Как отрегулировать и улучшить китайский KIT усилителя.

[Plum]

Доброе время суток, хочу получить совет от спецов по регулировке и улучшению китайского кита усилителя для наушников.
Сразу хочу оправдаться - брал по двум причинам, хотел полевиков и готовую печатную плату.
Выбрал - E4 FET headphone Amplifier kit+UPC1237 Class A
http://www.ebay.co.uk/itm/130657929928? ... 1497.l2649

E4 FET.jpg

(59.45 КБ) 1810 скачиваний

Улучшил его ALPSовским потенциометром, получил за 2 недельки - всё комплектно, собралось за пару часов сразу заработало...
на входе 2SK246/2SJ103 на выходе 2SK2381/2SJ407.
Дальше началось интересное - начал регулировку, 2 потенциометра: один регулирует рабочий ток входного дифусилителя и второй - ток покоя выходных полевиков....
Начитался разного, кто что пишет - рабочий ток дифкаскада рекомендуют от сотен микроампер до 7-8 ма пробовал по разному - работает - пробовал добиться симметричного ограничения при максимаальном уровне сигнала - одновалентно, работает. С выходным каскадом ещё интереснее пробовал от единиц ма до 100ма искажений на малых сигналов, свойственных для биполярников не наблюдалось . Вообщем полевики загнали меня в угол.
Сейчас поставил рабочий ток дифкаскада 2ма, а ток покоя - 20ма - работает - нелинейность ачх небольшая есть - в области высоких, но не более 1.5%..., коэфициент усиления по каналам равный правда смещения постоянного напряжение на выходе одного из каналов - 8-10мв а у второго 30-34мв
Посоветуйте - покритикуйте, может что заменить, подобрать и какие рабочие токи установить в перечисленных каскадах...
Буду признателен за любой дельный совет

[ssc]

Два раза прочитал, но так до конца и не понял, чего вы от дивайса-то хотите.А приатаченый усилитель никогда, слышите, никогда не будет обладать достоинсвами кл."А", даже при токе покоя 10А, хотя бы потому что он...двухтактный...

[Plum]

Возможно немного эмоционально - но вопросов было 3:
- ток входного дифусилителя
- ток покоя выходных полевиков
- замена элементов на более каширные например - на выходе стоят полевики для сервомоторов (по даташит производителя).

P/s - а двухтактный это совсем плохо? , просто схему получил после покупки....
P/S2 - С утра проверил схему и печатку - в присланной схеме ошибка, у выходного полевика нижнего плеча (sJ407) сток-исток наоборот может тогда это уже не совсем двухтактная?

[El-Eng]

Двухтактный – это не плохо и не хорошо, это просто тип выходного каскада со своими преимуществами и недостатками, как и у любого другого типа выходного каскада. У вас, с учетом найденной вами ошибки – классический двухтактный выходной каскад на комплементарных транзисторах. Он может работать в любом классе, но для аналогового режима интерес представляют классы А, АВ и В – всё зависит от тока покоя: если ток покоя больше или равен половине максимальной амплитуды тока нагрузки – это класс А. Если ток покоя практически равен нулю – класс В. Что-то промежуточное – разные вариации класса АВ.
Так что вы можете насладиться “достоинствами класса А” - вы не сможете насладиться достоинствами однотактного усилителя (работающего в классе А).
Теперь ваши вопросы по поводу токов покоя:
чем больше ток – тем шире полоса и лучше динамика и линейность, но ниже КПД и больше опасность выхода каскада из строя из-за перегрева. Тут есть простор для выбора, я бы посоветовал ток дифкаскада на уровне 3-5 мА и ток выходного каскада для класса АВ ближе к А, что-то около 0.25 от максимальной амплитуды тока нагрузки.

[Plum]

Спасибо, успокоили....
С дифкаскадом я почти попал - удвоим, а ток покоя подтянем до 35-40ма (при питании 16 вольт и нагрузке 64ома) - гдето 0.6 вата в режиме покоя как нибудь рассеются

[El-Eng]

Если есть осциллограф, можете проверить работу так:
Подключите на выход резистор, равный нагрузке (64 ом), подайте на вход синус разной частоты и амплитуды и посмотрите наличие ступеньки на выходе: для малых амплитуд её не должно быть вообще, для больших амплитуд (выход близок к ограничению, но не ограничивает) допустимо появление её признаков, особенно для частот больших, скажем, 10КГц.
Введите выход в ограничение и посмотрите, нет ли признаков возбуждения (типа затухающих колебаний) особенно на участках сигнала при выходе из ограничения.
Подайте на вход меандр средней амплитуды (примерно 0.5 макс.) с короткими фронтами и с частотой около 1КГц (можно от калибратора осциллографа) и проверьте выходной сигнал на отсутствие сильных выбросов и звона, а также измерьте скорость нарастания фронта на выходе усилителя, она должна быть больше 2*Pi*Fв*U=2*3.14*20000*16=2В/мкс, это гарантирует отсутствие динамических искажений.

[Plum]

Ещё раз спасибо,
Про ступеньку (при перходе через ноль) я уже читал, с этого и начал регулировку тока покоя - пустил 1мв на вход и пытался загнать его регулировками, чтоб получалась ступенька и потом от неё хотел начинать подьем тока, но так ничего не добился - не было ступеньки ни при токе близком к нулю ни при 100ма... за проверку про нарастающий фронт - отдельное большое спасибо - обязательно проверю. Пока гоняю его по постоянке (стоит в столе начальство ходит...). Вообщем поставил дифкаскад - 4ма, ток покоя 40ма - час стоит, температура радиатора градусов 50, смещениевыходов по постоянному один - 10-11мв у второго 20-22мв... - с этим надо что-то делать? может транзисторы какие непарные.
Может я неправильно их разместил - потому что при получении транзисторы были разделены по мешочкам - левый канал/правый канал кроме 4-х биполярных npn которых я поставил в затворы выходных полевиков.

[ssc]

...но вопросов было 3:
- ток входного дифусилителя

Я бы установил ток дифа руководствуясь следующими соображениями:известно, что ТКН и сам знак ТКН полевика очень сильно зависит от тока стока, например, для наших пар КП103/303 знак ТКН положительный при токе стока до 0,5мА, и становится отрицательным при токе свыше 0,7мА.Существует "полочка" при которой ТКН весьма близок к 0 в широком диапазоне температур, это свойство используется разработчиками в различных ИОН.Естественно, надо курить ДШ и эксперементировать.Критерий-термостабильность рабочих точек при правильном режиме последующих каскадов.

- ток покоя выходных полевиков

Опять же, из тех же соображений-существует некоторый минимальный (оптимальный) ток стока, который начинает уменьшаться с ростом температуры.Опять же, надо курить ДШ и эксперементировать. По разным источникам для аналогичных структур 50..200мА

- замена элементов на более каширные например - на выходе стоят полевики для сервомоторов (по даташит производителя).

В диф лучше (я бы сказал-обязательно) ставить согласованные сборки.По поводу выхода-думаю, что если для ушей, то практически пофиг...

P/s - а двухтактный это совсем плохо? , просто схему получил после покупки....

Вовсе нет...постараюсь вкратце объяснить различия и особенности: в двухтактном режиме поочередно усиливаются положительные и отрицательные полуволны сигнала(каждая своим плечом).В момент перехода через условный 0 из-за входной емкости усилительного каскада, не успевшей по каким-либо причинам разрядиться, транзистор плеча некоторое время еще остается открытым, вследствии чего на выходе возникает выброс.Это явление приводит к появлению интермодуляционных искажений и возникновению сквозных токов.Надо сказать, что на текущий момент есть ряд простых схемотехнических решений, минимизирующих это явление, да и сами параметры ПП стали существенно лучше.Но в однотактном режиме такие искажения отсутствуют как класс вследствии усиления без переключений с постоянным током покоя.Вопрос стоит только в более низком КПД и последствий вытекающих из этого факта.Есть еще один,уже чисто практический аспект в отношении двухтактного режима-помехи, образовавшиеся в следствии переключения ВК носят импульсный характер, и если монтаж и/или разводка pcb сделаны с нарушениями некоторых общеизвестных правил, то это в конечном счете приводит к дополнительному росту искажений вследствии наличия ОС через источник питания и наводке токов ВК на вход системы.В однотактном режиме такие моменты отсутствуют как класс.

P/S2 - С утра проверил схему и печатку - в присланной схеме ошибка, у выходного полевика нижнего плеча (sJ407) сток-исток наоборот может тогда это уже не совсем двухтактная?

Тогда, разумеется, нет. .

[El-Eng]

Пока гоняю его по постоянке. Вообщем поставил дифкаскад - 4ма, ток покоя 40ма - час стоит, температура радиатора градусов 50, смещение выходов по постоянному один - 10-11мв у второго 20-22мв... - с этим надо что-то делать? может транзисторы какие непарные.
Может я неправильно их разместил - потому что при получении транзисторы были разделены по мешочкам - левый канал/правый канал кроме 4-х биполярных npn которых я поставил в затворы выходных полевиков.

Все, о чем вы пишете – нормально для режима постоянного тока. Что касается смещения на выходе – это проявление неодинаковости транзисторов и резисторов плеч входного дифкаскада и каскадов усиления полуволн (в микросхемах операционных усилителей это приводит к появлению Uсм). На это можно не обращать внимания, но, если достаёт, попробуйте слегка поменять значения резисторов (одного или нескольких) LR2, LR3, LR5, LR6. Только внимание: слегка! Проще всего это сделать, подсоединяя параллельно одному из этих резисторов последовательную цепочку из переменного резистора ~10К и постоянного резистора ~1К. Нужно найти тот резистор, при подсоединении к которому удается минимизировать смещение подстройкой переменника (для двух из четырех это не удастся). После этого нужно измерить полученное сопротивление цепочки и впаять вместо нее постоянный резистор.
Также можно взять многооборотный подстроечный резистор ~10K, ползунок подсоединить к соотв. линии питания, а крайние выводы, через постоянные резисторы ~1K, к точкам резистор дифкаскада-сток транзистора (достаточно для одной пары). Тогда можно просто подстроить Uсм~0 (это – классическая схема компенсации Uсм).

[Plum]

Я получил больше чем ожидал и в коротние сроки - Спасибо
Стыдно признаться но всё началось с наушников подвернулись audio-technica ATH-A700. Захотелось чтоб зазвучали...
Сначало думал сделать простой аналоговый усилитель - потом пошло поехало - "Парамошу понесло...."
Взял у Александра DAC Котёнка - пока жду микросхемы - борюсь с оконечником.
Вообщем вполне приличная картина, после нескольших итераций - остановился на следующем:
Ток Дифкаскада - 3 ма, ток покоя оконечников 50 ма, коэфициент усиления около 9, нелинейность при 300мв на входе по всему диапазону менее 0.5%, Разброс по постоянке присутствует - после прослушивания на ухо решим что делать. При подаче импульсного сигнала в 1 кгц завала не наблюдал, есть небольшая задержка меньше 1.5-2мксек при переключении выходной амплидуды 6-7 вольт полного размаха....
Вообшем следующий шаг - надо послушать... было бы с чего...

[El-Eng]

Не забудьте добавить защиту наушников от постоянного напряжения на выходе усилителя - мало ли что...

[Plum]

Не забудьте добавить защиту наушников от постоянного напряжения на выходе усилителя - мало ли что...

На плате уже предусмотрена на UPC1237 и даже проверена, случайно на малых частотах, случайно получилось - крутил делитель при прогоне частотки, работает... да и при 1кгц при большой амлитуде....

[Plum]

Спасибо всем, оказавшим помощь... на удивление всё получилось и довольно прилично - прогнал училитель по частотке и и по динамическим искажения (как советовали спецы)! АДЦ-КОТЕНОК тоже пошёл без проблем, а вот "подружить" их - оказалась проблема.
Нужен совет по согласованию выхода ADC котенка с усилителем - при прослушивании появляется небольшой неприятный фон в паузах, в средней части вращения потенциометра. При минимуме и максимальном положении потенциометра - фона нет, в максимум на 3/4 диапазона. Конечно потенциометр стоит на входе и имеет большой значение - 100ком. Но отказываться от него жалко - специальный линейный ALPOVSKIJ - брал за 10 долларов.... Я понимаю что проблема в высоком входном сопротивлении усилителя (наверное), как это обойти.
Буду признателен за совет.

[Plum]

Спасибо, тема закрыта - заземление шасси в нужном месте решило проблему - результат превзошёл мои ожидания
Всем спасибо!