Усилитель на К174УН7

[vovw]

поучительная статья прочитал с большим интересом

[ssc]

...потом понял, что требуется лекция.

...очевидно, да...

...прежде чем ответить, все-таки хотелось бы уточнить, что это все-таки за "линия ООС"... ..и в какую все-таки сторону она "опускается"...?

поучительная статья прочитал с большим интересом

..угу...

..вот аффтар пышет, цитирую: "..при этом начиная с частоты F2 фазовый сдвиг на выходе достигает 90°, а с частоты F2 - 180°.."

..но позвольте, возражу я: на частоте F2 Ку еще больше 1 или равен, и если фазовый сдвиг будет равен 180 град, то в итоге мы получим генератор...

..вот такие, они, статейки из интернета...

[-serg-]

Распаял ужасно звучащий модуль А9 от 3УСЦТ и собрал на половинке платы из сообщения на 12 странице.
Усилитель на К174УН7 с ФНЧ и делителем, схема с реально установленными компонентами.

Параметры, по сравнению с исходным вариантом, заметно улучшились, особенно линейность и устойчивость к возбуждению.

Надо заметить, что крупный радиатор на микросхеме, скорее признак усилий конструкторов бытовой электроники, по предотвращению гибели при при внезапном (и весьма вероятном) возбуждении. При питании 12 вольт и отсутствии "звона", микросхема нагревается довольно умеренно, даже при достижении клиппинга.
Замеры в RMAA продемонстрировали улучшение линейности.

Неравномерность АЧХ (в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц), -0.85, +0.06 дБ
Довольно низкий уровень шумов и сносный динамический диапазон (87.2 дБ (А)).
Однако гармонические и интермодуляционные искажения довольно высокие (горбатый уже давно должен быть в могиле).

Интермодуляционные искажения + шум 0.57%
Микросхема имеет характерное звучание и желающим иметь с нею дело, приведённая схема, может быть вполне рекомендована к повторению.
Входной делитель позволяет подключать усилитель непосредственно к выходу звуковой карты, через регулятор громкости (потенциометр с показательной характеристикой 20k).
Звучит довольно громко и вполне отчётливо.

[vovw]

Здравствуйт а нет фото печатки с удовольствием бы передрал и нарисовал для сборки усилителя

[ssc]

Распаял ужасно звучащий модуль А9 от 3УСЦТ и собрал на половинке платы из сообщения на 12 странице.

..узнаю половинку своей платы...

Параметры, по сравнению с исходным вариантом, заметно улучшились, особенно линейность и устойчивость к возбуждению.

..я увеличивал R5 по скрину до 220 Ом, при этом Uвх получалось около 200мВ..

Замеры в RMAA продемонстрировали улучшение линейности.

..рискну предположить, что УМ питался от нестабилизированного источника...

горбатый уже давно должен быть в могиле

...цэ хто..??..

Здравствуйт а нет фото печатки с удовольствием бы передрал и нарисовал для сборки усилителя

vovw ....ты действительно такой трудный или прикалываешься...??... ...по ссылке пару постов ранее архив с стерео вариантом платы и номиналами в спринте...

[-serg-]

Все замеры в RMAA производились в одинаковых условиях:
-питание стандартный аккумулятор GP 1272 13,2 вольт
-нагрузка керамический резистор 3,9Ω 20W
-в качестве делителя сигнала для входа звуковой карты, потенциометр 10k.

Горбатый это чип с маркировкой К174УН7, врождённый сколиоз которого, можно исправить только одним известным методом (упокоением), каковой и упоминается, народной мудростью, в пословице имеющей широкое хождение.

Уважаемый ssc, прошу дозволения, выложить плату половинки усилителя, для нужд радиолюбителя vovw (я там всё аккуратно обвёл и подписал).

[vovw]

я не могу открыть файл не подходит программа ставил несколько ---- спасибо товарищ serg

[-serg-]

Тогда для начала идём в Сундук Кота - Софт - Sprint-Layout 6.0 - скачать.
Распаковываем архив, устанавливаем программку, всё начинает работать и открываться.
Осваиваем "лазерный утюг", оттачиваем мастерство.

Печатная плата уважаемого ssc представлена в варианте именно для ЛУТ (вид на дорожки со стороны деталей, как бы сквозь плату).

К174УН7 плата SSC.zip

Печатная плата усилителя на микросхеме К174УН7.

(85.83 КБ) 1007 скачиваний

Вложение скачать на локальный жёсткий диск, разархивировать, открыть в установленном Sprint-Layout 6.0.

Полностью собранный усилитель выглядит следующим образом.


Если с ЛУТ затруднения, плату можно вывести на печать зеркально (получится вид со стороны дорожек).
Полученную распечатку можно использовать как шаблон для сверления и рисования дорожек руками.

[ssc]

Все замеры в RMAA производились в одинаковых условиях:
-питание стандартный аккумулятор GP 1272 13,2 вольт

..интересно, откуда тада на спектрограмме составляющая с частотой, близкой к сетевой уровнем 0дБ и ее производные..?..да и график не добавляет ощущения в искаженияХ в 0.57%... ...это именно та спектрограмма..?



..з.ы. судя по графику, фонить оно должно жутко...

[-serg-]

Это график интермодуляционных искажений.
Настройки в RMAA (нижняя частота 60 Hz, верхняя 7kHz).


Гармонические искажения + шум выглядят следующим образом (для этого замера).

При умеренной мощности гармонические искажения 0.33%
(Небольшая наводка на 50Hz где то в проводах, от нагрузки до входа звуковой карты).

Высокий уровень интермодуляционных искажений, скорее всего и является причиной характерного звучания микросхемы.
С ростом выходной мощности ситуация усугубляется, (все звуки сливаются в кашу), продукт на выходе усилителя становится не переносимым.

[ssc]

(Небольшая наводка на 50Hz где то в проводах, от нагрузки до входа звуковой карты).

...скорее от входа УМ до выхода звуковухи...там, правда, уровень мизерный, -90дБ, но все же...

Высокий уровень интермодуляционных искажений, скорее всего и является причиной характерного звучания микросхемы. С ростом выходной мощности ситуация усугубляется, (все звуки сливаются в кашу), продукт на выходе усилителя становится не переносимым.

..а попробуйте увеличить глубину ООС....можно еще поиграться емкостюхами корректирующих кондюков в сторону уменьшения, но тут надо очень аккуратно действовать, бо легко словить возбуд...

[As]

Основные искажения даёт входной каскад, а он не охвачен цепью ООС и не слишком линеен - повышение глубины обратной связи будет малополезно... А в инвертирующем включении не стоит и пробовать?

[ssc]

Основные искажения даёт входной каскад, а он не охвачен цепью ООС..

..хто сказал...?...



...общая ООС через R8 по постоянке и переменке на эмиттер VT2 и динамическая нагрузка в виде ИТ..(VT1 - параллельная ООС через внутреннее сопротивление источника сигнала)...типовое схемное решение...нелинейность не более чем в в другом усилителе схожей топологии...конечно, лучше б было, если бы был доступ к эмиттеру VT1... ..а основные искажения вносит ужасно кривой УН, для нормальной работы которого требуется более высокое напряжение, нежели питающее, что, собсно, и делается при помощи вольтодобавки, и нижнее плечо ВК.

А в инвертирующем включении не стоит и пробовать?

..а стоит ли..?...Rоос всего 4кОм..., стало быть, особо большое входное сопротивление просто не получить...либо буфер на вход, либо ограничить область применения...гораздо перспективнее попытаться изменить способ коррекции АЧХ...микрокап у многих есть, дерзайте...двухколлекторные транзюки при необходимости легко симулируютцо..

P/S что до VT1, то можно пойти на компромисс, пожертвовав входным сопротивлением и воткнув в него делитель между 6-8-общим проводом...или что более правильно - в некоторых промышленных аппаратх на УН7 на выв.8 с плюса питания подавалось регулируемое подстроечником напряжение с делителя...можно было оптимально подобрать симметричное ограничение на выходе..

[ssc]

...и вот как всегда бывает, возникла потребность в простеньком и дешевеньком УМ - по понятным причинам выбор пал на К174УН7, благо плата трассированная уже была...



..надо отдать себе должное - трассировка качественная, по уму: включенный в состоянии покоя усилитель не фонит даже при свободном (не замкнутом на землю) входе (!!!), токовый шум, характерный для возвратных токов, текущих по площади общей шины, отсутствует полностью. Появилась даже возможность уменьшить в несколько раз емкости, корректирующие АЧХ микросхемы, что существенно улучшило его характеристики (240пф и 560пф, меандр 2кГц)



...при напряжении питания 12В (стабилизированный источник питания со стабилизатором на ОУ, Кст около 5.000) усилитель отдает в нагрузку на эквивалент 4,7Ом и частоте 20кГц примерно 2,4Вт до клиппинга.



...но как всегда, ложку дегтя в бочку меда добавил выходной каскад УМ - ступенька, господа коты...!!!...появляться сей трабл начинает примерно с частоты 6кГц (с типовыми емкостями коррекции АЧХ где-то с 4-х кГц)...



...причем, как видно из внутренней схемы этой ИС решить проблему практически невозможно - источник тока по выв.4 тут абсолютно бесполезен, ибо питается он тем же напряжением, что и весь УМ..

..более детальные исследования с RMAA, например, не проводились ввиду лени - тут, собсно, и так все ясно...

[kentgaryk]

А я недавно специально пытался углядеть ступеньку у ТДА, теоретически должна ведь быть, в классе АВ работает. Менял и частоту и на разных амплитудах от самой минимальной до максимальной ну нет ее в пределах разрешающей способности осциллографа и все тут! Вот и получается - почувствуйте разницу.

[ssc]

теоретически должна ведь быть, в классе АВ работает

..как раз таки и нет - класс АВ и формировался для устранения оной...если сравнить его с ламповой классификацией, то можно добавить в него еще два подкласса АВ1, где ток покоя меньше оптимального, и АВ2 - где больше...вот с УН7 как раз таки первый случай, плюс спад петлевого усиления с ростом частоты, о чем говорит частотозависимое вылезание ступеньки.

Вот и получается - почувствуйте разницу.

К174УН7 - древняя микросхема...назначение ее - переносные устройства с батарейным питанием, а так же те дивайсы, где собственное потребление стоит не на последнем месте. Оттуда и ноги растут. Жаль, что внутренняя топология ИС не позволяет регулировать рабочую точку ВК через дополнительные выводы, как это сделано в К174УН4. В принципе, мной получен некоторый положительный результат по устранению ступеньки, правда, несколько выходящий за рамки регламентированных ДШ режимов.

p/s1...что характерно, в схемотехнической версии Жаронкина ступенька практически полностью отсутствует вплоть до 20кГц за счет более глубокой ООС.
p/s2...плата, разработанная мной под УН7 оказалась удачной, поэтому экспериментаторам можно порекомендовать поиграться с номиналами емкостей в частотной коррекции ИС, как я уже говорил, на ней ИС вполне устойчиво работает всего лишь с одной емкостью начиная от 100пф между выв. 5 и 12, заметность ступеньки в этом случае минимальная, а выброс на переходной менее 10%.

[kentgaryk]

класс АВ и формировался для устранения оной

Класс АВ формируется для устранения СТУПЕНИЩИ, которая имеет место быть в классе В и вызвана тем что открывание транзистора начинается не с 0В, а примерно с 0.4В БЭ. Полное отсутствие оной имеет место быть только в классе А, на что любят напирать аудиофилы. Здесь же остаточное явление вызванное разбежкой характеристик транзисторов. Кстати при сильной разбежке такая ступенька часто полностью не убирается вообще, а просто немного смещается от 0 вверх при увеличении тока покоя.

А ведь основное преимущество МС перед рассыпухой - транзисторы изготовленные на одном кристалле можно сделать максимально одинаковыми! Что и реализовано в ТДАшках и прочих буржуйских МС. А эти как умудрились то епт! На фотках твоих ступенька весьма значительная! А К174УН7 хоть и не хай-фай но применялась всеж-таки не в карманном приемнике размером с сигаретную пачку, а в магнитофонах и телевизорах второго класса.
Компенсировать такие сильные искажении за счет ООС не есть хорошо, хотя безусловно лучше чем не компенсировать вообще.

[ssc]

Класс АВ формируется для устранения СТУПЕНИЩИ, которая имеет место быть в классе В и вызвана тем что открывание транзистора начинается не с 0В

..не совсем так - классы усиления формируются по углу отсечки выходного тока, в классе В ступенька в выходном сигнале может отсутствовать совсем - устраняться местными и общей ООС, форсированной накачкой тока в базовые цепи выходной ступени - я знаю много решений...а пороговое напряжение Uэ-б тут всего лишь одно из препятствий для корректной работы двухтактного каскада в этом классе, причем не самое главное. Доказано, что основным моментом, влияющим на стыковку плеч и центральную отсечку как факт, является эффект Эрли.

Полное отсутствие оной имеет место быть только в классе А, на что любят напирать аудиофилы.

...мы как то раз заспорили тут с кем-то из форумчан - а ты увеличь угол отсечки выходного тока двухтактного каскада до 180 град - получишь класс А... по-большому счету, так и есть..но - нюансы - для полного устранения центральной отсечки достаточно увеличить угол отсечки выходного тока более 90 град, что и дает устранение влияния порогового напряжения т-ра и эффекта Эрли - как раз то, что и обеспечивает правильная установка рабочей точки в кл. АВ...для простоты пока не будем учитывать увеличение проводимости канала и пр. моменты...вопрос в другом - в двухтактном каскаде - даже если увеличить угол отсечки тока до 180 град, т.е если обеспечить полную проводимость плеч, при смене знака входного сигнала, когда ток в канале сначала падает до 0, а потом начинает возрастать, за счет входных импедансов и эффекта Эрли и их совокупности будет сформирован токовый выброс, характерный влиянием рассасывания остаточного заряда диффузионной емкости и скорости, с которой изменяется входное напряжение. Т.е, макронелинейность сквозной ВАХ зависит от параметров входного сигнала, в частности, от его скорости нарастания. Т.е, уйти от такого рода искажений возможно лишь в чисто однотактном режиме работы...по-большому счету, аудиофилы правы... ...а уж о том, насколько эти искажения подавляются общей ООС вопрос десятый... ..и кстати, такой вот кроссфейдер гуляет по шинам питания, наводя в них токовую помеху, которая плохо подавляется даже при стабилизированном питании, что вызывает суммарно в десятки раз более заметные искажения на практике, чем в теории...в однотактном режиме указанные моменты отсутствуют, поскольку там просто нет условий для их возникновения..



...на осциллограмме - реальная токовая составляющая на шине питания в двухтактном выходном каскаде с углом отсечки близким к 180 град. на частоте 30кГц (питание стабилизированное) при выходной мощности 10Вт на нагрузке 8 Ом, чувствительность примерно 50мкВ/дел (активный щуп+фильтр)..хорошо видно нулевую зону и токовые выбросы при смене знака входного сигнала....

[kentgaryk]

ступенька в выходном сигнале может отсутствовать совсем - устраняться местными и общей ООС

это не есть хорошо, ее и без ООС победить можно.

Доказано, что основным моментом, влияющим на стыковку плеч и центральную отсечку как факт, является эффект Эрли.

Ну уж не знаю кем доказано, он присутствует всегда, а ступенька нет. Эффект Эрли не точечное явление, это по сути изменение характеристик транзистора в зависимости от напряжения, один из источников нелинейности, плавной нелинейности если так можно выразится. И вот тут то как раз ООС может сильно поправить дело.

чувствительность примерно 50мкВ/дел

Ну если бы аудиофилы использовали осциллограф то должны были стоять по стойке смирно при виде таких высокочувствительных измерений! В данном случае я бы посмотрел еще каковы были пульсации напряжения. Возможно сюда замешана отработка стабилизатором переменной составляющей тока нагрузки на частоте 30 КГц.

[ssc]

это не есть хорошо, ее и без ООС победить можно.

...дерзайте - в чистом виде и полностью это еще никому не удавалось.. различные костыли типа а-ля квод не в счет, потому как могут быть отнесены к разновидности ОС.

Ну уж не знаю кем доказано

..предположения были сделаны Бломбеем и окончательно доказаны Д.Селфом.

Эффект Эрли не точечное явление, это по сути изменение характеристик транзистора в зависимости от напряжения, один из источников нелинейности, плавной нелинейности если так можно выразится.

..вот именно..а я разве сказал, что точечное..?...

Ну если бы аудиофилы использовали осциллограф то должны были стоять по стойке смирно при виде таких высокочувствительных измерений!

..они его боятся... ..утверждают, что каждая снятая осциллограмма добавляет 0,ххххх THD к ранее существовавшему...

В данном случае я бы посмотрел еще каковы были пульсации напряжения. Возможно сюда замешана отработка стабилизатором переменной составляющей тока нагрузки на частоте 30 КГц.

...собственно, это и есть ВСЕ пульсации... ...как говорил ужо, возник спор о линейности ВК, угол отсечки выходного тока которого 180 град. Требовалось доказательство наличия коммутационных и кроссфейдерных искажений в таком режиме...т.е о том, что и при таком угле отсечки тока сохраняется двухтактный режим работы ВК без конверсии в однотактный...