СМЕРШ
1 ранг
- Регистрация
- 30 Янв 2024
- Сообщения
- 2,535
- Реакции
- 2,840
- Баллы
- 105
- Страна
- Poland
- Город
- Stargard
- Предупреждений
- 16
Запрос на улучшение Электроники ЭФ-017 появился на Паяле. Нашли, кого спрашивать:
https://forum.cxem.net/index.php?/topic/238812-модернизация-схемы-усилителя-мощности-электроника-эф-017-стерео/#comments
Бесполезняк, конечно.
А ведь схема интересная, классическая, где-то даже красивая:
Изначально, всё же, было ясно: техника старая, симуляторов тогда не ведали, потому возможны всякие бока.
Не путайте бока со сторонами!
Была слеплена модель:
И проверена АЧХ в АС-анализе:
Боков сразу два:
1. Бугор на 7 МГц - это косяк видимый.
2. Перекос входного дифа:
Не сразу и догадаешься.
Буду невероятно благодарен за измерение токов транзисторов входного дифа. Так-то там всё понятно: перекос токов зависит от сопротивления R23 (модель):
меньше сопротивление - увеличивается ток левой половины дифа, и наоборот,
а оно выбрано побольше для повышения усиления. На токи дифа никто не глянул.
Едем дальше.
Что можно сделать с подвозбудом?
Матрица коррекции неполная, нет конденсатора в ООС:
Всё равно, хоть ёмкость конденсатора очень мала, АЧХ остаётся странноватой на ВЧ.
Для примера, что должно быть:
Таким макаром:
горизонтальная часть,
участок спада от конденсатора в ООС, его ширина косвенно-качественно указывает на устойчивость усилителя,
третий участок - спад в силу потери усиления,
на частотах выше 20М сигнал может ходить и ходит на выход напрямую по ёмкостям монтажа, ПП-переходов и создавать замысловатые картины АФЧХ; его вид игнорируем.
В общем, ещё не начав толком симулировать, мы нашли целую кучу проблем.
Что, конечно, хорошо, ибо человек рождён решать проблемы, без проблем человек тупеет,
а когда всё получается без усилий с нашей стороны, это процесс нездоровый и что-то в нём не так.
Проблему с перекосом дифа можно решать подбором резистора R11 (заводская схема), а можно - кардинально: установкой токового зеркала в нагрузку дифа.
Будем решать кардинально, потому, что это повышает усиление и линейность:
Когда ставишь токовое зеркало в подобные схемы, нужно соблюдать пару простых и понятных правил:
1. На эмиттерных резисторах зеркала должно падать не менее 10Ut напряжения, или, при Ut=25 мВ,
не менее 250 мВ. Это напряжение ООС по току немного выровняет токи при разбросе Убэ транзисторов зеркала.
Много оно выровняет, если его будет больше.
2. Транзисторы - не лампы, им для работы переходов необходимы хорошие напряжения: примерно 0,65 В чтобы открылись эмиттерные переходы и милливольт 100...200 напряжения коллектор-база Т20 (модель).
То есть, напряжение коллектор-база должно быть намного больше напряжения сигнала, которое на коллекторе Т20 достигает много - десятка милливольт, чтобы транзистор понимал, чего от него хотят.
Эти напряжения достигаются повышением сопротивления резистора 21 в эмиттере Т13 (модель).
3. Опционально: в родном усилителе настолько гадкая система балансировки (установки выходного постоянного напряжения), что я её даже не стал рисовать в модель.
На минуточку: никогда не балансируйте усилитель
а) подстроечными резисторами в эмиттерах дифа,
б) подстроечными резисторами от (непременно - грязного!) питания, как в этом усилителе и на картинке ниже:
Внимание: неправильные картинки! Помехи лезут из питалова прямо на вход ОУ!
Нормальная схема балансировки Линов с токовыми зеркалами - как у ОУ, и, если забудете, как балансировать усь, напомните себе глянуть даташиты на ОУ:
Правильная картинка. Помехи никуда не лезут, ибо не могут.
Вот, уже видна польза от дел: с зеркалом АФЧХ сразу стала ни к чорту, а бугор на ФЧХ указывает на возбуд, который не преминет случиться и попалит выходники, если человек полезет в сложные дебри электроники с голыми пятками, без хорошего симулятора. Конечно, после этого удара по рукам охота экспериментировать отпадёт надолго, а она - самое ценное в человеке:
Вот он и возбуд.
В данном случае его провоцирует фазовый сдвиг в ...схеме слежения входного дифа,
на цепи R5CкбТ2СкбТ6, чего вы без симулятора никогда не увидите,
и никаким увеличением ёмкости миллеровского конденсатора С14 (модель) он не устраняется:
Зато устраняется установкой такого конденсатора.
Поскольку мы делаем правильно: набираем усиления, а выходит неправильно - ужесточением коррекции усиление и устойчивость минусуются, к усилителю надо применять меры повышенной жестокости, и корректировать его по всей строгости матриц коррекции таких усилителей:
или мы его, или он - нас.
Если хотите научиться интриговать, приходите завтра.
Токи покоя дифа и напряжения на зеркале. Всё в порядке, плюс-минус.
Нормальная матрица двухполюсной, как обеспечивающей высокое усиление, коррекции такого схемотипа включает в себя
R17C3 нагрузки дифа формируют ноль АЧХ, а С3 и сопротивления коллекторов каскода дифа, зеркала и входное сопротивление каскода УН - первый полюс,
также, второй полюс сформирован С14 в нагрузке УН + сопротивление нагрузки УН по постоянному току + Скб четырёх прилегающих транзисторов,
а скос АЧХ на ВЧ внесён С6 в ООС.
ППК представлена R8C1 в ООС, она сбрасывает излишки усиления на фед и формирует правильный угол пересечения
Начинает получаться безвозбудная АФЧХ.
Скорость нарастания: порядка 100 В/мкс, определяется, как частное тока покоя УН - 5 мА и ёмкости С14 0,047 нФ. Не мерить скорость с ФНЧ, Цобелем и катушками, как Петров!
Поскольку в советские времена номенклатура доступных транзисторов была ограничена, а усилители народу слушать хотелось, инженеры были вынуждены понапихать в усь разных неподходящих треножников, например, КТ626. Сам по себе этот транзистор импульсный, потому Скб у него - 150 пФ, что явно много для УН и ВК хорошего усилителя. Высоковольтный КТ961 в УН и ВК должен быть склонен к квазинасыщению, это приведёт к искажениям при напряжениях -7 В от клипа, и его тоже лучше вынуть долой.
В целом, достаточно убрать только эти два типа транзисторов, заменив их современными западными ВЧ-приборами, например, парой 2240/970. В средней комплектации можно заменить на импорт все транзисторы, кроме выхлопа: КТ818/819 ещё послужат. Их можно удалить только из-за малого h21э или Укэ0гр, которые грозят большими искажениями или вовсе выходом уся из строя.
Итого, параметры усилителя повышены с минимальным вмешательством в исходную схему, что и требовалось по техзаданию. Какую линейность мы получили?
При средней моще 8 Вт и пиковой 33 Вт на 8 Ом:
-140 и -145 дБ
В общем, неплохо для старинного усилителя.
И последние штрихи.
ВК нужно переделать на современный лад.
Правда, гигантского прироста линейности это не даст.
Устанавливая зеркало в нагрузку дифа, надо помнить, что диапазон амплитуд выходных напряжений каскада ограничен теперь только напряжением питания плеча УН - порядка 30 В. Этого очень много для входа каскода УН.
Хотя, клип возбудом не грозит, может быть нужна клип-защита на выходе зеркала.
Токовая защита начинает подрабатывать уже нна микротоках и бороться с УН, закорачивая его выход на выход УМ. Эта конкуренция петель ООС, а токовая защита организована именно через местную петлю ООС, ухудшает линейность и устойчивость, потому токовая защита выброшена на мороз.
Ну, и там благодарность была, на Паяле, а вот отчётов не написали.
https://forum.cxem.net/index.php?/topic/238812-модернизация-схемы-усилителя-мощности-электроника-эф-017-стерео/#comments
Бесполезняк, конечно.
А ведь схема интересная, классическая, где-то даже красивая:
Изначально, всё же, было ясно: техника старая, симуляторов тогда не ведали, потому возможны всякие бока.
Не путайте бока со сторонами!
Была слеплена модель:
И проверена АЧХ в АС-анализе:
Боков сразу два:
1. Бугор на 7 МГц - это косяк видимый.
2. Перекос входного дифа:
Не сразу и догадаешься.
Буду невероятно благодарен за измерение токов транзисторов входного дифа. Так-то там всё понятно: перекос токов зависит от сопротивления R23 (модель):
меньше сопротивление - увеличивается ток левой половины дифа, и наоборот,
а оно выбрано побольше для повышения усиления. На токи дифа никто не глянул.
Едем дальше.
Что можно сделать с подвозбудом?
Матрица коррекции неполная, нет конденсатора в ООС:
Всё равно, хоть ёмкость конденсатора очень мала, АЧХ остаётся странноватой на ВЧ.
Для примера, что должно быть:
Таким макаром:
горизонтальная часть,
участок спада от конденсатора в ООС, его ширина косвенно-качественно указывает на устойчивость усилителя,
третий участок - спад в силу потери усиления,
на частотах выше 20М сигнал может ходить и ходит на выход напрямую по ёмкостям монтажа, ПП-переходов и создавать замысловатые картины АФЧХ; его вид игнорируем.
В общем, ещё не начав толком симулировать, мы нашли целую кучу проблем.
Что, конечно, хорошо, ибо человек рождён решать проблемы, без проблем человек тупеет,
а когда всё получается без усилий с нашей стороны, это процесс нездоровый и что-то в нём не так.
Проблему с перекосом дифа можно решать подбором резистора R11 (заводская схема), а можно - кардинально: установкой токового зеркала в нагрузку дифа.
Будем решать кардинально, потому, что это повышает усиление и линейность:
Когда ставишь токовое зеркало в подобные схемы, нужно соблюдать пару простых и понятных правил:
1. На эмиттерных резисторах зеркала должно падать не менее 10Ut напряжения, или, при Ut=25 мВ,
не менее 250 мВ. Это напряжение ООС по току немного выровняет токи при разбросе Убэ транзисторов зеркала.
Много оно выровняет, если его будет больше.
2. Транзисторы - не лампы, им для работы переходов необходимы хорошие напряжения: примерно 0,65 В чтобы открылись эмиттерные переходы и милливольт 100...200 напряжения коллектор-база Т20 (модель).
То есть, напряжение коллектор-база должно быть намного больше напряжения сигнала, которое на коллекторе Т20 достигает много - десятка милливольт, чтобы транзистор понимал, чего от него хотят.
Эти напряжения достигаются повышением сопротивления резистора 21 в эмиттере Т13 (модель).
3. Опционально: в родном усилителе настолько гадкая система балансировки (установки выходного постоянного напряжения), что я её даже не стал рисовать в модель.
На минуточку: никогда не балансируйте усилитель
а) подстроечными резисторами в эмиттерах дифа,
б) подстроечными резисторами от (непременно - грязного!) питания, как в этом усилителе и на картинке ниже:
Внимание: неправильные картинки! Помехи лезут из питалова прямо на вход ОУ!
Нормальная схема балансировки Линов с токовыми зеркалами - как у ОУ, и, если забудете, как балансировать усь, напомните себе глянуть даташиты на ОУ:
Правильная картинка. Помехи никуда не лезут, ибо не могут.
Вот, уже видна польза от дел: с зеркалом АФЧХ сразу стала ни к чорту, а бугор на ФЧХ указывает на возбуд, который не преминет случиться и попалит выходники, если человек полезет в сложные дебри электроники с голыми пятками, без хорошего симулятора. Конечно, после этого удара по рукам охота экспериментировать отпадёт надолго, а она - самое ценное в человеке:
Вот он и возбуд.
В данном случае его провоцирует фазовый сдвиг в ...схеме слежения входного дифа,
на цепи R5CкбТ2СкбТ6, чего вы без симулятора никогда не увидите,
и никаким увеличением ёмкости миллеровского конденсатора С14 (модель) он не устраняется:
Зато устраняется установкой такого конденсатора.
Поскольку мы делаем правильно: набираем усиления, а выходит неправильно - ужесточением коррекции усиление и устойчивость минусуются, к усилителю надо применять меры повышенной жестокости, и корректировать его по всей строгости матриц коррекции таких усилителей:
или мы его, или он - нас.
Если хотите научиться интриговать, приходите завтра.
Токи покоя дифа и напряжения на зеркале. Всё в порядке, плюс-минус.
Нормальная матрица двухполюсной, как обеспечивающей высокое усиление, коррекции такого схемотипа включает в себя
R17C3 нагрузки дифа формируют ноль АЧХ, а С3 и сопротивления коллекторов каскода дифа, зеркала и входное сопротивление каскода УН - первый полюс,
также, второй полюс сформирован С14 в нагрузке УН + сопротивление нагрузки УН по постоянному току + Скб четырёх прилегающих транзисторов,
а скос АЧХ на ВЧ внесён С6 в ООС.
ППК представлена R8C1 в ООС, она сбрасывает излишки усиления на фед и формирует правильный угол пересечения
Начинает получаться безвозбудная АФЧХ.
Скорость нарастания: порядка 100 В/мкс, определяется, как частное тока покоя УН - 5 мА и ёмкости С14 0,047 нФ. Не мерить скорость с ФНЧ, Цобелем и катушками, как Петров!
Поскольку в советские времена номенклатура доступных транзисторов была ограничена, а усилители народу слушать хотелось, инженеры были вынуждены понапихать в усь разных неподходящих треножников, например, КТ626. Сам по себе этот транзистор импульсный, потому Скб у него - 150 пФ, что явно много для УН и ВК хорошего усилителя. Высоковольтный КТ961 в УН и ВК должен быть склонен к квазинасыщению, это приведёт к искажениям при напряжениях -7 В от клипа, и его тоже лучше вынуть долой.
В целом, достаточно убрать только эти два типа транзисторов, заменив их современными западными ВЧ-приборами, например, парой 2240/970. В средней комплектации можно заменить на импорт все транзисторы, кроме выхлопа: КТ818/819 ещё послужат. Их можно удалить только из-за малого h21э или Укэ0гр, которые грозят большими искажениями или вовсе выходом уся из строя.
Итого, параметры усилителя повышены с минимальным вмешательством в исходную схему, что и требовалось по техзаданию. Какую линейность мы получили?
При средней моще 8 Вт и пиковой 33 Вт на 8 Ом:
-140 и -145 дБ
В общем, неплохо для старинного усилителя.
И последние штрихи.
ВК нужно переделать на современный лад.
Правда, гигантского прироста линейности это не даст.
Устанавливая зеркало в нагрузку дифа, надо помнить, что диапазон амплитуд выходных напряжений каскада ограничен теперь только напряжением питания плеча УН - порядка 30 В. Этого очень много для входа каскода УН.
Хотя, клип возбудом не грозит, может быть нужна клип-защита на выходе зеркала.
Токовая защита начинает подрабатывать уже нна микротоках и бороться с УН, закорачивая его выход на выход УМ. Эта конкуренция петель ООС, а токовая защита организована именно через местную петлю ООС, ухудшает линейность и устойчивость, потому токовая защита выброшена на мороз.
Ну, и там благодарность была, на Паяле, а вот отчётов не написали.
Последнее редактирование модератором:
