Усилитель на германиевых транзисторах

[ded6moroz]

А слабо не отклоняться от темы на шуточки? Есть техзадание. Будьте любезны предлагать варианты его решения. Иначе - прошу покинуть данную тему и перейти во флудилку, там есть один топик, где вы можете поглумиться вдоволь насчет "ламповости" и "германиевости". Здесь же - технические решения, схемы и предложения строго по делу!

[As]

Тут в соседней теме промелькнула хорошая идея - собрать УНЧ D-класса на германии...

Вряд ли эта идея так хороша... Для "класса D" важно быстродействие, на "германцах" избавиться от сквозных токов будет трудно, критично и напряжение насыщения - а по этому параметру кремниевые транзисторы лучше в несколько раз... Впрочем, попытки были, одна из схем публиковалась, если не ошибаюсь, в сборнике "В помощь радиолюбителю", можно поискать...

[ded6moroz]

одна из схем публиковалась, если не ошибаюсь, в сборнике "В помощь радиолюбителю"

Вот это уже ближе к делу... Займусь на досуге поисками.

а по этому параметру кремниевые транзисторы лучше в несколько раз...

Знаю. В сотни раз. Но здесь мы рассматриваем и доводим до ума именно германий...

критично и напряжение насыщения

Насколько я помню, то у германия оно не хуже чем у кремния. Я бы даже сказал - лучше зачастую. Во всяком случае у маломощных так точно...

[WP_]

И маломощных кремниевых Uce sat уже давно сильно меньше чем у германиевых. Для примера древние КТ373 Uce sat 0,1 В при Ic 25 мА. У МП16 Uce sat 0,15 В при Ic 10 мА.
Многие путают напряжение насыщения коллектор - эмиттер с пороговым напряжением база - эмиттер. У кремниевых транзисторов пороговое напряжением естественно больше из большей ширины запрещенной зоны кремния.

[ded6moroz]

У МП16 Uce sat 0,15 В при Ic 10 мА.

Простите, а откуда информация? Покопался в даташитах и не нашел там указания этого параметра ни в тексте, ни на графиках. Мож не там искал?

И маломощных кремниевых Uce sat уже давно сильно меньше чем у германиевых

Знаю, но здесь - разработка на германии. Так сказать, выжимаем максимум из того, что есть в наличии. Завтра начну копаться в журналах в поисках набросков схем. Попробуем доработать под нужные характеристики.

P.S. Нашел базу для разработки в журнале Радио(1970, №7). Правда здесь генератор треугольника работает слишком медленно (всего 50 кГц). Выходная мощность на 16 Ом - 1,5 Вт при питании 15 Вольт. В общем есть с чем работать.

[-serg-]

Тема "Усилитель на германиевых транзисторах" подверглась репрессиям, была перлюстрирована, и заметной частью отправлена в "МЯЯЯУ!" в тему "Германий портит воздух".
Однако продолжение повествования о своих занятных упражнениях хотелось бы разместить здесь (в исходной теме).
Первая часть (улетевшая в "МЯЯЯУ!"), содержит схему, описание макета и намерения по этому делу.

Я собрал подходящий стабилизатор, для питания усилителя.
Произвел некоторые настройки и тесты.
Тесты проводились в RMAA 6.4.1, с напряжением питания усилителя 30 вольт, нагрузка 4Ω.
А. Тарарака процитировал в своей конструкции "Стереофонический усилитель НЧ" ("Радио" №8 1979 г.)

Спойлер

"Бестрансформаторный УНЧ" В. Иванова ("Радио" №2 1970 г.).

Спойлер

В обеих конструкциях рекомендован очень маленький ток покоя (видимо во главу угла, ставилась надежность).
При малом токе покоя усилитель демонстрирует работоспособность, хорошую линейность, низкий уровень шума и изрядные искажения.


Я увеличил ток покоя до 200мА, искажения снизились на два порядка.

Усилитель вплотную приблизился к проблеме тепловой устойчивости, однако зазвучал прилично, что подтверждается результатами замеров.
Проявился странный эффект - подъём после 15 кГц. (После установки конденсатора параллельно резистору обратной связи, крутизну подъёма удалось заметно снизить).
Дальнейшее увеличение тока покоя приводит к довольно плавному но неустранимому саморазогреву, которое неминуемо вызовет повреждение выходных транзисторов.
(Я сделал тест на холодную, но при большом токе - гармонические искажения не превысили 0.015% на средней громкости).

Предварительные выводы: усилитель слушабельный, (оценка RMAA "хорошо") при включении не издаёт неприличных звуков, довольно линеен и тих.
Нуждается в некоторой коррекции, для парирования подъёма на ВЧ. Помимо здоровенных радиаторов необходимы меры для улучшения тепловой устойчивости.

[ssc]

Я собрал подходящий стабилизатор, для питания усилителя.

..стабилизатор - шляпа...

Проявился странный эффект - подъём после 15 кГц.

..попробуй хороший буфер между звуковухой и УМ...возможно, импедансы играют..

[kentgaryk]

Проявился странный эффект - подъём после 15 кГц

Скорее всего фазовый сдвиг в усилителе делает ОС положительной на частотах свыше 15КГц, режим регенерации.

.стабилизатор - шляпа.

Повторитель напряжения стабилитрона, стабилизатором можно назвать с большой натяжкой.

Кстати serg на какой мощности производились измерения? Как там дохленькие МП39 дубовые П217 раскачивают?

[ssc]

..добавить к этому мусору еще один n-p-n тразистор на вход, в УН двухпетлевую коррекцию (или чисто миллеровскую - определиться по месту) и ООС завести в эмиттер первого т-ра...УМ получится неинвертирующим, и искажения должны снизится в h21/Um раз...

[kentgaryk]

У П217 Н21 не больше 5, у П213 не больше 10, поэтому пока не сделаешь нормальную раскачку как минимум 402/404, хоть весь его обвешай ООСами на мощности свыше 1-2Вт при нагрузке 4ом искажения будут огромны! В схеме питанием 30В МПшки просто сгорят.

[ssc]

..мне вот что непонятно:

При малом токе покоя усилитель демонстрирует работоспособность, хорошую линейность, низкий уровень шума и изрядные искажения.

...

Повторитель напряжения стабилитрона, стабилизатором можно назвать с большой натяжкой.

..скорее - усилитель тока...точнее - параметрический стабилизатор...максимальный ток в нагрузке In=H21э*Iб

при нагрузке 4ом искажения будут огромны

..эту хрень мало кто нагружает на 4Ом, чаще всего на 8...однако ж даже в этом случае не сильно комильфо..

[WP_]

В обеих конструкциях рекомендован очень маленький ток покоя (видимо во главу угла, ставилась надежность).
При малом токе покоя усилитель демонстрирует работоспособность, хорошую линейность, низкий уровень шума и изрядные искажения.

Умиляет - хорошую линейность, .............. и изрядные искажения.
Где зеленое, где соленое? Что то вы какой то противоречивый.

[kentgaryk]

..эту хрень мало кто нагружает на 4Ом, чаще всего на 8...однако ж даже в этом случае не сильно комильфо..

Да считай почти без разницы. Опять же П217 ставили с претензией на выходную мощность 25-30Вт, иначе обходились П213-215. А при питании 30В на 8ом ее не получить.

[-serg-]

Доброго дня!
"хорошую линейность" терминологический казус, (приношу свои извинения) имелось виду "неравномерность амплитудно-частотной характеристики".
В худшем из замеров неравномерность АЧХ (в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц) -1.00, +0.16 дБ, в лучшем -0.77, +0.24 дБ (оценка RMAA "очень хорошо" и это на трудную для этого усилителя нагрузку 4Ω).
Стабилизатор изготовлен скорее с целью не раздать лишнего и вполне подходит для подобного усилителя (уровень шума едва превышает шумы входа звуковой карты, см. графики, что приятно радует).
Параметры конструкции в целом где то на уровне К174УН19 с однополярным питанием.
(Разумеется ежели кому надобен усилитель мощностью 10ватт, следует выбрать TDA - головняка заметно меньше...)

[WP_]

Линейность АЧХ какая? Малосигнальная, полной мощности? Малосигнальная без проблем до 20-30 кГц, а вот с полосой полной мощности будут очень серьезные проблемы. Реально 5 - 7 кГц для П216 - 217, 7 - 10 кГц для П213-215, 30 кГц для ГТ701, 80 - 100 кГц для П605, ГТ905, ГТ906.

[бабай]

Реально 5 - 7 кГц для П216 - 217, 7 - 10 кГц для П213-215, 30 кГц для ГТ701, 80 - 100 кГц для П605, ГТ905, ГТ906.

п216 - 10-12 Вт
п213 - 5 - 7 Вт
П6о5 - 2-3 Вт

и че мы тут собираемся раскачивать ? Винтажные лопухи с чуйкой в 95 дБ ? или пресловутые кинапы с жуткой АЧХ ?

Как эксперименты ( а точнее экскременты) можно попобовать , но реальную систему ( даже домашнюю ) на германии не построить .

аминь.

[WP_]

Сугубо для экперименту, по приколу, цель в том, что никакой цели.

[kentgaryk]

п216 - 10-12 Вт
п213 - 5 - 7 Вт
П6о5 - 2-3 Вт

Ну на П210х я получал, ради эксперимента, 50Вт синусоидальной в полосе до 10КГц но глядя на этот синус подключать какие либо АС и слушать музыку желание не возникало.
Вот так они выглядели

[Vilsi]

глянул схему. это точно та, что в МЯУ? начинаю ругаться. если позволите.
для начала надо хотя бы на пальцах прикинуть, что мы имеем. возьмем нагрузку в 8Ом, бэты: П217=30, МП42, МП35 = 50, МП39Б=30.
из этих данных + схемы легко посчитать коэффициент усиления усилителя без ООС: К=600 (56 дБ). коэффициенты передачи выходных повторителей мы в рассмотрение не берем, поскольку занимаемся оценкой, что называется, на пальцах.
дальше наступает творческий тупик. в таком виде, как на схеме, применение усилителя, и, собстно, направление расчёта, весьма затруднительно. поэтому последовательно по входу условно поставим резистор в 510 Ом. усилитель превращается в простой инвертирующий с к-том усиления Ко=22,8 (27 дБ). здесь опять утечками в резистор 2,4к и в базу транзистора пренебрегаем, что, впрочем составит максимум 2 дБ, хотя и слегка ухудшит параметры.
как видим, запас по усилению составил 29 дБ (28 раз).
1. теперь попробуем разобраться с гармониками. возьму на себя смелость утверждать, что обычно к-ты гармоник выходного усилителя тока и УН составляет порядка 10% каждый. у первого из-за большого изменения тока, у второго из-за большого изменения напряжения. итого - 15%. поскольку запас по усилению составил 29 дБ, логично было бы ожидать к-та гармоник на уровне 0,5%. куда делось остальное?
2. теперь попробуем разобраться с подъёмом АЧХ. опять считаем. МП39Б обладает частотными свойствами в 500 кГц. частоту начала завала характеристики транзистора в сземе ОЭ можно оценить как А=Ft/бэта=500кГц/30=16,6 кГц. в этот момент частотные свойства транзистора начинают ухудшаться с наклоном 20 дБ/декада, т.е., появляется первый полюс.
в базе МП39 образуется ещё один полюс, образованный паразитной ёмкостью коллекторного перехода, резистором 2,4кОм, входным сопротивлением транзистора и резисторами ООС, в параллель, 33кОм и 18кОм. ёмкость коллекторного перехода МП39 нормируется как 60 пФ.
легко посчитать, что частота этого полюса f=9,6 кГц. как видим, АЧХ усилителя имеет два полюса, на частотах около 10 кГц и 17 кГц. то есть, на частоте около 16 кГц начинается влияние второго полюса, сигнал ООС возвращается на вход усилителя с фазой, близкой входному сигналу. происходит не вычитание, а сложение двух сигналов. отсюда подъём АЧХ на частотах, больших 15 кГц.
вобще-то, исходя из формы АЧХ усилитель должен быть весьма склонен к возбуду.
3. дурацкий вопрос: а вы уверены, что снимали параметры именно этого усилителя? помню, был у нас курс "Радиотехнические измерения". так там чётко говорилось: чтобы что-то правильно измерить, надо сначала знать, что получишь в итоге.
в самом деле, обычно последовательно с выходом аудио карты тупо ставятся резисторы, чтобы всякие умельцы не спалили выход коротким замыканием. либо соединив выходы для получения моно. мне встречались резисторы по 1к, было даже по 2к.
в этом случае для усилителя это означает включение дополнительного входного последовательного резистора. и его к-т усиления будет уже не 22, а всего только 7,7. ясный пень, к-т гармоник улучшится почти на 10 дБ и будет где-нибудь 0,1%. правда, тут до 0,015 ещё далеко.
как-то так. можно ещё чего-нибудь придумать. в догонку.

[As]

Как называется бурная деятельность, гарантированно не приносящая результата, но доставляющая удовольствие?
(мне одному на ум приходит нерусское слово онанизм? )