        1.600e+5     2.742e-7     1.097e-8     -121.26°     -218.46°
    9        1.800e+5     6.174e-7     2.470e-8        6.52°      -90.68°
   10        2.000e+5     5.012e-7     2.005e-8      -61.73°     -158.93°
   11        2.200e+5     6.392e-7     2.557e-8       54.10°      -43.10°
   12        2.400e+5     7.299e-7     2.920e-8      -33.40°     -130.60°
   13        2.600e+5     4.902e-7     1.961e-8       99.94°        2.74°
   14        2.800e+5     6.976e-7     2.790e-8       -5.06°     -102.26°
   15        3.000e+5     2.416e-7     9.662e-9     -142.02°     -239.22°
   16        3.200e+5     5.986e-7     2.395e-8       35.50°      -61.70°
   17        3.400e+5     7.482e-7     2.993e-8      -67.80°     -165.00°
   18        3.600e+5     4.434e-7     1.774e-8       77.05°      -20.15°
   19        3.800e+5     1.127e-6     4.507e-8      -32.64°     -129.84°
   20        4.000e+5     1.922e-7     7.687e-9      139.49°       42.29°
Partial Harmonic Distortion: 0.000009%
Total Harmonic Distortion:   0.000000%

Это при токе покоя (в каждом отдельном транзисторе ВК) ~36mA (общий ток покоя ВК == 305mA).

Петлевое усиление на НЧ равно 192dB, на 1kHz снижается до 184dB, а на 10kHz и 20kHz оно получается 148dB и 134dB соответственно. Запас устойчивости 12dB|28°, наверняка можно вырулить и ещё лучше.
Главное, - решить задачу питания ОУ.

 

[Корвет 200УМ-088С]

Для питания двух ОУ типа КР544УД2 в заводской схеме не хватает буквально ~двух миллиампер.
Если попытаться решить задачу повышения величины доступного тока путём уменьшения сопротивлений резисторов R16,R22 и R19,R23, то одновременно снизится и величина входного импеданса мощного повторителя.
То есть, усилителю напряжения придётся работать не на 1k2||220pF, а на более тяжёлую нагрузку.

Единственный способ преодолеть эту неприятность, - заменить цепи вольт-добавки R16,C8,R22 и R19,C9,R23 на источники тока, величиной в ~двадцать миллиампер.
(я давно уже смотрю на эти вольт-добавки с неприязнью, и предпочёл бы от них избавиться)

Хотелось бы найти реализацию ИТ в виде двухполюсника (то есть, - включаемого только в разрыв, без дополнительной связи с "землёй"), на котором можно было бы погасить от ~девяноста до ~десяти вольт. А это - рассеиваемая мощность до двух ватт...

В случае успеха, такая замена облегчила бы режим для усилителя напряжения, импеданс его нагрузки вырос бы до нескольких десятков килоом.

Какие схемы ИТ-двухполюсников известны современной схемотехнике?

Заранее - спасибо за подсказку!

 

[ALSS]

КП901 с резистором в истоке. Подбирается сугубо индивидуально.

 

[Корвет 200УМ-088С]

Спасибо, проверю, сможет ли ГСТ на таком транзисторе осставаться источником тока при малых (около пяти вольт) напряжениях.

PS
Эх, счастье казалось так близко!...
Без цепей вольт-добавки теряются пятнадцать вольт неискажённой амплитуды.
Сделал ГСТ на 20 миллиампер, работающий до ~полутора вольт, и только тогда и понял, что зря старался. (хотя кое-что полезное про ГСТ выяснил, вполне может пригодиться в другом месте)

 

[Алекс2]

Спасибо, проверю, сможет ли ГСТ на таком транзисторе осставаться источником тока при малых (около пяти вольт) напряжениях.

PS
Эх, счастье казалось так близко!...
Без цепей вольт-добавки теряются пятнадцать вольт неискажённой амплитуды.
Сделал ГСТ на 20 миллиампер, работающий до ~полутора вольт, и только тогда и понял, что зря старался. (хотя кое-что полезное про ГСТ выяснил, вполне может пригодиться в другом месте)

приделай буфер на оу с полевым входом для виртуальной земли

В мощном повторителе нашёл ещё ~пять децибелл петлевого усиления (заменив резисторный делитель источниками тока на BF245C).

замени R6 R7 на последовательные цепочки из 3 диодов и резисторов по 300 ом в каждом плече.

 

[Корвет 200УМ-088С]

приделай буфер на оу с полевым входом для виртуальной земли

Пожалуйста, нарисуйте схему того, что вы предлагаете.

 

[СМЕРШ]

Решается очень просто. Нормальные инженеры лифтовые парашюты проверяли со своей семьёй в лифте. Надо канстрюхтыря сажать в самолёт.
В случае усилителя - привязывать рядом разраба и биту на цепочке. Проблемы существуют только с материалом биты, конечно: деревянные ломаются, алюминиевые гнутся, хорошей чугунной не достать.

 

[Алекс2]

Пожалуйста, нарисуйте схему того, что вы предлагаете.

https://linearaudio.net/sites/linearaudio.net/files/feedforward%20power%20supply%20for%20non-inv%20amp%20aes%2010288.pdf

Три диода уменьшают потерю усиления на R4 R6, и плюс компенсируют нелинейность бэ переходов выходных транзисторов.
Теоретически можно поиграться с их количеством, током, и резисторами.
Транзисторы это схематически выходной каскад, тот что есть.

Пожалуйста, нарисуйте схему того, что вы предлагаете.

или так вместо диодов смещения задавать

 

[Корвет 200УМ-088С]

Спасибо.
Что должен делать дополнительный буфер мне не очень понятно. Вы намекаете, что буфером удастся повысить входной импеданс мощного повторителя?

А второе предложение переведёт выходные транзисторы из режима без отсечки в обычный режим AB.

Пожалуйста, поясните цель предлагаемых изменений.

 

[Алекс2]

Спасибо.
Что должен делать дополнительный буфер мне не очень понятно. Вы намекаете, что буфером удастся повысить входной импеданс мощного повторителя?

А второе предложение переведёт выходные транзисторы из режима без отсечки в обычный режим AB.

Пожалуйста, поясните цель предлагаемых изменений.

1.да
2.нет, просто вместо резисторов по 3.6 ком на выходе оу. просто на них не будет падать 6 дб усиления
А схема для поддержания выходных транзисторов без отсечки останется на месте, просто ее не нарисовал.

 

[Корвет 200УМ-088С]

Если R6,R7 (3k6) оставить, а вместо R4,R5 применить ГСТ, то потерь петлевого усиления тоже не будет.
Замена же R6,R7 на предлагаемые варианты вмешается в работу узла, предотвращающего отсечку тока в ВК.

По первому предложению: не уверен, что оно полностью решит задачу (повышения величины доступного тока для питания композитного ОУ, - КР544УД2+КР544УД2), так как просто снизить сопротивление R16,R22 и R19,R23 не достаточно.
Эти резисторы входят в цепи вольт-добавки, позволяющие шинам питания ОУ подниматься выше потенциала шин питания ±52 вольта. Надо проверить, что придётся сделать с величиной C8,C9, чтобы запас по питанию сохранился. И как на это отреагирует предлагаемый буфер виртуальной земли.

Мне кажется, проще и понятнее добавить две обмотки на трансформатор питания, получить с них по ~двадцать вольт выпрямленного напряжения, включить последовательно с шинами питания ±52 вольта, и от этих ±70 вольт через ГСТ (вместо R16,C8,R22 и R19,C9,R23) запитать имеющуюся часть схемы.

 

[Алекс2]

Если R6,R7 (3k6) оставить, а вместо R4,R5 применить ГСТ, то потерь петлевого усиления тоже не будет.
Замена же R6,R7 на предлагаемые варианты вмешается в работу узла, предотвращающего отсечку тока в ВК.

По первому предложению: не уверен, что оно полностью решит задачу (повышения величины доступного тока для питания композитного ОУ, - КР544УД2+КР544УД2), так как просто снизить сопротивление R16,R22 и R19,R23 не достаточно.
Эти резисторы входят в цепи вольт-добавки, позволяющие шинам питания ОУ подниматься выше потенциала шин питания ±52 вольта. Надо проверить, что придётся сделать с величиной C8,C9, чтобы запас по питанию сохранился. И как на это отреагирует предлагаемый буфер виртуальной земли.

Мне кажется, проще и понятнее добавить две обмотки на трансформатор питания, получить с них по ~двадцать вольт выпрямленного напряжения, включить последовательно с шинами питания ±52 вольта, и от этих ±70 вольт через ГСТ (вместо R16,C8,R22 и R19,C9,R23) запитать имеющуюся часть схемы.

все равно диоды уменьшают выходное сопротивление каскада с оу, что еще дает выигрыш в частотной области.
есть другие оу, дешевый 140уд22-23, он может лучше и вместо 1-го оу в этой схеме будет

 

[Корвет 200УМ-088С]

Прочитал статью, большое спасибо!
Почти так и собираюсь сделать питание входной части мощного повторителя.

Идея с буфером понятна, такая же, но ещё и DC-servo, применена в блоке усиления напряжения.

КР140УД22 - первым в композит? Я с ним не знаком. Чем это лучше пары КР544УД2 с T-цепочками коррекции?