Простой усилитель мощности НЧ на транзисторах TIP142, TIP147

[ssc]

..дык это у вас надо спросить..

..собсно, предположим - усё работает..предположим..опять таки, есть пара вопросов - входное сопротивление - 7,5кОм..не маловато..?..увеличивать его до приемлемого значения не всегда получается - при этом приходится увеличивать и номинал резистора ООС, а при слишком большом его значении в контур ООС влетает всякая гадость, и сам дивайс становится чувствительным к разводке и паразитным импедансам платы..

..опять таки, входное сопротивление каскада с ОБ, на который нагружен выход ОУ, весьма мало - о чем, собсно, вскользь упоминали в последующих консультациях по прототипу в контексте снижения искажений, вызванных этим моментом..у вас этот вопрос так и не решен..кроме того, некоторые производители ОУ (к примеру, TI) вводят в свои изделия защиту выходного каскада от перегрузок на весьма малые токи, что еще больше сказывается на увеличении искажений...TL071/072, 081/082 как раз относятся к таковым, о чем косвенно можно судить о существенной разнице выходного напряжения ОУ для нагрузок 2 и 10 кОм - к примеру, в сравнении более прогрессивные и совершенные ОУ, как OPA132/134 (2132, 2134) не имеют существенного отличия в этом вопросе, гарантировано допуская работу на импеданс 600Ом с незначительным увеличением THD..

..так вот, не кажется ли вам, что в первую очередь надо решать вопрос с перегрузкой выхода ОУ и увеличения THD, связанного с этим, а не прилаживать костыли, оставляя вопрос открытым..?..кстати, прототипу рекомендовали ЭП..

.. ..что на это скажете..?..

[Stan47]

Хочу дать несколько рекомендаций в последовательности сборки УМ, чтобы избежать лишних взрывов.
Если схема полностью собрана, то вынуть из панельки операционник и отсоединить эмиттеры выходных транзисторов.
Включив питание проверить напряжение на TL431. Напряжение на базовых резисторах выходных транзисторов должно находиться около 1,2В и регулироваться в небольших пределах переменником.
Установить переменник в максимальное сопротивление и подсоединить эмиттеры.
Собрать цепь измерения потребляемого тока и на короткое время подать питание. Если ток не криминальной величины, то установить желаемый ток покоя.
Вставить операционник - ничего не должно измениться.
Следует иметь в виду, что транзисторы TIP142 и TIP147 разных производителей имеют разные номиналы внутренних базовых резисторов. Мне попадались с сопротивлением 14к и 3,5к.
В верхнее и нижнее плечо надо ставить одинаковые. Это также может повлиять на изменение номиналов цепи стабилизации тока покоя.

Добавлено after 6 minutes 47 seconds:
Входное сопротивление усилителя с ОБ ни мало и не велико, а завит от нагрузи в коллекторе.

Добавлено after 29 minutes 31 second:
Вы писали о входном сопротивлении 7,5к, но оно не сильно отличается от прототипа 10к и для хорошего предусилителя не представляет проблемы.
Для данной схемы даже для размаха напряжения на выходе ОУ 5В, его выходной ток не превысит 7мА.
На самом деле размах намного меньше.

Добавлено after 2 minutes 21 second:
Могу вывалить печатку в Lay.

[ssc]

Входное сопротивление усилителя с ОБ ни мало и не велико, а завит от нагрузи в коллекторе.

..нет, не совсем так - не просто от нагрузки в коллекторе, а от соотношения Uэ-б/Iэ..для вашего случая это сколько..?..

На самом деле размах намного меньше.

..а конкретнее..?..

[Stan47]

Пардон, заметил ошибку в схеме -эмиттер и коллектор VT2, а заодно и проводимость перепутаны местами, сейчас перерисую.

В измененной схеме напряжение на стабилитроне TL431 будет 3,5В.

[ssc]

..может, тогда и микрокапе смоделируется..

[Stan47]

Не исключено, немного подождите, замерю размах на ОУ.

Добавлено after 2 minutes 42 seconds:
При максимальном сигнале на выходе - 2В амплитуда напряжения на ОУ. Это на нагрузке 8 Ом, на 4 Омах раза в два больше.
Надо заметить, что для этих транзисторов и питании 32В, 4 Ома маловато (около 200 Вт мгновенной мощности)- 8 Ом в самый раз. 24В будет нормально и для 4 Ом.

Добавлено after 24 minutes:
Еще замечание: вывод GND - это сигнальная земля, динамики подключать непосредственно к конденсаторам силового выпрямителя.

В продолжение дискуссии по поводу усилителя с ОБ:
Входное сопротивление эмиттерного перехода транзисторного каскада с ОБ можно считать равным "0".
Так как ОУ выдает на выходе напряжение, а каскад с ОБ управляется током, то надо преобразовать одно в другое. Функцию преобразователя выполняют резисторы R7 и R8 для верхнего и нижнего плеча соответственно. Т.е ток через резисторы R7 и R8 линейно пропорционален выходному напряжению с ОУ. Практически этот же ток протекает и через коллектор транзистора каскада с ОБ. Таким образом выходные транзисторы тоже управляются током (о чем они только и мечтают). Значит в схеме фактически нет нелинейных преобразований. А разве мы не этого хотели?

[Vilsi]

[uquote="Stan47",url="/forum/viewtopic.php?p=3517740#p3517740"]Надо заметить, что для этих транзисторов и питании 32В, 4 Ома маловато (около 200 Вт мгновенной мощности)- 8 Ом в самый раз. 24В будет нормально и для 4 Ом.[/uquote]не очень понятно, у меня получается на 4 Ом около 80 Вт мгновенной.
[uquote="Stan47",url="/forum/viewtopic.php?p=3517740#p3517740"]При максимальном сигнале на выходе - 2В амплитуда напряжения на ОУ. Это на нагрузке 8 Ом, на 4 Омах раза в два больше[/uquote]вот тут небольшое фи. постоянка на R6 (R7) составляет около 1 В. если по выходу опера 2 В, то это означает, что транзисторы ОБ на одной полуволне полностью запираются. ну ладно, выходные каскады, это как бы нормально, но еще и предвыходные... а приводит это к тому, что напряжение в базах выходных каскадов падает до нуля. потом, при включении соответствующего транзистора ОБ происходит рост напряжения в базе, но тут еще надо будет зарядить паразистные емкости транзистора. фактически это означает уменьшение частоты паразитного полюса в этой точке, которое придется компенсировать увеличением коррекции.
[uquote="Stan47",url="/forum/viewtopic.php?p=3517740#p3517740"]Так как ОУ выдает на выходе напряжение, а каскад с ОБ управляется током, то надо преобразовать одно в другое. Функцию преобразователя выполняют резисторы R7 и R8 для верхнего и нижнего плеча соответственно. Т.е ток через резисторы R7 и R8 линейно пропорционален выходному напряжению с ОУ. Практически этот же ток протекает и через коллектор транзистора каскада с ОБ. Таким образом выходные транзисторы тоже управляются током (о чем они только и мечтают). Значит в схеме фактически нет нелинейных преобразований. А разве мы не этого хотели?[/uquote]ну почти так. только при +2 В на выходе м/с через резистор R7 течет ток 3 мА. через резистор R8 течет ток 1 мА. в базу попадает ток 2 мА.
при +1 В на выходе м/с через резистор R7 течет ток 2 мА. через резистор R8 по-прежнему течет ток 1 мА. в базу тока попадает 1 мА вообще. ну и где тут линейность?

[Stan47]

Пока ответ на первый вопрос:
P=U^2/R, т.е.30х30:4=220.

Если на эмиттерных резисторах по 1В, то при появлении напряжения на выходе ОУ на одном резисторе напряжение будет увеличиваться , а на другом уменьшаться, вплоть до запирания одного из транзисторов. Также себя будут вести и выходные транзисторы. Но так работают все двухтактные каскады - по очереди.
В покое ток через резисторы по 1мА, при изменении напряжения на один Вольт ток через один эмиттер увеличится на 1мА, а через другой соответственно уменьшится.

[ssc]

Пока ответ на первый вопрос:
P=U^2/R, т.е.30х30:4=220.

..пока уточнение по первому вопросу: пусть напряжение питания будет +/- 32В и никоим боком не будет зависеть (проседать) при увеличении потребляемого тока.. ...допустим так же совершенно невозможное -размах сигнала на выходе усилителя равен напряжению питания, т.е 74В...для того, чтобы подсчитать выходную мощность, переведем размах в среднеквадратичное значение: 74/2,82=26,241134751773049645390070921986... ..округлим до второго знака - 26,24...ну, а потом уже по известной формуле - возведем в квадрат и поделим на сопротивление нагрузки - получается 172,1492882651778079573462099492.. ..округлим до второго знака - 172,14Вт...очевидно, что заявление о "..200Вт пиковой мощности, рассеиваемой на транзисторах.." не соответствует действительности..

[Stan47]

Вы перевели дело к среднеквадратическим величинам, а я говорил о максимальных токах, которые, хоть и на мгновение моут протекать через выходные транзисторы.
- Ssc, Можно считать, что я на форумах участвую первый раз, можете ли подсказать как быстро оформлять заголовок сообщения?

[Vilsi]

насколько я понимаю, мгновенная мощность - это произведение текущего через транзистор тока на напряжение коллектор-эмиттер. таки параметр довольно важный. я как-то для себя даже небольшую программку накидал в экселе. ну вот по нему получается картинка в приложении. это для 4 Ом нагрузки.
могу еще одну картинку. для интересующихся - ММ-2. здесь все то же. за исключением выходной мощности. попробуйте угадать, где моща больше.

[Stan47]

Vilsi. Вообще-то я имел в виду мгновенную мощность в нагрузке, но и знание ее на самих транзисторах тоже полезно.
Правда, на графике не совсем ясно, что от чего зависит (нет обозначений).
Поясните пожалуйста, что такое ММ-2?

[Vilsi]

[uquote="Stan47",url="/forum/viewtopic.php?p=3519128#p3519128"]Vilsi. Вообще-то я имел в виду мгновенную мощность в нагрузке, но и знание ее на самих транзисторах тоже полезно.
Правда, на графике не совсем ясно, что от чего зависит (нет обозначений)[/uquote]вообще-то это мгновенная мощность в транзисторе. я дал определение ее. и на графике написано, что это Рк=мощность на коллекторе одного транзистора.слева - это мощность на коллекторе в ваттах. пики мощности - это в течение полупериода. во втором полупериоде транзистср заперт, мощности нет.
опять же, а какая связь с выходной мощностью в нагрузке и теми рассуждениями, что транзистор ее не потянет?
а знание еще как полезно. для германия это вообще убийственные характеристики. если у нас будут еще данные по тепловому сопротивлению перехода кристалл-корпус, то можно еще выводов наделать
ММ-2 - это та же Мгновенная Мощность в транзисторе, только при другой выходной мощности. как видно на графиках, мгновенная мощность на транзисторе начиная с какого-то момента выходит на критический режим и там и остается. кстати, есть подозрение что для выбранных концов (TIP...) эта мощность уже является критической

[Stan47]

Кстати о Германии, почитав форумы о схемах с его использованием, создается впечатление, что там и электроны не такие как у всех, и физические процессы другие.
Если не трудно: предъявите мне мою критическую мощность.

[Vilsi]

да не. все тоже. это схемотехника была дурацкая. если посмотреть антологию середины 70-х, самый расцвет усилостроения, так там ребята старались перещеголять друг друга в плане как сделать усилитель без обратных связей. отсюда кому-то нравится, кому нет.
а вот что касается германия на выходе, то здесь вылезает та самая мгновенная мощность. максимальная температура кристалла 85 град, поэтому ее действие приводит к тому, что кристалл мгновенно перегревается и начинает "течь". дальше, надеюсь понятно.
и здесь большую роль играл конструктив транзистора. если П213 имел тепловое сопротивление 3 град/Вт, так он и плохо работал на мощности. а вот П210 имел уже 1 град/Вт. так его до сих пор вспоминают как очень стабильный в усилителях. ну так как-то

[Stan47]

Зачем упираться в догму. Если задан результат, который ты хочешь получить, то способов его получить немеряно.

[Vilsi]

да? а вот в усилителе, который обсуждается, результат достигнут или еще можно корректировать?

[Stan47]

Еще как. Эксперименты продолжаются. Любой может подключиться.
Есть еще одна доработка:
Выяснилось, что из за высокой чувствительности термистора наблюдается перерегулирование.
Поясню - когда я выставляю ток покоя на холодном радиаторе, затем разогреваю его на максимальной нагрузке и снимаю ее, то ток покоя почти исчезает, пока не остынет радиатор. Удалось практически снять проблему поставив последовательно с термистором резистор 2 кОм. Можно того же эффекта добиться просто больше его шунтируя, но тогда нужно значительно менять номиналы других резисторов. Но это потом.

[Vilsi]

и мне можно?
только сначала хочется определиться, куда грести, к чему мы идем. и для начала снять характеристики того, что уже есть. как-то: АЧХ, переходную при уровнях входного сигнала а) 0,1 В и б) чтобы размах амплитуды на выходе приближался к ограничению, но не ограничивался

[Stan47]

Сейчас нет возможности для тщательных измерений, но до 70 кГц АЧХ почти линейна, на моем функциональном генераторе больше не получить.

Добавлено after 35 seconds:
На нагрузке 8 Ом.
Схема с устранением эффекта перерегулирования термостабилизации.