Высококачественный телефонный усилитель.

[Roman Venom]

У схемы ssc перегруз появляется при максимуме с ПК (0.3В примерно). Впрочем, всё это легко корректируется Ку. Я оставил Ку как было, т.к. часто подключаю телефон, а там в несколько раз выход слабее и получается нормально.

[misterzu]

Дык это с ПК, у EMU на балансном выходе под 4Vrms если максимум выставить... Вобщем все равно переделаю, изза корявого питания весь потенциал не раскрывается.

[Roman Venom]

ну...-90дБ фона... это, считайте 0.00:).

[ssc]

Любопытный момент - смоделировал ушник с двойкой дарлингтонов вместо шиклай, налицо более ранний клиппинг и соотв. более высокий THD.

[misterzu]

Vout повторителя = Vin - Vbe. У дарлингтона Vbe равен сумме Vbe составляющих его тр-ов, у Шиклай - равен Vbe первого тр-ра, то есть примерно в 2 раза меньше чем у Дарлинтона. Так что на базу для повторителя из Дарлингтона надо давать большее смещение для того же напряжения на выходе, а питания-то всего +-5В. Кроме того по этой причине эмиттерный повторитель Шиклаи будет иметь более линейную характеристику передачи по напряжению (нелинейности Vbe складываются в Дарлингтоне) ИМХО.

[ssc]

..так и есть..

[ибуки]

все эти шиклаи и дарлингтоны дают не столь страшные искажения по сравнению с переходными искажениями в двухтактах в режиме B и АВ которые очень трудно отследить приборами меряя Кг,и которые дают большой вклад в "транзисторность" звучания,все таки мне кажется для наушников с их малой мощностью нужно делать чистый класс А и лучше однотакт(спектр красивее)

[misterzu]

Переколбасил питание бивреста, получилось имхо неплохо по характеристикам (звук заценю когда второй канал доделаю ). Вот наводки/THD при ~3Vrms на 32 Ома на выходе:

bifrost_29apr.png

THD

(50.35 КБ) 308 скачиваний

По факту это скорее двухтакт (немного хитрый мост из двух однотактов), а спектр все равно красивый.
Внешность меандра (с мультивибратора ) и синуса (со звуковухи) прилагаются внизу.
Это все кстати при питании канала ~6V и общем токе потребления этих ~6V - около 600mA. Но схема питания вышла замороченной - 6В выпрямляются и питают выхлоп, а ОУ питаются от этих 6В через утроитель + фильтр на полевике.
Кстати, чтоб прочувствовали силу балансного подключения - замеры делались при подключении входа усилителя к звуковухе проводом КСПВ 4х0.4, в окружении туевой хучи импульсников включая комп под боком

[misterzu]

Вот походу финальная схема:

principal.png

bifrost principal

(70.33 КБ) 630 скачиваний

Несколько замечаний:
1) D1-D4, C1,C2 - возможно не сильно-то нужны. Теоретически должны немного сгладить высшие гармоники сетевой частоты после C8 за счет сдвига фазы. Насколько оно на практике полезно - мне лень было выпаивать-перепаивать чтобы проверить. Все равно плата то была разведена.
2) T3/T5 - должны иметь максимально совпадающий hfe и сидеть на одном радиаторе.
3) Схема выхода технически представляет собой два повторителя, включенных в мост, но выход первого повторителя формирует виртуальную землю для усилительного канала второго повторителя, усиливающего тот же сигнал но в противофазе и имеющего в 2 раза больший КУ.
4) Повторители работают на активную нагрузку, которая зависит от сигнала на входе противоплеча. За счет этого такой мост получается энергоэффективен как двухтактный каскад А, но поскольку с другой стороны - это как бы однотакт (с виртуальной землей) - то в спектре преобладает 2я гармоника. Спектр состоит по сути из 2й и 3й гармоники вплоть до Vpp около 5V. После чего вылазят гармоники высших порядков, но общий THD остается меньше 0.01 практически до самого клиппинга:

clipping.png

(4.34 КБ) 488 скачиваний

5) Высшие гармоники на участке перед клиппингом как я подозреваю вылазят изза того, что транзисторы начинают входить в отсечку, то есть получается что схема на этом участке переходит из режима А в AB. Это явно видно по реакции OP1A - если у него на выходе вместо ровного уровня появляются всплески - значит происходит отсечка, а они примерно на этом участке таки появляются. Меня это не особо волнует, так как врядли я дойду даже до половины этого уровня, но думаю под конкретную нагрузку можно оттюнинговать схему (подбором R11, R12, R22, R25) чтобы был чистый А до самого клиппинга.
6) Общий ток через транзисторы - около 380mA. Прибит гвоздями, что обеспечивает термостабилизацию. А еще это типа фишка - развязка выхожного каскада от частотных характеристик электролитов БП. Постоянный ток потребления имеет внезапные побочки:
6.a) КЗ в нагрузке схеме пофиг от слова совсем.
6.б) Как следствие, помимо клипинга изза ограничения напряжения питания возможен клиппинг по току через нагрузку, если нагрузка имеет слишком малое сопротивление.
7) Поймал нехороший возбуд, зависящий от положения РГ. Поборол возбуд добавив резисторы 120 Ом в базы T2/T4.
Как видно по схеме в качестве пред-выходного ОУ использовал бескомпромиссный OPA2211. Но никаких особенных противопоказаний против любого другого адекватного ОУ нету. Входное сопротивление только смотреть внимательнее.
9) С землей у схемы.. все сложно. Вал РГ "заземлил" к точке X обоих каналов через резисторы 1.5К и кондеры 22nF.

[upd] обновлен метод борьбы с возбудом

[misterzu]

Гм, мессагу править уже нельзя, но вобщем R18/R21 я тоже выпилил из схемы. Шума от них оказалось много больше (+15..20db!, не зависящих от положения РГ) чем предполагаемого толку. Таки еще раз убедился, что высоомные резисторы в высокоомных путях сигнала - зло. Ну или это специфика OPA2211.
Почти слепой тест ( ) не выявил заметных различий с предыдущим ушастиком на той громкости что я слушаю. А я то боялся что кондер (К71-7) в проходе мне чтонить испортит, по сравнению со схемой с интегратором, но нет, все ок. Ну и то хорошо
Судя по измерениям Биврест должен быть лучше ушастика с такой же нагрузкой на уровнях выше 2V, поскольку у него выше запас до клиппинга (и это при меньшем то питании и потребляемой мощности), но я на таких уровнях не слушаю

[misterzu]

Доделал таки до состояния закрученных корпусных винтов
Но перед эти еще раз переколбасил схему, чутка для этого подправив плату канцелярским ножом попутно глядя в осциллиграф на прямоугольничик. В результате в корус встало вот это вот:

principal2.png

(80.08 КБ) 535 скачиваний

Изменения-пояснения:

Спойлер

- Сделал стабилизацию общего тока мягкой, замедлив ООС операционника, который следит за током.
- Перевел опорное плечо в режим без общей ООС.
- Снизил КУ второго плеча до 2х. Номинал для входа по балансной линии - 2Vpk. EMU выдает аж до 4х. Вобщем, этого достаточно, а в режиме с меньшим КУ ОУ лучше искажения корректирует.
- В нагрузке повторителей поставил полевые транзисторы IRF510 вместо больше-беттных биполяров, скоректировав режим. Биполяры очень сильно портили жизнь коллекторной емкостью. Полевики тоже в этом плане не сахар, но их входная емкость имеет меньше влияния ввиду управления напряжением, а не током, как биполяры (меньшее выходное сопротивление делителя в затворе нивелирует ее влияние). А еще с полевиками ток потребления стал значительно равномернее. Вот осциллограмма падения напряжения на R16 при меандре амплитудой 4V на выходе, под нагрузкой и без:

Von0R7.png

(22.95 КБ) 140 скачиваний

- как видно скачки тока составляют порядка 1mA, причем под нагрузкой - меньше (это даже моделирование предсказало).

Подробный тест RMAA:

rmaa_main.png

(77.4 КБ) 501 скачивание

Вот к примеру график THD 3Vpk на 34 Омной нагрузке:

rmaa_thd_34Ohm_3Vpp.png

(28.55 КБ) 514 скачиваний

Хотя на самом деле результаты эти и график малоинформативны. Голая карта через loopback выход-вход показывает цифры примерно такого же порядка
Меандр в разных режимах. Во всех, в которых он меандр:

meandr.png

(53 КБ) 546 скачиваний

[ssc]

Даже поставил себе 13-й мультисим, чтоб посмотреть...

[TRIOD]

Доброе время суток.

Решил собрать себе на работу усилок для ушей.
Читал тему, но тут столько вариантов появилось. В общем я запутался.
Подскажите какая схема здесь последняя и желательно с печаткой.

Заранее благодарен.

[tataff]

более высокий THD.

А нечему удивляться: Шиклаи - 100% ООС по току которая неизбежно уменьшает THD

[ибуки]

вот предложу такой простенький ушничек в экономичном классе А ,с отличными параметрами
питание от одного литиевого аккума,ток покоя достаточно 75ма,при этом вторая гармоника всего 0,015%,третья почти на порядок меньше высшие ничтожны,спектр спадающий как у лампы
если питать от 6..9в при токе 150...200ма то парамеры еще выше на порядок
резисторы R5 иR9 для наушников до 32ом не нужны(убрать из схемы) только если нужен Ку более единицы при наушниках 60...160 ом их нужно сделать равными по 200 ом тогда усилитель имеет Ку=2


на выходе лучше всего применить смд транзисторы 2sd1803 или 1804 с буквой Т или 2sc5171 или другие с бэттой более 200 и линейной до 0,5 ...1а
теплоотводы не нужны
вот при 6в питании вторая гармоника уже 0,006%!!! третья ниже шума

[ssc]

А нечему удивляться: Шиклаи - 100% ООС по току которая неизбежно уменьшает THD

Не в этом дело - у шиклаи более высокий уровень насыщения - примерно на два типовых пороговых напряжения выше (мерял практически под клиппинг), нежели у двойки дарлингтона (а так схема ОК тоже охвачена практически 100% ООС по напряжению, из-за чего ее Ку по напряжению чуть меньше 1). При прочих равных условиях двойка и шиклай инструментально имеют практически одинаковые характеристики (входное сопротивление, емкость, THD и т.д, за исключением уровня насыщения и Ку - у шиклаи он точнее приближается к 1).

[ибуки]

Дуглас Селф пишет что шиклай в АВ классе дает меньшие переходные искажения,и время переключения меньше ,но они более высокого порядка чем у дарлингтонов ,у дарлингтонов как бы плавнее но сильнее изменение усиления при переключении,а у шиклаи резким маленьким скачком
плохо что переходные искажения трудно имзмерить,Кг не дает представления о них,поэтому А класс всегда красивее звучит при равных искажениях

[tataff]

SSC, это в теории, а на практике при прочих равных Шиклаи имеет меньший уровень по суммам гармоник для односигнального режима. В чем многократно лично убеждался, глядя на экран анализатора спектра.

[ибуки]

анализатор спектра не учитывает переходных искажений

[tataff]

Дуглас Селф пишет

Верно пишет, т.к. Шиклаи (опять же при прочих равных) имеет гораздо меньшую зависимость (паразитную параметрическую модуляцию) беты от входного тока -и именно благодаря 100 ООС по току.