[Read in English]Казалось бы, ничего нового и сложного тут нет: бери полевик, включай по схеме с общим стоком, известной под названием "истоковый повторитель" и вот вам предусилитель. Увы, как-то не так всё просто получилось. Идеологию, или "почему HotFET" - можно почитать здесь.
Простейший предусилитель: истоковый повторитель
Хотя конечный дизайн и вполне аскетичен, потребовалось-таки помучить калькулятор, да помакетировать/померить всласть. Увы, весь путь в деталях пересказать уже не справлюсь. Означу лишь основные моменты.
Классический истоковый повторитель, на входе имеем разделительный конденсатор и регулятор громкости. Увы, довольно-таки проблемная схемка: смещение на выходе гарантировано, следовательно большой разделительный конденсатор просто необходим. Относительно заметные искажения. Немалое выходное сопротивление, если только не использовать мощный J-FET транзистор (где такие берут нынче?).
Вместо резистора ставим идентичный каскад в нагрузку - и получаем то, что уважаемый Нельсон Пасс выпустил в массы под названием "The First Watt B1 Buffer Preamp". При условии, что применена согласованная пара транзисторов, останется пренебрежимо малое смещение на выходе и весьма приемлимый уровень искажений. Несущественное отличие от варианта B1 здесь - двухполярный источник питания и отсутствие проходного конденсатора на выходе. Ну да это уже дело вкуса разработчика: HotFET preamp можно использовать в различных конфигурациях.
| Повторитель с источником тока в нагрузке |
Прикидки по рассеиваемой мощности обсуждались уже в статье по идеологии "тёплого" усилителя. Итак, добавляем МДП-транзисторы в каскодном включении. Для простоты источники смещения для каскодов пока изображены схематически.
| HotFET Pre: схема-идея |
Полная схема "тёплого" предварительного усилителя.
| HotFET Pre (c) - схема |
- R1 - 50 KOhm
- C1 - 3 uF
- C2, C3 - 0.1 uF
- C4, C5 - 220 uF 10 V
- R2, R3 - 91 KOhm
- R4 - 1 MOhm
- R5...R8 - 604 Ohm
- R9, R10 - 22 Ohm 0.1%
- VD1...VD6 - green LEDs 1.7 V 20 mA
- VT1, VT3 - IRF610 (matched by Vgs(th) @ 30 mA)
- VT2, VT4 - J310 (closely matched by Idss)
Хотелось частоту среза по НЧ получить пониже. 1/(R1*C1) ~= 7 Герц - уже неплохо. Есть мнение, что имеет смысл понижать частоту среза вплоть до 0.5 Герца. Как-нибудь попробуем, но не сейчас, хорошо?
Там, где точность номиналов важна - это указано. Остальные компоненты выбирались из того, что было или что больше нравилось 🙂
По сравнению со схемой-скелетиком, в окончательном варианте добавились резисторы в истоках J-FET'ов. Это важно. Это увеличивает глубину местной, так называемой "дегенеративной" обратной связи. Да, я не оговорился - именно увеличивает, ибо она там есть всегда, хотя бы благодаря сопротивлению и индуктивности выводов. А ещё добавление этого резистора позволяет нам выбрать рабочую точку так, как мы того пожелаем. Сильно улучшается термостабильность всей конструкции. Увеличение выходного сопротивления незначительно. Зато, повторитель теперь отвязан от ёмкости нагрузки, что предотвращает паразитную генерацию в случае ну очень больших нагрузочных емкостей - кто знает, какой эзотерический межблочный кабель придётся "прокачивать" этому предусилителю...
В качестве источников опорного напряжения для подобных решений я предпочитаю добрые старые зелёные светодиоды. Три штуки в аккурат позволяют получить чуть больше пяти вольт. Можно было бы и парой синих обойтись. Но слишком уж много мне попадалось современных трёх-вольтовых светодиодов, которые вели себя нестабильно на малых токах. Чаще всего это выражалось в резком уменьшении падения напряжения, как будто что-то там пробивается. Если кто знает объяснение данному эффекту - буду очень признателен, если поделитесь информацией!
Резисторы в затворах транзисторов необходимы для исключения паразитной генерации. Если их, резисторы эти, опустить, возможно всё будет работать как должно, а можно и очень удивиться замерив токи/напряжения в схеме. Причём скорее всего, на осциллографе ничего подозрительного разглядеть не удастся - слишком высока частота, слишком паразиты те зависят от паразитных/случайных/привнесённых емкостей.
Источник питания подойдёт практически любой двухполярный, вырабатывающий напряжение от 15 до 20 Вольт и выдающий не слишком много пульсаций в нагрузку при токе в районе 30мА на канал. "Не слишком много" здесь весьма условно, так как схема сама по себе является "примерной нагрузкой" - качественным источником тока и нечувствительна к помехам по питанию.
Я не стал использовать гигантские электролитические конденсаторы в 15К микрофарад, как это нынче модно. Как следствие этой моей "скаредности", пики тока заряда накопительных конденсаторов менее "ударные", создают меньше помех как в питающую сеть, так и в сторону схемы. Резисторы последовательно с диодами также способствуют растягиванию пиков зарядного тока и, следовательно, снижению помех. Все номиналы рассчитывались под конкретный дизайн, и применять данный источник с другими или дополнительными нагрузками следует только произведя соответствующие несложные прикидки токов, падений и пульсаций напряжений.
| HotFET Pre (c) - источник питания |
Трансформатор самый обыкновенный, маленький, с двумя вторичными обмотками на 12 Вольт, можно со средней точкой, главное - чтобы выходной ток по паспорту был не менее 120мА. В моём "сетевом" конструктиве трансформатор, даже самый маленький, не поместился в корпус и был вынесен в отдельную коробочку с сетевым фильтром в придачу.
Диоды в выпрямителе - желательно Шоттки. Я использовал 10BQ060 от IR и результатом доволен.
Дроссель намотан на ферритовом колечке в полтора сантиметра диаметром - от фильтра компьютерного блока питания. Провод где-то 0.21mm, 3 проводка враз с одного челнока. У меня получилось 15 витков виток-к-витку.
Возможные вариации. Серьёзно подумывал о применении схемы повторителя Уайта. Скорее всего, схема Уайта позволила бы ещё больше повысить линейность повторителя, снизить выходное сопротивление и увеличить диапазон выходных токов. Но такое решение будет чувствительно к помехам по питанию и, возможно, потребует стабилизированного источника. Предлагаемое же простое решение обеспечивает очень хорошие показатели как есть, и отличное подавление помех от источника питания (PSRR).
Измерения - HotFET Pre в вопросах и ответах.
Как оно звучит - я не мастер перечислять специальные хвалебные слова из глянцевых журналов. Хорошо звучит, очень хорошо. Инструменты все расселись по своим местам; на знакомых дисках, даже отслушанных уже не раз в наушниках, вдруг проявляются ранее незамеченные детали...
Вместо заключения: правильный повторитель необходим в тракте. Никакой пассивный "предусилитель" не обеспечит должного согласования с нагрузкой. Даже если нагрузка исключительно высокоомная вроде лампового усилителя, всё равно остаются ещё соеденительные кабели. И если мы хотим слушать музыку, а не "отслушивать" искажения на соединителях от производителя XYZ - источник сигнала должен иметь весьма низкий импеданс, чтобы справиться со всем этим.
Где купить? Если заинтересовало - напишите мне, пожалуйста, оставьте комментарий. Есть мысль подготовить к продаже набор для самостоятельной сборки.
Добавлено 2012.02.13 - Скоро!
HotFET Pre+ элитная версия данной схемотехники с использованием МДП транзисторов, работающих в режиме обеднения.
- Вдвое меньшее количество компонентов.
- Такие же бескомпромиссные характеристики, или даже чуточку лучше.
- Наилучший твердотельный аудио предусилитель-буфер, который только можно купить или собрать за деньги! (Покуда не доказано обратное) 😉
--- Следите за обновлениями 😉
моё, выстраданое. без согласия автора перепечатывать любыми способами - нельзя. ссылаться - можно 🙂
=== (с) MyElectrons.com ===
Вам было интересно? Напишите мне!
Друзья мои, собратья по интересам! Пишу и буду развивать этот блог - идей море и опыта уже накоплено предостаточно - есть чем поделиться. Времени как всегда мало. Что было бы интересно лично Вам?
Спрашивайте, предлагайте: в комментариях, или в личку. Спасибо!
Всего Вам доброго!
- Сергей Патрушин.
ХОТИМ ЗДЕСЬ ПИСАТЬ!
Пиши! Пишите! Именно здесь и надо разводить дискуссии. А то вконтакт Ваш любимый не кажет Миру мыслей мудрых: там ведь без логина ничего не почитаешь. И не гуглится из-под вконтакта нишиша.
теперь гуглится
Нежелательно. В принципе, уже 1мкФ даст частоту среза по низам 20Гц, что уже принято считать достаточным.
Без разделительного конденсатора по входу, конечно, можно. То есть мой повторитель вполне справится с постоянной составляющей даже в несколько вольт, но вот аппарат после — кто знает?
Разделительный конденсатор по входу можно (да наверное и нужно) выкинуть (закоротить), если на 100% уверен, что источник сигнала выдаёт железный ноль по постоянке.
Да, ещё один момент: при малейшем постоянном смещении на потенциометре сразу в разы сильнее становятся слышны все его, потенциометра, шорохи и трески.
R5…R8 — 604 Ohm
это не опечатка ? я не встречал 604 Ohm
Уважаемый С, спасибо что заглянули!
Никак нет, не опечатка. Чесслово 604 ома 🙂 Просто мне этих резисторов тыща досталась, они 1% и ножки немагнитные толстые нежно-медные гладко луженые, скорее всего Yageo.
А если серьёзно, то никакой необходимости в том, чтобы антипаразиты в затворах были из ряда Е96. Там хорошо будут трудиться любые качественные резисторы в несколько сотен Ом, точное значение R5-R8 непринципиально.
можно ли вообще избавится от C1 — 3 uF ?
хочю на этот повторитель посадить два усилителя
какие нибудь по согласованию будут ?
в усилителе Акулиничева R1 изменён на 3,6kom
может какой резисторный делитель на выходе …
HotFET pre прокачает такую нагрузку влёгкую — на то он и «горячий» :). Никаких делителей не надо. Невысокое сопротивление нагрузки — это даже лучше, т.к. снизит влияние межблочных соединителей.
К сожалению, сам по себе оконечный усилитель в классе АБ «спрячет», нивелирует все мои старания по созданию «почти лампового» преда.
С другой стороны — это будет хороший первый шаг в сторону настоящего звука…
спасибо за подробные ответы.
Да с радостью! Заходите ещё: Вам — ответы, а мне — новые идеи и мотивация от того, что мои придумки кому-то нравятся 😉
чего-то перестал работать vegalab
есть ещё пару вопросов.
1 какова мощность резисторов R2-R10 ?
2 можно ли запитать от + — 30вольт(не стабилизированных) ? или поставить КРЕН на + — 15вольт ?
даа, только я запостил этот свой усилок на форум — vegalab лёг 😉
1. резисторы все четвертушки — 1/4W, немного греются только транзисторы.
2. можно. но мне думается, лучше будет обойтись без КРЕН’ок вообще. для этого ставим VT1 и VT3 на небольшие радиаторы. питание фильтруем точно так же, как у меня и нарисовано, только надо конденсаторы взять на сообразное напряжение.
Конденсатор на входе не такое уж страшное зло,а вот регулятор громкости на 50кОм,это
явный перебор.Попробуй на порядок меньше поставить(5-10кОм).Объяснять причину
тебе, думаю не нужно? Если есть сомнения,то тогда доказательство от обратного: Можно
поставить на 500кОм или 1мОм, и услышишь как звук умрёт в нём!(в положении малой громкости естественно).
А большинство источников сигнала в легкую справляются с нагрузкой от 1кОм .
Aslany4, что называется — не в бровь а в глаз 🙂 Пожалуй, самый спорный момент в преде.
Полностью согласен, что R1 желательно поменьше. Чем меньше сопротивление источника (в данном случае регулятора громкости) — тем меньше искажает повторитель. В своё оправдание лишь скажу, что на тот момент не было под рукой дельных кондеев микрофарад на 20-30. А для данного повторителя, что под каскодом сидит — всё же 25 КОм не такое высокое сопротивление источника, чтобы ощутимо подпортить картинку.
И в ту же корзину: чем выше импеданс нагрузки для соединительного кабеля — тем больше мы ловим помех и страдаем от всяких чудачеств диэлектрика и звонов самого кабеля. В своё время меня весьма впечатлил опыт, когда нагрузил соединитель на 600 Ом, вместо привычных 10 КОм, всё остальное не менялось. Уже после попадались мне на глаза какие-то датчане, если не путаю, так вот они продавали тот самый «магический резистор, улучшающий звук межблочников» за добрую сотню евро-рублей 🙂
Вобщем, выбор С1 и R1 остаётся немного шаманством 😉
Pingback:
Pingback:
Pingback:
Если использовать предусилитель в однополярном питании общий лучше брать с плюса или минуса…
Матвей, спасибо за коммент!
Можно чуть подробней, что имелось в виду?
Можно,куда можно скинуть рисунок?
Проще всего — мне: «Контакты«
пришли заказанные детали . буду собирать на макетке без поддержания нуля.
можно ли поставить в питание + — возле транзисторов такие дросели 220 мкГн ?[IMG]http://eleka.info/arts/jpg/2/3/f/23f4bee5391696d8c80c67994f952939/dlg-0504-3r3.jpg[/IMG]
провода питания будут 20-30 см до буфера от конденсаторов 10000х50х2шт.
отвечаю на свой вопрос.
нельзя. проверено на практике…
caligula73, меня тут жизнь в оборот взяла — пропустил ваш вопрос, тыща извинений!
Встречный вопрос: зачем возле транзисторов дроссели, и где конкретно?
На схеме БП в дополнение к синфазному дросселю или даже ему на замену — должно быть хорошо воткнуть дросселёчки. А больше они, вроде, нигде в буфере не нужны, могут лишь привести к возбудам.
(могут лишь привести к возбудам)
так и произошло…
вчера погонял тестовый диск с частотами и обнаружил что при определённом положении громкости и частоте происходит возбуд.
на выход буфера подключено два оконечника. если один(любой) отключаю , то возбуд исчезает.
подскажите как с этим боротся?.
может какую RC цепочку поставить на выходе, на каждый усилок?
Немного неожиданно, но почему бы и нет…
Я бы начал с резистора 51…100 Ом последовательно сигналу на выходе буфера.
Апологеты выходных сопротивлений в несколько ом закидают банановыми шкурками 🙂 Нельсон Пасс втыкает килоомник на выходе и не жужжит.
загляните сюда []
здесь не очень удобно общатся.
Pingback:
Интересно. А как насчет набора для самосборки?
Спасибо!
Артём, очень даже позитивненько насчёт набора!
На аглицкой версии сайта тем же вопросом меня народ «стимулирует» 🙂
По весне что-то накрыло с (пока) основной работой в найме — всплываю уже потихоньку, будут наборы. В комплект ко всем полевикам потихоньку закупил уже шикарных конденсаторов 😉
Правда точных сроков пока не могу ещё пообещать. Но — уже скоро!
Меня тоже заинтересовало — в Беларусь такой набор возможно заполучить?
Здравствуйте! Очень заинтересовало. Можно ли заказать кит в Минск? Заранее спасибо! 8-))
Всего лишь пол-года прошло — и я добрался наконец до подготовки китов. Как только будет готово — отпишусь и на сайте и всем, кто спрашивал в комментах.
Сергей, ну разве можно писать такие вещи и так доступно!!!! Я в командировке, утром на работу вставать в 7-00, а уже почти 4 часа ночи и вместо сна — азарт посмотреть все остальное. Подобное было в детстве , когда читал Айсберга «Транзистор — это очень просто !» Очень здорово!!!! Я как — то отошел от аудио тематики а последнее время и вот захлестнуло. Спасибо!
Геннадий, так рад отзыву родственной души! 😉
Вас благодарю за позитив, буду продолжать вести сайт до последнего дыхания, вот! 🙂
Какими диодами можно заменить светодиоды предложенные Вами? С такими параметрами ненашел, есть по 2,8В 60мА прямого, такие пойдут если поставить 2 шт а не 3 как у вас… Или напешите модель светодиодов которые Вы используете в этом преде.
Модель, что у меня… светодиоды зелёненькие, блёклые, китайские 😀
Если чуть серьёзней, то пойдут, например, отечественные АЛ307ВМ.
Вообще должны подойти любые индикаторные зелёные GaP светодиоды. Только не те, что «повышенной яркости». Отличить просто: измеряете падение напряжения на диоде при небольшом прямом токе (скажем в 1 мА). Если 2 Вольта и менее — годится. Если почти 3 Вольта — нет.
Кстати, 60мА наводит на мысль, что диод ваш предназначен светить ярко…
Или вот примеры буржуинские: Lite-On LTL-533-11, Bivar ELM70303GD(L).
Вот развёл платку двухстороннюю. Покритикуйте. Можете даже шапками её закидать если не какая она.)))
Александр, здОрово! Простите, не успеваю я за Вами 🙂
Свой вариант схемки вышлю конечно же, но не раньше вечера, а скорее всего лишь в выходные.
Вот так навскидку к плате особо не к чему придраться. Может разве сверху тоже землёй залить, да via прошивочку сделать, ну да здесь это не критично.
Да, по поводу схемы: с depletion MOSFET гораздо изящней всё получается, именно с ними и буду наборы делать.
Интересный вариант про depletion MOSFET. Надо попробовать ПП развести под них. А про via прошивочку тоже думал, но как то это уже перебор для данной схемы. И землёй вроде сверху залита, и кольцо исключил на плате. Но это предварительный вариант, сегодня попробую ещё минимизировать всё. Скорей всего в подвал опущу VT1 и VT3.
А про схемку с контролем дрейфа: я не спешу. Сначала до ума доведу первый вариант. Наверно земли разделю на плате преда, а земли сведу в одну точку на ПП блока питания. К стати питание для преда стабилизирую при помощи транзисторов, но пока не решил каких. Скорей всего буду использовать поливики.
У вас ошибка в трассировке, на левой картинке правая нога R8 зависла в воздухе!
Сергей, а если потенциометр заменить аттенюатором Никитина, на какое выходное сопротивление рассчитывать аттенюатор?
Владимир, в случае лестничного аттенюатора разумно будет R4, что на схеме в этой статье, рассматривать как часть самого аттенюатора. Ибо входное сопротивление данного повторителя — ну очень хорошее 🙂 , т.е. — большое, в реальной схеме им можно банально пренебречь.
У меня, например, уже посчитаны и закуплены комплекты на лестничный аттенюатор на 50КОм.
Вопрос в массы: в Мире уже достаточно налеплено лестничных аттенюаторов (а.к.а. Р.Г. Никитина), или есть ещё интерес и соответственно — спрос на качественную реализацию оных? Скорее всего объеденённую с правильной (c depletion MOSFET) версией данного повторителя.
Извините, но я наверное что то упустил? Но что такое depletion MOSFET? Т.е. есть другая, правильная схема, кроме этой?
И еще вопрос, нужно ли кроме J310 подбирать в пары IRF610 и тройки светодиодов по падению напряжения?
Владимир, подбирать необходимо только J310. Остальные компоненты — желательно, чтобы они были из одной партии, и конечно же исправны.
Depletion MOSFET — это полевые транзисторы со встроенным каналом. По характеристикам они напоминают полевики с p-n переходом. Т.е. при нулевом напряжении на затворе канал открыт.
Использование полевиков со встроенным каналом в каскоде позволяет избавиться напрочь от R2, R3, C2-C5, VD1-VD6 (см. схему). К тому же они несколько более линейны, нежели «обычные» MOSFET’ы.
Осталось выпустить наборы… Как всё успеть?!
Сергей, спасибо. Пока повторю этот вариант, а дальше, время покажет.
Доброго времени суток всем. Вопрос такой: Какие именно транзисторы из Depletion MOSFET Вы Сергей опробовали? Искал у себя в радио-лавках, таковых нет говорят. Теперь пробую искать в интернет магазинах. Кстати опробовал два варианта буфера: с контролем нуля и без него. Без контроля звучит по приятней. Но это только моё субъективное мнение.
Александр, первые эксперименты я проводил вот с таким зверьком: CPC5602C. Несмотря на то, что он предназначен для какой-то телефонии — оказался весьма линейным и покладистым. И прикупил я их тогда по случаю вообще за гроши. Вот только паять их на медные радиаторы было сущим наказанием, а без нормальных лопухов-теплоотводов в тогдашних моих экспериментах было никак.
IXTY02N50D так и остались лежать в коробочке, но тоже должны быть хороши.
Ну и остановился я на всеобщем любимце DN2540N5-G, с ним и буду наборы готовить.
Зачем какие-то интернет магазины? А myelectrons.ru на что?! 😉
DN2540N5-G у меня есть, если интересно — могу прислать. За деталюшки лично с Вас — практически себестоимость (учитывая местные налоги). За пересылку — сколько бельгийская почта попросит. Дальше — в личку, Ок?
Хорошо Сергей.
А кто-нибудь не задумывался «прилепить» к этому преду ВК на комплементарной паре транзисторов?, для получения ушника или чего «побольше» в классе А?
Я задумывался 😉 И даже «прилепил», но только не комплементарную пару, и не после, а до — результатом очень доволен. Скорее всего появится набор «HotFET Headphone Amp» 🙂
Повторитель как он тут описан, только с depletion MOSFET в каскоде и током покоя в 150мА, прекрасно трудится как выходной каскад на наушники.
Пока что данная идея была воплощена в аналоговом «выхлопе» ЦАП’а на AK4396 (выход по напряжению). Дифф-каскад, «загнанный» в тот самый горячий режим, с местной обратной связью, задающей КУ, после него — сразу повторитель. Таким образом получилось всего два каскада усиления без петлевой ООС, от дифференциального выхода ЦАП до выхода на наушники, либо линейного выхода. Звук… ммм… очень хороший! С одной стороны честный, чистый, без прикрас и без каких-бы то ни было заметных кривизн, с другой — мягкий такой, просится слово «добрый». Мне до сих пор как-то не доводилось послушать грамотно спроектированный ЦАП с аналоговой частью на лампах, но думаю этот вариант с HotFET «выхлопом» составит серьёзную конкурентцию подобному зверю 😉
И ещё идея вдогонку: данный повторитель легко делается на высокие, самые что ни на есть ламповые напряжения. Его можно попробовать использовать для построения гибридного УМ, или даже для раскачки большой лампы…
-«…появится набор «HotFET Headphone Amp»»
вот это вообще интересно! Даёшь ррассыпуху!!!
-«Повторитель как он тут описан, только с depletion MOSFET в каскоде и током покоя в 150мА, прекрасно трудится как выходной каскад на наушники.»
А чем прекрасно то так? (…мне просто летит посылка с парой десятков BSP129…)
BSP129 могут быть интересны для построения выходного каскада на наушники «в лоб», без каскодов, с минимальным или вообще без резистора в истоке — в районе полутор сотен мА и будет вам ток покоя. Вроде т.н. «усилитель для наушников Мусатова» горячо любим как раз за простоту повторения.
С натяжкой их можно взять в качестве верхнего транзистора и для повторителя из статьи, но при 20мА возможно маловато останется напряжения на канале нижнего транзистора.
Так же можно BSP129 использовать и в качестве нижнего транзистора, но мне в данном применении J-FET’ы больше нравятся.
«чем прекрасно то так»? На слух хорошо: играет честно и одновременно мягко, неутомительно… По сравнению с решением без каскода — существенно меньшими искажениями прекрасно, особенно когда ток покоя выбран правильный.
В своё время измерял и сравнивал всевозможные источники тока, жаль тогда сразу не опубликовал, сейчас уже утрачены циферки, надо перемерять, собственно из тех экспериментов HotFET и родился.
Усилители обмерить и вывесить сравнительные характеристики — весьма интересная будет «лабораторка»…
А какие вы использовали depletion MOSFET в каскоде?
И какие изменения схемы кроме установки тока покоя? уж ОООчень интересно 😉
З.Ы.
ну а свои bsp129 значит туда и поставлю, в небезызвестный повторитель…
serge а где посмотреть ваши наборы… и как их заказывать… чет на сайте не нашел… благодарю…
Не подскажите где что поменять, что бы использовать эту схему в качестве промежуточной, между выходом наушников радио и стерео динамики 4гд35 по 4ом 4вт?
динамики 4 Ома 4 ватта попросят усилителя мощности ватт на 5-10 , а это уже совсем другая история.