|
История одной разработки: сезон 2
|
|
| peratron | Дата: Вторник, 02.05.2017, 06:50 | Сообщение # 1 |
 Генерал-полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 1102
Статус: Offline
| ДЫБР 1
Накинули мне тут схемку - в качестве информации к размышлению
Сослепу я её обругал - глядя в отрисованные от руки кроки, подумал о ней не то, что она на самом деле из себя представляет.
Когда зяглянул по ссылке на Кота в первоисточник (http://radiokot.ru/articles/60/), то всё стало на свои места - схемка достаточно интересная.
Мне даже почудилось, что что-то наподобие этого ультраповторителя я когда гонял на симуляторе.
Итак, глядим на изначальную идею:
Ну, да - это в русле той концепции построения ХЗТ, которую в нынешний исторический период я исповедую!
Вот некоторые тезисы из этой концепепции:
1. Использование ОООС (общей отрицательной обратной связи) в построении ХЗТ - есть путь в глухой тупик: многие десятилетия развития этой идеи практически исчерпали все возможные резервы и для прорыва на новый уровень требуются совершенно новые принципы.
2. Двухтактные симметричные/квазисимметричные выходные каскады есть зло: переключательные искажения в традиционном варианте неустранимы.
3. Традиционная структура УМЗЧ: усилитель напряжения (дифференциальный) + двухтактный усилитель тока в режиме АВ + глубокая ООС с выхода на вход - должна быть подвергнута жёсткой ревизии.
4. Ообщая обратная связь должна быть ликвидирована - проблемы каждого звена должны устраняться независимо (местными ОС в сочетании с оптимальными способами линеаризации данного каскада).
5. Использование ОООС лишает возможности коррекций недостатков конкретного звена местной ООС из-за того, чтопри местной коррекции вылезают убийственные полюса, режущие по критериям устойчивости общее петлевое усиление .
Таким образом мы и приходим к структуре: независимый УН + независимый повторитель.
Естественно, что параметры каждого каскада должны быть предельно возможными.
На сегодняшний день я установил для себя планку в отношении порождаемых артефактов на уровне -120 дБ.
Но это минимальный уровень - реально я исследую схемотехнические решения, позволяющие реализовать расчётное значение в диапазоне -130...-150 дБ.
ХИНТ: чем мне не угодила общая ООС?
Да тем, что попытка с помощью одной и той же ООС корректировать проблемы сразу всех каскадов, упирается в реальную невозможность это сделать: разгон петлевого усиления ограничен площадью усиления - то есть, по сути, быстродействем самого слабого звена.
А проблемы одного звена в длинной цепочке ОООС мешают побеждать проблемы другого.
Потому лозунг успешного строителя ХЗТ - Раделяй и Властвуй!
Итак, глядя на означенную выше идею, мы видим, что она вписывается в продвинутую концепцию: это повторитель со структурой MS (master-slave, то есть хозяин-раб).
ХИНТ: тупик классических структур порождается тем, что обычная двухтактная схема контролирует одну полуволну одним транзистором, а другую - другим. И при переходе они неизбежно между собой дерутся. И даже перевод в глубокий режим двухтактного А проблему не решает: остаточную нелинейность всё равно приходится корректировать внешней ОС.
В традиционной концепции это считается естественным - ООС "одна на всех" и нам, типо, плевать на кривизну повторителя: ООСка, мол, выправит...
Ну-ну, - скажу я - пусть попробует...
В результате уровень артефактов в -90 дБ считается престижным - ну, как же! Это ж 0.003% искажений. Куда уж лучше то? Всё равно ушами этого не расслышать - есть такая популярная отмазка...
Итак, как работает кото-схема?
Выход контролирутся только одним транзистором (мастер) - датчик тока измеряет его коллекторный ток и управляет вторым плечом (слэйв) так, что б сумма тока нагрузки и нижнего плеча была костантной.
Эта константность приводит к тому, что напряжение БЭ оказывается стабилыным - а этот переход контролирует напряжение на нагрузке. И его изменения в чистом виде являются тем самым артефактом, который схема добавит к исходному сигналу - можно встать разностным щупом на этот переход и смотреть характер искажений, вносимых усилителем.
ХИНТ: обычный комплементарный повторитель тут гадит просто убойно - в нуле сигнала добавка отсутствует, а по мере увеличения потребляемого тока, вылезает дополнительное напряжение раскачки. И так - два раза за период!
То есть, этот повторитель (который можно отнести к классу повторителей с динамической нагрузкой) имеет правильный замес и реально пригоден для использования в ХЗТ.
Сходу я вижу два приложения для него - малосигналые каскады (предварительный УН) и сильноточный оконец.
К предварительным каскадам вернёмся потом, а пока я концентрируюсь именно на мощном повторителе - исследую потенциал этого схемотехнического решения в отношении усилителя мощности.
КОНЕЦ ДЫБРА 1
PERATRONIKA - персональная звукотехника
|
| |
| |
| peratron | Дата: Вторник, 02.05.2017, 07:07 | Сообщение # 2 |
|
Генерал-полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 1102
Статус: Offline
| ДЫБР 2
Итак, смотрим, каков потенциал схемы в качестве УМЗЧ.
По ряду соображений пока ограничимся умеренными мощностями - до 50Вт/4Ом.
Хотя этого маловато для полноценного мониторинга - но для очень приличного ХЭ хватит вполне: в конце концов ХЭндщиги тащатся от 5-ти ваттных SE.
Вот на этом этапе и подыграем им...
Итак, разгоняем схему до 5А - столько понадобится для достижения означенной выше мощности.
Перво-наперво - подберём выходные камушки, да что б позлее по мощщи были, да подешевле и подоступней.
Вне конкуренции в этом плане вертикалки - МОП-транзисторы с вертикальной структурой.
Берём комплементары IRF540/IRF9540:
И что мы видим на спектрограмме?
И очень даже не хило - артефакты спрятались ниже плинтуса: -150 дБ!
Вот, что мопы животворящие делают! (хотя на самом деле (тм) тут генератор тока вместо резистора главней оказвается).
ХИНТ: столь существенное улучшение достигается именно за счёт применения полевых транзисторов - в силу отсутствия базовых токов, гадящих в большинстве биполярных схем.
Но какой ценой достаётся это благолепие?
Цена тут - очень немалая: глядите на мощности рассеивания!
Схема - чистый А и потому иначе здесь быть и не может.
К тому же, и используемый в работе алгоритм тоже оставляет желать лучшего - взгляните на графики мгновенных значений рассеиваемых мощностей:
Мы видим, что одно плечо принимает на себя всю динамику по мощности и потому потребуется ставить в это плечо два-три камня.
Разумеется, это не проблема - можно и кластер ради такого счастья заложить.
Но главная проблема всё же не в этом - 300 Ватт печки на канал ради того, что б послушать на умеренной громкости, это явно не для нормального слушателя.
В общем, не айс... Ой, не айс...
В следующем посте - как можно и нужно выруливать из тупика тепловой смерти...
КОНЕЦ ДЫБРА 2
PERATRONIKA - персональная звукотехника
|
| |
| |
| kachaet2 | Дата: Суббота, 06.05.2017, 09:52 | Сообщение # 3 |
|
Рядовой
Группа: Проверенные
Сообщений: 1
Статус: Offline
| Евгений, здравствуйте! Рад, что мои рукописные "кроки" натолкнули Вас на новую тему. :-)
Очень интересует её продолжение с уклоном на усь для наушников.
С уважением, Александр.
P.S. Наконец-то зарегистрировался!
|
| |
| |
| peratron | Дата: Воскресенье, 07.05.2017, 15:39 | Сообщение # 4 |
|
Генерал-полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 1102
Статус: Offline
| kachaet2, рад вас здесь видеть.
Пожалуй, темка телефонника заслуживает того, что б переставить приоритеты - я
подумаю над тем, что б выделить её в отдельное производство...
PERATRONIKA - персональная звукотехника
|
| |
| |
