Усилитель Stonecold.

[Михайлик]

Про мои измерения.
Вообще-то очень много информации на "Паяльнике". Ссылку я давал выше. Кратко опишу. Используется программа RMAA бесплатной версии 5.5, как позволяющей менять условия тестов. Все измерения, если не указано особо, проводятся при выходном напряжении 1 В р/р (по осциллографу С1-49), т.к. я полагаю, что при таком уровне вклад искажений типа "ступенька" максимален. При дальнейшем увеличении вых. напряж. Кг падает (проверено).
С применением этой программы есть несколько "заморочек". Измеряемые Кг и интермодуляция зависят, к сожалению, и от положения движков в системном микшере. Применяемые делители напряжения на щупах (вход и выход) как попытка уйти от движков, тоже вносят определённый вклад. Я уже сталкивался с проблемой, когда измеренные Кг усилителя меньше Кг щупов, соединённых друг с другом! Есть и другая проблема. При настройке усилителя очень помогает режим "проверки уровня", когда выводится спектр сигнала онлайн, но при Кг менее 0,01% гармоники "тонут" в шумах. При этом выявлена интересная зависимость Кг от некоторой девиации частоты теста. Если брать, напр., частоты 1000 Гц и 997 Гц, то полученные Кг заметно отличаются! При частоте 1000 Гц в спектре появляются пики гармоник 11-13 порядкой, коих нет при частоте 997 Гц. Возможно, программа как-то хитро ищет гармоники на фоне шумов и допускает нектр. сбои. Вот почему для тестов используется ряд частот 123, 997, 6432 Гц. Заодно и принимается попытка уйти от гармоник питающей сети.
Сперва пытался заниматься уменьшением Кг, наблюдая сигнал 20 кГц на выходе через двойной Т-мост, но при достаточно малых искажений там уже ничего не увидишь...
Про класс АВ.
Есть неск. причин, почему я занялся именно этой конструкцией. Одна из них - малые размеры радиаторов. У меня готовый корпус под трёхполосный усилитель (по ещё Гумелевскому проекту) и не хотелось бы всё переделывать. Для АВ с током покоя 100 мА, полагаю, будут некоторые проблемы. Да и просто стало интересно разобраться именно с этой коррекцией, особенно после того, как прочитал её теорию.

Скинул результаты (тоже по RMAA) одного заочного коллеги, применившего AD843 с небольшими изменениями в схеме. Схему публиковать не буду, т.к. это было переслано в "личку", а не открыто опубликовано.

Тест Juli@ - Stouncold - Juli@ 1Вольт.zip

[ssc]

Для АВ с током покоя 100 мА, полагаю, будут некоторые проблемы.

Абсолютно никаких...нормально отрегулированный У-101 (вместо трагически сгоревшего моего) с КТ818/19 в выхлопе испытывался почти 3 часа при частоте 20 кило и моще 20Вт на 4-х омную ПЭВ-ку.Полет нормальный.Правда, оговорюсь - конец серьезно доработан.

[Михайлик]

Абсолютно никаких...

С моими радиаторами? Выбранными для В класса? И головной болью с термостабильностью тока покоя?

[Михайлик]

Проверил, как и обещал, развязку по общему проводу инв. входа. Подсоединил резистор через 4700х16 к "земле". Увы, модель была не права... На выходе +0,2 мВ вместо +8 мВ. Идея работает, но где взять "кошерный" конденсатор ёмкостью под 470 мкФ? Померял Кг (без подстроек) с таким эл-литом. Получил 0,0097%.

[El-Eng]

...где взять "кошерный" конденсатор ёмкостью под 470 мкФ?

Повторю свой совет. Нужно пропорционально увеличить сопротивления резисторов обратной связи, скажем, взять R3=10 КОм, а R11=200 КOм. Тогда минимальная требуемая емкость будет величиной 1/(2*Pi*Fc*R3) = 1/(2*3.14*20*10000) = 0.8 мкФ. Можно использовать пленочный конденсатор 1.0-4.7 мкФ, лучше взять с запасом. Правда, возможно, придется подобрать корректирующую емкость C3. Для начала нужно оставить ее без изменений и посмотреть АЧХ: при R11=200 КОм частота среза по уровню 0.7 будет около 33 КГц. Если не устраивает, то эту емкость можно слегка уменьшить, но не увлекайтесь, чем она меньше, тем хуже устойчивость усилителя.

Еще один совет. Если входное сопротивление усилителя порядка 10 КОм приемлемо, я бы порекомендовал использовать инвертирующее включение (см. мою схему, неинвертирующий вход AD825 можно напрямую (без резистора) подключить к земле). Такое включение имеет ряд преимуществ: 1 - экономится один входной конденсатор; 2 - на входе ОУ полностью отсутствует синфазная составляющая (при неинвертирующем включении она равна величине входного сигнала); 3 - и входной сигнал, и сигнал ООС поступают на один и тот же транзистор, что предпочтительнее с точки зрения шумов и быстродействия; 4 - наводки с выхода усилителя на вход являются паразитной отрицательной (а не положительной) ОС - усилитель не теряет устойчивость.

[Михайлик]

Повторю свой совет. Нужно пропорционально увеличить сопротивления резисторов обратной связи, скажем, взять R3=10 КОм, а R11=200 КOм. Тогда минимальная требуемая емкость будет величиной 1/(2*Pi*Fc*R3) = 1/(2*3.14*20*10000) = 0.8 мкФ.

Возможно это Вас удивит, но я это давно просчитал, даже ещё не имея чести заочного знакомства с Вами. При рекомендованном Вами R11=200 КOм мы имеем для баланса моста расчетный номинал конденсатора 0,4 пФ (!!!!). А из моего (и не только) опыта известно, что из-за неидеальности предвыхода и др. компенентов емкость моста при балансе такового имеет тенденцию быть менее расчитанной! Если Вы скачали мою модель, то могли бы обратить внимание, что у меня катушка номиналом 4 мкГн (вместо 2 по Линкору), а R3=39 Ом и R11=750 Oм. Благодаря чему я имею баланс моста при емкости более 100 пФ, с которой можно иметь дело, не говоря уже про паразитные емкости и др.
Более того, если бы не было такового ограничения по номиналам ОС (кстати, почему вдруг Шмидт выбрал на инв. входе всего 39 Ом?) можно было уравнять резисторы по входам и не заморачиваться выбором именно ОУ с ПТ на входе. Я как-то обрадовался, взяв AD817, но тут же положил его в "шкапчик", получив как раз огромный разбаланс из-за больших входных токов ОУ...

[El-Eng]

Ах, ну да, у вас там feedforward, я упустил это из виду, извиняюсь. Тогда остается только взять неполярный электролит или попробовать соединить последовательно два полярных электролита вдвое большей емкости одноименными полюсами, подключив точку соединения через резистор порядка 1 МОм соответственно к плюсу или минусу питания, в зависимости от того, какие полюса соединены вместе.

[Михайлик]

Я поступлю проще - проигнорирую эти 8 мВ.

[El-Eng]

Можно и так. Только убедитесь, что все в порядке с температурным и временным дрейфом.

[Михайлик]

Вообще-то я всю прошлую зиму-весну занимался этим усилителем. Проблем не было. Просто в этой теме возник разговор о снижении смещения. На трёх других макетах с AD825 смещение было ещё меньше.

[ssc]

Я поступлю проще - проигнорирую эти 8 мВ.

8мВ это просто мизер.Всеравно что нет ничего.В крайнем случае можно элементарно балансировать ОУ.

[Михайлик]

Я потому и упоминаю эти 8 мВ, что у AD825 нет выходов для балансировки.

[Vilsi]

не могу успокоиться. уж очень меня раздражает этот усилитель. пришлось изучать МС10, дабы отсимить его самостоятельно. к сожалению, в моей версии не нашел опера с адекватной моделью с управлением по питанию. скачал готовый, по-моему, от Михайлика на AD825 (большое спасибо ему за это!). вроде бы, заработал. начал анализировать, но что получаю - понять не могу. или это особенности моего компьютера? или версии? или моего представления о работе усилителя? или тут что-то более глобальное?

[Михайлик]

Если Вы чуть поподробнее опишите свои "непонятки", то, возможно, Вам помогут с ними разобраться...
Про модели ОУ.
Не все модели достаточно подробны и не все поддерживают режим съёма сигнала по питанию. В Капе не проверял, но для Мультисима большинство моделей от AD работают. ТЛ-ки не поддерживают. Для сравнения влияния быстродействия ОУ я брал ОР27 (аналог ТЛ-ки) и ОР37 (аналог 544УД2). Аналоги только по быстродействию! Попробйте поставьте сперва 27, выставьте режимы, смеряйте Кг. Потом просто замените на 37 (ест-но, подстроив режимы) и также измерьте Кг. Вы будете удивлены разницей! "Вживую" на макетах это тоже подтверждается!

[Vilsi]

ну вот пробую симить АЧХ усила без обратной связи. инвертирующую ножку сажаю на землю. включаю АС и смотрю. можно так?

[Михайлик]

Если честно, то такими делами я не занимался.
Этот усилитель без обратной связи не будет работать как ему положено. Вся "соль" его как раз в выделении искажений из сигнала мостом и посыл их в ООС. Далее "зеркально" искаженный сигнал подаётся на ВК, где им "исправляется".
Я в симуляторах лишь менял режимы, перестраивал мост, проверял влияние номиналов нек-рых деталей на конечные хар-стики.

[Vilsi]

уввв! вот нет поддержки!.. ну тогда так: с ООС, три АЧХ в одном.
1. выход ОУ.
2. на базе Q11
3. на коллекторе Q11

[Михайлик]

Во-первых.
Я не нашел на схеме Q11 (смотрю схему Линкора).
Во-вторых.
Не могу понять желания снять АЧХ на выходе ОУ. Что это Вам даст?

Несколько раз предлагалось смотреть на осциллограммы на выходе ОУ. (У "Кводистов", откуда, собственно, и позаимствована данная коррекция по току, любимый вопрос: "А ты смотрел сигнал на транзисторе" который как раз и охвачен такой коррекцией). Т.к. сигнал на выходе ОУ весьма искажен (и не только "зеркальными" искажениями, но и, возможно, режимом КЗ выхода), то я никогда не находил нужным исследовать эти процессы. Допускаю, что возможно извлечь из этого какую-то полезную информацию, но это пока выше моего уровня знаний и понимания. Я в таких случаях вспоминаю автомобиль: поршни совершают прямолинейные движения, а колёса вращательные. Нам нужен сигнал на выходе, там я его и смотрю. Возможно (подчеркиваю я не специалист в РЭА), для именно этого усилителя подходят не все классические методы исследований.

Вставил АЧХ с выхода ОУ. МС9.

Выход ОУ.JPG

[Vilsi]

ага, спасибо. про "кводистов" забыли. там по науке, у меня к ним претензий нет. я злобствую по поводу построения Стонеколда, без учета коррекции. под эту схему попадают разные вариации построения усилителей.
про АЧХ, если по Линкору, это транзистор VT3, его база и коллектор. что-то напутал, видимо. привязывался к схеме в одном из постов.
АФЧХ по выходу нужны для оценки устойчивости усилителей. это понятно. а вот по точкам внутри схемы я могу оценить прохождение сигнала по каскадам и на основании этого сделать вывод об адекватности моделирования своим представлениям. при анализе полученных результатов меняется обычно свое мнение. в свое время на лабах по физике академик Детлаф очень наглядно, буквально на пальцах, и в то же время очень доброжелательно, показывал несостоятельность представлений студента о протекающих в жизни процессах с тех пор научился проверять полученные данные, рассматривая их с возможно большего числа сторон. даже если схема работает правильно, все равно: а вдруг чего-то не заметил? сильно помогает.
что касается стонеколда, АФЧХ по выходу показывает явно не то, что нужно. как я говорил раньше, в свое время проанализировал работу этого усилителя. таки нарисовал к-т передачи с учетом реактивностей (ессно, с некоторой долей упрощений), потом запихал это все в Маткад и получил прекрасный образец нестабильного усилителя. выложить тока не могу, надо проверять, а это еще сложнее, чем заново сделать.
а сложность анализа АЧХ в нашем случае в том, что фактически Стоун представляет собой два усилителя с разным к-м усиления. до выходного напряжения 1 В (даже до 0,6В) все условия устойчивости выполняются. но если перешагнуть этот порог - резко растет усиление - и вот тут начинается...
что при этом делает сим? а сим при анализе АЧФХ линеаризует активные элементы, причем ему самому известными способами. и попадает как раз в ту самую область до 1 В. и все в порядке. а мне это не нравится. потому что по теории такого не должно быть. а доказать это я не могу. поэтому приходится искать, что там происходит. вот уперся в странное поведение сигнала в вышеуказанных точках. пытаюсь разобраться,кто виноват: я, сим, стоун. хотя есть подозрение, что сим прав. тогда значит, работа стоуна еще причудливей.

[Михайлик]

Ну-у-у, я не настолько умён... Образование хоть и высшее техническое, но немного другое.
Мне симулятора достаточно, чтобы оценить пути доп. настроек, избегая лишней работы. Т.к. знаний маловато, то приходится порой просто перебирать варианты и смотреть, а как это "аукнется"?
Стоун работает, работает достаточно хорошо и стабильно, пути совершенства совпадают с теорией, о чем сообщают и симуляторы и практика.