Композитные усилители

[Sagittarius]

Сам по себе транзисторный каскад сильно нелинеен. Поняв это, инженеры стали проектировать многокаскадные усилители. 

История повторяется на новом витке эволюции: нелинейны сами по себе ОУ, и преодолеть эту их особенность мы можем объединением их в двухкаскадные структуры - композитные усилители. Тогда на входе можно применить ОУ с высокими усилением, фед и точностью по постоянном току, а на выход - мощный усилитель. Вместе они образуют мощный линейный усилитель.

В этой теме обсудим, а то и выдадим каждому по схеме, рассчитанной под его возможности и наличные ОУ. 

Примеры композитов: 

Сверхлинейный композитный УМ РУБЕЖ

Здесь и парой страниц ниже также разобран один зарубежный композит и русской кувалдой ремонтируем ему геометрию турбины: 

 

[decoder]

Виктор  ты бы ещё напомнил местным суть типа плавающего питания ОУ " (слежение ) "  а то явно они уже об этом позабыли . К примеру подсоединение к нему пассивного темброблока . 

[Андрей63]

Интересно , а почему не пробовали такую микросхему всем известную TDA7294 в композитном усилителе, очень не плохой усилитель на ней получался раньше.

[decoder]

Только что, Андрей63 сказал:

Интересно , а почему не пробовали такую микросхему всем известную TDA7294 в композитном усилителе, очень не плохой усилитель на ней получался раньше.

Я бы не стал ни какие ТДА в композит ставить . На Паяльнике  Финн32 до ума схемы  с ними так и не довёл . Из за своих плохих частотных свойств в  композите с большим петлевым усиление  эта гадость плохо работает . 1875 полно новодельных с лучшими параметрами чем всякие ТДА . 

[Sagittarius]

В 06.03.2026 в 22:04, Андрей63 сказал:

почему не пробовали такую микросхему всем известную TDA7294 в композитном усилителе

Дело в том, что схемотип этот - универсальный, он годится под любую мощную ИМС с такой, как у ТДА2030/3886, АЧХ. Предполагаю, у 7294 АЧХ отличается мало - просто в силу идентичности технологий изготовления кристаллов. Потому вопрос встречный: а чего вы её не попробовали? Попробуйте - поможем. КИТ гораздо худшего (на 50 дБ, в 300 раз) схемотипа Нейрохрома продают $400 комплект.

Главное, ИМС УМ сначала включайте при пониженном питании, и, лишь удостоверившись в отсутствии возбуда на всех режимах клипов и меандров, переходите к штатному питанию. 

[Sagittarius]

В 06.03.2026 в 22:19, decoder сказал:

На Паяльнике  Финн32 до ума схемы  с ними так и не довёл .

Как может довести до ума схему умственно дезориентированный человек, который не знает, куда идти? Никак. И нам на него ориентироваться: сам Великий Финн не смог! - низзя. 

[Sagittarius]

В 03.03.2026 в 20:40, decoder сказал:

Виктор  ты бы ещё напомнил местным суть типа плавающего питания ОУ " (слежение ) "

А. Вопрос понял, отвечаю. 

Кагдысь, во времена оны, мурцевал я "Амфитон". Имея обыкновение мерить всё, что попало в умелые, цепкие лапы, измерил пред:

Он показал Кг=0,02%, но только в положении РГ на максимум. В среднем положении Кг=0,25%. 

Все попытки улучшить линейность девайса о шести транзисторах:

добавка токового зеркала в нагрузку второго дифа,

установка золотых транзисторов,

с треском провалились. Проклятый усилитель никак не желал сдаваться.

Отчаявшись его апнуть, заменил его 574УД1. Безотказный шаг безотказным ОУ!

Но не здесь. Верный, прежде, опер показал... тот же самый Кг 0,25%!11 Причём, отфильтрованные искажения на выходе ИНИ были довольно плавными, с  коротким спектром, но унизительно огромными.  

Место явно было проклятым.  

 

Механизм таких искажений довольно прост: полевой транзистор, в базе - переменный конденсатор, варикап. Его ёмкость управляется входным сигналом: 

и с выходным сопротивлением источника сигнала, тут - РГ/2 в 300 кОм, образует нелинейный ФНЧ. 

Кроме управления по затвору, полевик неплохо управляется и напряжением сток-затвор, благодаря эффекту модуляции ширины канала. При входном напряжении 2 В и питании 15 В Усз колеблется от 13 до 17 В, или на четверть. 

Всего этого достаточно для внесения 0,25% ничем не устранимых, ещё и невидимых, искажений. Невидимы они потому, что стандартный порядок измерения предполагает измерение Кг получившегося чуда от генератора с выходным сопротивлением 600 Ом, которое полностью нивелирует нелинейные эффекты - но только на столе конструктора. 

Во время работы в составе аппарата начинаются фокусы.  

 Невидимые неконтролируемые искажения от биполяров на входе часто возникают на границе РГ-УМ, и обусловлены они работой делителя "сопротивление РГ-нелинейное Rвх УМ". Нелинейным входное сопротивление УМ становится из-за нелинейных изменений тока коллектора (стока) и напряжения база-эмиттер (затвор-исток) транзисторов входного каскада УМ от изменений напряжения коллектор-база (сток-затвор) в такт входному сигналу:



При изменении Uкэ в такт сигналу Iк меняется, а это плохо, это вызывает искажения чётных порядков.

Если изменения напряжения на транзисторе любого типа влекут за собой настолько жирные искажения:

то надо эти изменения устранить. С этой задачей справятся полевые транзисторы:

Даже при 5 кОм выходного сопротивления источника сигнала выигрыш в линейности - 24 дБ. 

 

И пошло-поехало. Дело в том, что, поняв принцип, трудно удержаться и не применить его везде, где может замаячить хотя бы мелкая вероятность высокого выходного сопротивления источника сигнала. В РУБЕЖЕ на входе работает ОУ, потому плавающее питание для него получено делением выходного сигнала на ~КуООС:

 

[decoder]

25 минут назад, Solo-001 сказал:

Тоже замучился композит запускать на 7294 - очень капризная микросхема. Лучший вариант для неё - это инвертирующий вариант включения с высоким вх. сопротивлением. На мощностях до 20 -30 Вт можно получить искажения порядка 0,03%. НО!!! только на 8 Ом и выше. На 4 Ом искажения резко растут.

На 4 Ом. нагрузку лучше применять 7293. Они и в композитном варианте могут работать более устойчиво, чем 7294. А главное их можно включать в параллель по схеме хозяин -  раб.

Этим  в инверте предлагают входное 5 ком  что ... 90 процентов для источника сигнала . 

[decoder]

Вот чем вы обьясните схемы  на LDS   с таким 5.1 ком  !?  В моих унч 15 ком . Извините что если вас не понял слепой я  но на 1кгц  это прошлый век .

 

[decoder]

54 минуты назад, Solo-001 сказал:

Не понял вопроса. Я не агитирую за 7294. Просто показал реальные графики, что можно выжать из этой микросхемы почти без дополнительных затрат. LDS, это уже совсем другая тема. И учитывайте, что я делаю измерения на 4 Ом нагрузке, а не на 8 Ом. А это очень сильно сказывается на росте искажений у УНЧ. Вы видели графики LDS на 4 Ом нагрузке?

Если есть такие графики, покажите их мне - сравним.

Особо мне 7294 под конём не валялась . В  правильных композитах мы имеем в как МИНИМУМ  в десять раз меньший к.г.   

[Sagittarius]

2 часа назад, Solo-001 сказал:

Лучший вариант для неё - это инвертирующий вариант включения с высоким вх. сопротивлением.

Устойчивость от схемы включения не зависит. Любой усилитель можно успокоить. Дело только в цене: в потерях петлевого и линейности. 

[Sagittarius]

4 минуты назад, Solo-001 сказал:

А вот уровень сетевых помех есть существенный.

Ты его с открытым входом меряешь? Нафига, а, главное, зачем? 

[Sagittarius]

7 часов назад, Solo-001 сказал:

уровень сетевых помех есть существенный.

Речь шла о том, что условия устойчивости меняются от включения усилителя. Не меняются, в общем случае.

Потому, что инв.вход заземлён по переменке. Практически, можно инв.усь рассматривать, как неинвертируюший усилитель нуля, что для устойчивости безразлично: она внутри петли.

В частном - бывает, усилитель скорректирован, как чисто инвертирующий, и коррекция завязана именно на это. 

[Sagittarius]

55 минут назад, Solo-001 сказал:

может потребоваться дополнительная коррекция в ООС

Погляди ещё раз на схемы инаерта и неинверта. Они электрически подобны. А так - да: нужна коррекция - ставь. 

[Sagittarius]

Вот, надыбал это чудо:

 Композитный усилитель - В помощь начинающему

Это ж надо так ненавидеть начинающих. Ещё и схемотип Нейрохрома, что видно по коррекции 500 пФ вокруг первого ОУ. 

Поглядим, что с ним можно сделать. 

 

[Sagittarius]

По скудоумию, люди втараканили плохонький первый ОУ: чем он узкополоснее, тем хуже общая линейность, но легче корректировать. 

Полоса без входного фильтра: 7М.

 

[Sagittarius]

Тут главное - не параметры, а матрица коррекции, пригодная к дрессировке практически любых композитов на практически любых ОУ. 

[Sagittarius]

Схемы Литаврина меня долго интересовали. Обещал там Литаврин фонтаны рая. Ну, допустим, - подумал я и смоделировал фонтан. 

Он, как раз, оказался похож на предыдущий разобранный в теме схемотип.

Хорошо, но не отлично. Даже с первого взгляда виден резистивный делитель меж ОУ, ворующий 6 дБ петлевого усиления. Так как устойчивость усилителя определяется АЧХ наверху, на НЧ можно ничего не делить, см. схему делителя в посте выше. 

Второе: резистор 8 820 Ом в -входе ЛТ1210. Он снижает петлевое, он не нужен. 

Третье: петля ООС вокруг второго ОУ не нужна тоже и по тем же причинам. 

Если так и сделать, петлевое возрастёт до 130 дБ:

Что более-менее напоминает сверхлинейные АЧХ петлевого. 

Но так как шла проверка усилительного потенциала, а схему никто толком не корректировал, угол пересечения АЧХ с нулём показывает на неустойчивость, и запас по фазе этот вердикт подтверждает: -90 грд в точке пересечения.

Время гнуть АФЧХ!

 

 

[Sagittarius]

Скорректировав композит типовой матрицей коррекции с подбором отвечающих ситуации постоянных времён, получаем такую типичную АФЧХ петлевого:

Так как цепи коррекции режут усиление и вне полосы желательного избавления, на 20 кГц потеряно аж 3 дБ. 

Но это не горе. Всё равно, полученная схема на 30 дБ/20к лучше литавринской и отвечает на главный вопрос: стоит ли тратить время на анализ довольно сложных остальных.