Идеи

Усилители отлично отработали четыре года и несмотря на это идея оптимизации все равно постоянно не давала покоя. Основные направления оптимизации:

- Переход к пассивной системе охлаждения (пока не реализовано)

- Улучшение линейности за счет «скрытых резервов»

Первая задача вызвана доставляющим некоторое беспокойство небольшим шумом от вентиляторов. Для идеального усилителя это неприемлемо.

Предварительным этапом внедрения пассивной системы охлаждения стал переход на планарные выходные транзисторы вследствие заметного усиления их теплового режима. Вертикальные не так надежны при нагрузке постоянным током и высокой температуре кристалла. Наиболее близкими по нагрузочной способности взамен HUF76639P3 являются FQP50N06L. Хорошим вариантом также могут быть FQP33N10L. Положительным следствием такого перехода стало снижение паразитных емкостей, нагружающих предвыходные повторители, что также привело к небольшому росту скорости нарастания базовой схемы до 110 V/uS, несмотря на рост корректирующих емкостей в УН.

Второе направление объясняется наличием заметного резерва в широкополосности усилителя, которое можно конвертировать в дополнительное усиление и увеличение ОС. С этой целью первый полюс сдвинут от 35 KHz влево к 14 KHz после увеличения выходного сопротивления источников тока на Q1, Q2 и нагрузочных резисторов R7, R8. Корректирующие емкости С9, С10 тоже были немного увеличены.

Реализация

Новая схема усилителя:

В результате внесенных изменений усиление возросло на 9 dB и глубина ОООС стала 70 dB. Однако линейность усилителя выросла всего лишь на 1.5 dB. Это объясняется прежде всего тем, что реальные резервы повышения линейности схемы за счет увеличения глубины ОООС, видимо, уже исчерпаны.

АЧХ и ФЧХ усилителя с обратной связью со всеми фильтрами выглядят следующим образом:

Измерения

Спектр сигнала усилителя при выходной мощности 1 W стал таким:

Гармоники, имеющие отношение к усилителю - только до 5-й (2-я, 3-я, 5-я). Остальные принадлежат каналу измерения.

Спектр на 5 W:

Здесь видимые гармоники усилителя – только до 11-й, при этом 8-я и 10-я принадлежат каналу измерения, как и «решетка» с 12-й и выше.

Для установки усилителя рядом с АС используются мраморные постаменты из массива камня на трех шипах каждый:

Доработка усилителя (Rev.2, год 2013)

Оптимизация

В результате многочисленных моделирований режимов работы работы усилителя с различными нагрузками и источниками (В конце 2013 года УМ стал применяться с пассивным предварительным "усилителем") была проведена очередная модернизация, правда, весьма незначительная:

- Снижена входная емкость усилителя заменой емкости С11 входного фильтра на 180 pF.

- Еще больше улучшена устойчивость УМ за счет увеличения емкости С15 в цепи ОООС до 30 pF.

- Моделирование работы УМ с реальными нагрузками (АС) привело к удалению емкости С13 в выходном фильтре.

- Для уменьшения бросков тока в выходных транзисторах при перегрузке по напряжению, между их затворами и стоками были установлены диоды MMBD4148SE. Это способствовало достаточно "мягкому" ограничению амплитуды на выходе.

После внесенных изменений, несмотря на увеличение емкости С15, широкополосность усилителя улучшилась и теперь полоса пропускания составляет 0.34 ... 255 000 Hz (-3 dB). Верхняя граница по уровню -1 dB стала 160 KHz, а частота единичного усиления 1.07 MHz.

Последнее обновление страницы: 12.01.2014