Источники питания TeddyReg

[Valinor]

Нашел публикацию @vs music в ВК по сборке источника питания для транзисторного фонокорректора.

При сборке различных схем на форуме (фонокорректоров, предусилителей, усилителей для наушников) тема качественного стабилизированного малошумящего блока питания всегда актуальна. Особенно если напряжения питания отличаются от стандартных значений стандартных трехногих стабилизаторов.

teddireg_33.pdf

Приведу описание, схему и фото из ВК:

Спойлер

Всем привет ! Для одного из корректоров недавно собирал 24-вольтовый стабилизатор напряжения Teddy Reg ( по публикациям Teddy Pardo ) . Схема стабилизатора была разработана для модернизации предов NAIM , и Тедди Пардо продает её в виде готового БП - в качестве альтернативы родным Наймовским БП ( более дорогим , чем Teddy Reg ) . У схемы плавный запуск - выходное напряжение нарастает в течении нескольких секунд . Очень малые пульсации . Я изменил некоторые номиналы ( по сравнению с оригинальной схемой ) . На фото - мой вариант стабилизатора . В приложенном пдф-файле - описание оригинальной схемы Teddy Reg и принцип её настройки.

Так же на сайте автора данных блоков питания приведена полезная статья.

Под спойлером схема и машинный перевод на русский язык:

Спойлер

SuperTeddyReg состоит из двух этапов - стабилизатора напряжения и фильтра низких частот. Стабилизатор напряжения отвечает за обеспечение стабильного напряжения независимо от колебаний входного напряжения, вызванных изменением нагрузки или напряжения в сети. Кроме того, он уменьшает пульсации.

Фильтр нижних частот очищает сетевой шум и шум, возникающий в процессе выпрямления переменного тока. Пульсация на выходе выпрямительного моста и сглаживающих конденсаторов имеет пилообразную форму и может достигать, в зависимости от качества конденсаторов и нагрузки, от десятков до сотен мВ. Сигнал с пилообразной формой фактически является комбинацией синусоидальных сигналов на более высоких частотах. Поэтому эта пульсация эквивалентна шуму на всех звуковых частотах и выше, вызывая окрашивание и потерю деталей. Каскад фильтра нижних частот снижает этот шум до очень низкого уровня.

SuperTeddyReg был разработан таким образом, чтобы на одной печатной плате можно было использовать положительные и отрицательные версии.

Каскад регулятора

Каскад регулятора состоит из источника тока и биполярного транзистора, сконфигурированного как источник опорного напряжения(действующий как Зенер). В отличие от TeddyReg, SuperTeddyReg больше не использует LM317 для каскада регулятора. Хотя он обеспечивает хороший уровень регулирования напряжения, LM317 очень шумный, и даже следующий каскад фильтра не может полностью отфильтровать этот шум.

 

Источник тока

Q1 и R1 выступают в качестве источника тока (для положительной версии Lnk1 должен быть установлен в положение «+». Вместо R1- используйте R1+ и ссылку). При использовании 2SK363BL и 100R ток составляет около 1,5-2 мА.

 

Опорное напряжение

Q2, D1, R2 и R3 выступают в качестве опорного напряжения. Я пробовал различные конфигурации и обнаружил, что эта конфигурация работает лучше, чем все остальные. Диоды Зенера очень шумные, даже монолитные источники опорного напряжения и шунтирующие регуляторы, такие как LM329, были слишком шумными.

Напряжение на базе Q2 составляет около 2,42 В (напряжение светодиода + напряжение транзистора Vbe), что означает, что через R3 (при установке на 4,2K) протекает около 0,57 мА. Напряжение на коллекторе Q2 равно Vb + Ir3 x R2. Используя 42K для R2, мы получаем 2,4 + 0,00057×42000, что составляет около 27V. На практике напряжение варьируется, поэтому для точной настройки рекомендуется использовать подстроечник 10K.

По сравнению с диодом Зенера или монолитным опорным напряжением, опорное напряжение на транзисторах имеет высокое выходное сопротивление, но поскольку через затвор Q3 ток не проходит, выходное сопротивление в данной схеме не влияет. С другой стороны, этот источник опорного напряжения имеет значительно более низкий уровень шума, что гораздо важнее в данном контексте.

За опорным напряжением следует фильтр низких частот первого порядка Gyrator, который очищает часть пульсаций. R6 - резистор смещения, он должен быть установлен так, чтобы пропускать 1-3 мА через Q3. Цель этого резистора - заставить Q3 войти в линейную область, где он работает лучше.

Диод используется для ускорения зарядки C1.

 

Каскад фильтра

Фильтрующий каскад представляет собой фильтр нижних частот первого порядка, состоящий из R7, C3 и C4, а также Q6 и Q7, выполняющих роль гиратора.

R7 и R8 образуют делитель напряжения и должны быть рассчитаны так, чтобы обеспечить минимальное падение напряжения на каскаде фильтра до 2 В. Отрицательное напряжение Vgs на Q6 примерно равно положительному Vbe на Q7, что означает, что выходное напряжение примерно равно напряжению на делителе напряжения.

R7a, R8a и Q5 являются необязательными и выполняют функцию ускорителя, то есть быстро заряжают C3 и отключаются, как только C3 достигает конечного напряжения, определяемого R7 и R8. Схема ускорителя необходима при питании ЦАПов, часов и других схем CD, где время запуска критично.

 

Защита от короткого замыкания

2SK363BL имеет предельный ток около 12 мА, а D44H11 - около 200, комбинация этих двух элементов позволяет получить максимальный ток около 2,5 А. D44H11 выдерживает ток до 10 А и мощность 50 Вт, так что на практике схема защищена от короткого замыкания на выходе (я пробовал...). Однако обратите внимание, что использование джефтов с более высоким Idss позволит получить более высокие токи.

 

Отрицательная версия

Печатная плата SuperTeddyReg была разработана таким образом, чтобы на одной и той же печатной плате можно было реализовать как положительную, так и отрицательную версию. Для отрицательной версии:

- Используйте проволочную перемычку вместо R1+

- Используйте проволочную перемычку в положении «-» Lnk1

- Поменяйте полярность всех электролитических и танталовых конденсаторов.

- Поменяйте полярность светодиодов и D2

- Переключите Q1

- Используйте P-канальный jfet для Q3 и Q6 (например, Toshiba J74).

- Используйте BC560C для Q2

- Используйте D45H11 для Q4 и Q7

- Используйте BC560 для Q5

 

Качество звука

Звучание SuperTeddyReg лучше, чем TeddyReg, и лучше, чем все остальное, что я пробовал до сих пор (я продолжаю говорить это с каждой новой версией...). Эффект проявляется по всему спектру, но, как и следовало ожидать по результатам измерений, особенно на низких и средних частотах. Фортепиано стало звучать более естественно, ударные приобрели еще больше динамики, все стало более сфокусированным и вовлекающим.

 

Советы по сборке

SuperTeddyReg очень чувствителен к выбору компонентов, поэтому я настоятельно рекомендую покупать собранную и проверенную версию. Следующие советы могут помочь вам выбрать правильные компоненты, если вы решите собрать его самостоятельно.

JFET-транзисторы

Я видел несколько серий бракованных/некачественных JFET-транзисторов и обнаружил их только при использовании оборудования для измерения шума. Эти транзисторы обычно имели Idss, выходящий за пределы спецификации. Проверьте напряжение между затвором и истоком JFET-транзисторов, оно должно быть отрицательным и находиться в пределах 100-300 мВ.

 

Конденсаторы

C3 - самый важный конденсатор. Хотя вы можете экспериментировать, я обнаружил, что осевые танталовые конденсаторы Mil-spec работают лучше всего, вам нужен сухой тип, а не мокрый (все мокрые, которые я пробовал, стоят дороже и имеют больший ток утечки).

Опять же, не все сухие осевые конденсаторы mil-spec работают одинаково, и вам нужны конденсаторы с низкой утечкой. Я измерил ток утечки многих конденсаторов и обнаружил, что синие Vishay M39003 работают очень хорошо. В качестве альтернативы можно использовать пару танталовых SMT на 10 мкФ, один сверху печатной платы, другой снизу.

Для электролитических конденсаторов я часто использую Rubycon ZLH.

Керамический конденсатор должен быть X7R или COG/NPO. Я часто использую SMT-конденсаторы в этой позиции.

Не используйте танталовые конденсаторы без маркировки (если только вы не можете измерить их напряжение утечки). Мало того, что они плохо звучат, они могут взорваться и повредить другие компоненты. Я предпочитаю AVX, и AVX SMT очень хороши.

 

Резисторы

Я использую качественные металлопленочные резисторы 1% 0,25 Вт. Поскольку расчет R3 довольно сложен, я рекомендую использовать триммер 10K для установки точного значения.

При использовании триммера 10K, R2 должен быть рассчитан следующим образом:

- Для выходного напряжения между 20-30 В используйте около 50K

- Для выходного напряжения между 10-20 В используйте около 25K

- Для выходного напряжения ниже 10 В используйте около 10K

R8 и R8A должны быть рассчитаны таким образом, чтобы обеспечить выпадение не менее 2 В.

Падение напряжения на втором каскаде (Vdo) можно рассчитать по следующей формуле:

Vdo = Vout / ((R7+R8)/R7) -1)

Используйте 100K для R7

Vdo = 100 * Vout / R8

или

R8 = 100 * Vout / Vdo

Для падения напряжения 2,5 В

R8 = 40 * Vout

Где R8 - в кило Омах

 

[BAA]

Выглядит "безумненько" 
Ибо после 317 пульсаций и шума не очень то и много. Сложносочиенное со всеми видами активных приборов редко бывают разумным. Один только повторитель, нагруженый на конденсатор большой емкости стоит мессы.
Вот обычное в случае 317 решение.
Вот отсюда:
https://www.diyaudio.com/community/threads/d-noizator-a-magic-active-noise-canceller-to-retrofit-upgrade-any-317-based-v-reg.331491/

Есть двуполярная вариация, не нашел оригинал:

[RSD]

Можно же просто применить хорошую микросхемку. Типа вот таких. 

 

DOC000225100.pdfm5237l.pdf

[BAA]

5 минут назад, RSD сказал:

Можно же просто применить хорошую микросхемку. Типа вот таких. 

Таки чем она лучше 317 или варианта ТС? Особенно японская. 
Есть настоящие малошумящие, например:
LT3042.pdf

[RSD]

Эти имс меньше шумят в сравнении с 317,  вроде за это ратует топикастер. У 3042 шумы ещё ниже, но это может быть уже и не актуально. А вот ценник для радиолюбителей не самый гуманный. 

[BAA]

Не, ну конечно, вместо общедоступного 4401 и 317 найти японскую
(читай никто не возит плюс они святее папы римского по ограничениям)
микросхему не просто лучше, а даже правильнее. Чтоб по настоящему.
При стоимости транса в 5-7 тр, LT недорого, собранное с платой, конденсаторами и прочая и прочая.
Может личное - но после пары "кидков" от "островных товарищей" работать с ними перестали, лет эдак 15 назад. То цены поменяют, то не привезут, вовремя. Дикие люди. Это наш АЛИ:

[RSD]

  На вашем али эти японские микросхемки я покупал по стоимости в 10 раз меньшей. Но вот беда, продали все, видимо (сейчас глянул), так что  да, можно и LT купить. А можно ещё, если денег жалко, БП на четырёх транзисторах сделать, тоже весьма малошумящий. Типа вот такого.

[BAA]

Мурзилку-то зачем?

[BAA]

7 часов назад, Aloizio сказал:

Интересно. Оказывается ЛС+ЭФ=TeddyReg.

Не расстраивайтесь.
 Все малошумящие сделаны именно так: источник тока на полевике и усилитель(повторитель).
Самое смешное, что собственно БП стоит $500 с трансами, стабилизаторами, корпусом и прочим, а веревка с разъемом от адаптера - $120. Делая ее по $1200 за килограмм веревки.
И, видимо, без БП веревку не берут. 
 

Вот отсюда, через ЯНДЕХ: https://teddypardo.com/product/mtse-24v-2a/

Наш новый блок питания Mini Teddy Special Edition - это блок питания с одной розеткой, выполненный в компактном корпусе из алюминия. В основе схемы Teddy Special Edition лежит новый регулятор напряжения Teddinator. Teddynator представляет собой полностью дискретную конструкцию, полностью основанную на сверхмалошумящих JFET-транзисторах без микросхем. Это результат бесчисленных часов разработки, тестирования и прослушивания. С помощью нового регулятора и новой схемы, созданной вокруг него, мы смогли добиться новых впечатляющих показателей низкого уровня шума, низкого выходного сопротивления и быстрого времени отклика, что привело к получению очень привлекательного звука, идеально рассчитанного по времени и без видимых ошибок в фазировании, отсюда и наш новый девиз: Искусство тишины.

[Valinor]

Понятно, что проще воткнуть подходящий трехногий линейный стабилизатор и все будет ок. Но сейчас кроме той же 317-й трудно что-то купить и тем более чтоб это не китайская паль была. Если есть задача запитать корректор вкусным и полезным питанием (30, 40, 50 вольт) то имеют ли подобные варианты блоков питания на жизнь и что стоит в них доработать?

[BAA]

9 часов назад, Valinor сказал:

Если есть задача запитать корректор вкусным и полезным питанием (30, 40, 50 вольт) то имеют ли подобные варианты блоков питания на жизнь и что стоит в них доработать?

LM-ки сами по себе вполне хорошие изделия. Даже отечественного производства. КРЕНхх. Самым качественным по идее есть шунтовой стабилизатор. Их полно на DIY, например. Параметрический источник тока на полевике и собственно стабилизатор, с малошумящей опорой. Схемы есть платы есть, примеры расчета есть. Нет полевиков с малой отсечкой для опоры - и это учтено.
https://www.diyaudio.com/community/threads/salas-sslv1-3-ultrabib-shunt-regulator.322411/

[Vokit]

В 02.11.2024 в 13:15, RSD сказал:

Можно же просто применить хорошую микросхемку. Типа вот таких. 

Уже найдена получше TPS7A3901 

TPS7A3901 это высококачественный малошумящий двухполярный LDO стабилизатор (положительные и отрицательные LDO в одном корпусе) с общим опорным источником.

 отличается от вариантов с отдельными ИМС стабилизаторов на плюс и на минус тем, что при включении питания нарастание напряжение на выходе TPS7A3901 обоих полярностей строго синхронно и плавно, что практически исключает негативные импульсы напряжения на выходах питающих устройств.

[RSD]

Хороша для любителей смд монтажа, выходной ток высокий, шумы низкие, но выше в 2 раза, чем у старинного панасоника, так что её "получшесть" весьма относительна. 

[BAA]

9 hours ago, Vokit said:

Уже найдена получше TPS7A3901 

Найдена? Появилась в продаже, лет 7 назад.
Крайне неудобный безвыводной корпус. С шагом между лапок 0,5 мм и теплопузом? Только в готовой палате. Сделать самому не то чтобы нереально, надо вкладыш точить, да и паять без станции не выйдет.
Умиляют творения инженерной мысли. Берем м\сх 3х3 мм и к ней радиатор плату 50х50. Иначе не работает... или резисторы 0201, да хотя бы 0402. Вы типа дорожки пожирнее и пойдет. Старею...

[Russ3000]

10 минут назад, BAA сказал:

Крайне неудобный безвыводной корпус. С шагом между лапок 0,5 мм и теплопузом? Только в готовой палате. Сделать самому не то чтобы нереально, надо вкладыш точить, да и паять без станции не выйдет.

Пришлось тут монитор чинить, микросхему драйвера подсветки перепаивать, купил по такому случаю приличный фен, со 2 раза получилось неплохо и даже все заработало. А говорят старого кобеля.... :)

С TPS7A3901 покупал готовые платы на Авито и питаю свои многочисленные корректоры от аккумуляторов через DC-DC с сепиком и те стабилизаторы с неимоверным успехом. даже суховский не фонит, потому, как вообще нет никакой емкостной связи с сетью.

[BAA]

10 minutes ago, Russ3000 said:

микросхему драйвера подсветки перепаивать, купил по такому случаю приличный фен, со 2 раза получилось неплохо и даже все заработало.

Я про самостоятельное изготовление платы. А паять можно, хотя BGA проще отдать на сторону.

14 minutes ago, Russ3000 said:

С TPS7A3901 покупал готовые платы на Авито

 

[Vokit]

3 часа назад, BAA сказал:

Крайне неудобный безвыводной корпус. С шагом между лапок 0,5 мм и теплопузом?

Очень удачный легко паять и монтировать

снизу прогрел хоть феном хоть любой поверхностью

[Vokit]

8 часов назад, RSD сказал:

шумы низкие, но выше в 2 раза, чем у старинного панасоника,

С точностью только наоборот

у TPS7A3901 Noise (µVrms) - 15

А у старинного панасоника в 2 раза больше так еще и внешний транзистор требуется который тоже шумит будь здоров

[BAA]

29 minutes ago, Vokit said:

Очень удачный легко паять и монтировать

Наличие платы повышенного класса сложности с тепловыми переходными отверстиями обнуляет указанные "преимущества".

[Vokit]

14 минут назад, BAA сказал:

повышенного класса сложности

 Не нужно сложности выискивать особенно там где их нет   Взял обычную плату и припаял. Лень паять берешь уже припаянную

 

[BAA]

13 minutes ago, Vokit said:

Взял обычную плату и припаял

Где взял? Купил? А если схема другая?
Да, кстати, вот выдержки из DS от panasonic-a и TI.

[RSD]

Вот даташиты от этой имс и панасоника

TPS7A3901.pdfm5237l.pdf

[RSD]

Там нарисовано 21 мкВ и 25 соотв., но я говорил про двухполярный панасоник, там 12 мкВ, что в 2 раза меньше, чем у смд

 

 

 

DOC000225100.pdf

[BAA]

49 minutes ago, RSD said:

что в 2 раза меньше, чем у смд

Согласен. И у однополярного ниже... именно к этому и пост. Более того для TI шум дан при меньшем выходном.
Торрес пользует - так он серьезные вещи делает.
P.S. Отличные у LT драйверы для питания драйверов, но пришлось отказаться. Из-за замечательного типа корпуса.

[Vokit]

1 час назад, RSD сказал:

про двухполярный панасоник

Его уже тычу лет в обед как не производят. А то что продают не понятно где и что там бу хлам с ненормированными параметрами или перемаркировка .   

А TPS7A3901 он в наличии по доступной цене

26 минут назад, BAA сказал:

Из-за замечательного типа корпуса.

Отличный корпус. Миниатюрный можно куда хош воткнуть.

 

29 минут назад, BAA сказал:

Торрес пользует - так он серьезные вещи делает.

Правильно делает.  Даже в фонокорр поставил