Romekd pisze:Przyznam, że nie bardzo rozumiem jak możesz rozdzielać układ, licząc wzmocnienie dopiero od kolektora VT6
.
Przypomnę: porównywałem z osobna wzmocnienie prądowe dla połówki dodatniej (VT7, VT9 i VT11), dla ujemnej (VT7 i VT9), wreszcie dla stanu przejściowego (tylko VT7).
W omawianym układzie wzmocnienie prądowe (i napięciowe) zapewniają tranzystory VT4, VT6 i VT7. Tego wzmocnienia w układzie jest aż zanadto, jak na potrzeby wysterowania autotransformatora z głośnikiem.
Co nie zmienia faktu że wzmocnienie stopnia końcowego zmienia się tysiące razy w zależności od wartości chwilowej napięcia wyjściowego. Skoro w jednym stanie wzmocnienia jest aż zanadto - to w innym okazuje się ono stanowczo za duże, o czym świadczą kłopory Gustawa z samowzbudzeniami które musiał tłumić kondensatorami o znacznej pojemności. Po co stwarzać sobie takie problemy poprzez przyjęcie nieoptymalnej konfiguracji wzmacniacza?
Rezystor R22, o którym kilka razy już wspomniałeś, wspomaga jedynie wyłączanie tranzystora VT7. Równie dobrze mogłoby go w ogóle nie być i wówczas kolektor tranzystora VT6 polaryzowany byłby prądem bazy VT7 (znacznie mniejszym co do wartości), co spowodowałoby jedynie wydłużenie wychodzenia VT7 ze stanu przewodzenia (czas narastania prądu kolektora VT7 nie uległby zmianie).
Moje zastrzeżenia dotyczyły braku bootstrapu w tym miejscu. Gdyby był - to prąd VT6 zmieniałby się w węższym zakresie, zamiast od maksymalnej wartości do niemal zera (przy wysokim napięciu chwilowym na wyjściu). Dałoby to nie tylko większe wzmocnienie całości, ale pozwoliło ograniczyć zniekształcenia przynajmniej w stopniu z VT6.
W tranzystorach Darlingtona też znajdują się wewnętrzne rezystory (włączone między bazy i emitery każdego z tranzystorów), które również są tylko po to by zwiększyć szybkość wyłączania się takiego "podwójnego" tranzystora i poprawić jego wypadkową liniowość.
Roli tych rezystorów w poprawie liniowości (statycznej) nie potrafię się doszukać. Przeciwnie, sprawiają one że dla małych prądów wzmocnienie prądowe jest małe (takie jak wzmocnienie tranzystorów wejściowych), dla większych zaś - duże (gdy włączą się do pracy tranzystory wyjściowe). No ale w poprawnie skonstruowanym wzmacniaczu prądy dobiera się tak aby już w spoczynku przewodziły wszystkie tranzystory, toteż zatykanie się tranzystorów wyjściowych (a następnie i wejściowych) w układzie Darlingtona odbywa się wówczas gdy przeciwny zespół tranzystorów przewodzi, dzięki czemu zatykanie się tranzystorów nie odgrywa pierwszoplanowej roli. A bez rezystorów między bazą a emiterem istotnie układ działałby tragicznie źle, choć jeszcze lepiej działałby ten sam układ wówczas, gdyby połączyć rezystorem bazy tranzystorów wyjściowych, bez kontaktu z emiterami. No ale w przypadku scalonych układów Darlingtona wymagałoby to wyprowadzenia czwartej końcówki na każdym z nich.
Nie bardzo też rozumiem co rozumiesz przez pełną "symetrię" układu. Przecież żaden stopnień wzmacniający z jednym tranzystorem (niezależnie od przyjętej konfiguracji) tak naprawdę nie jest do końca symetryczny.
Ale tu mamy do czynienia z niesymtrią liczoną w pojedynczych procentach, nie zaś tysiącach procent!
Wtórnik emiterowy z tranzystorem npn może oddawać do obciążenia większy co do wartości prąd, niż prąd, który może w przeciwnej połówce sygnału z obciążenia pochłaniać. W jakichś modelach wzmacniaczy firma PIONEER zastosowała kiedyś nawet ulepszony układ wtórnika emiterowego, bardziej symetryczny od wtórnika "zwykłego"
Co dałoby się uzasadnić tym że taki wtórnik (w przeciwieństwie do tranzystora wchodzącego w skład złożonego wzmacniacza napięciowego bądź końcówki mocy) nie jest objęty jakimkolwiek zewnętrznym USZ. Użycie konfiguracji przeciwsobnej pozwala skompensować parzyste harmoniczne powstające na nieliniowości złącza B-E.
Dla mnie wzmacniacze m.cz. w przedstawionych w tym wątku miniaturowych (miniaturowych jak na tamte czasy) rosyjskich odbiornikach były, jak na potrzeby tamtych urządzeń bardzo dobre, bo optymalne, mimo kilku swoich wad. Przy zasilaniu bateryjnym, szczególnie gdy zasilanie to stanowiła mała bateria 9 V (typu 6F22), nominalna moc wyjściowa na poziomie 100 mW, czy nawet 150 mW była właśnie optymalna ze względu na czas pracy takiej baterii.
Ale można było z równie dobrymi a nawet nieco lepszymi efektami ekonomicznymi zastosować normalną konfigurację wzmacniacza z parą komplementarną, prostszą a przy tym wolną od wad wynikających z krańcowo dużej asymetrii. Nie wiedzieć czemu jednak
Ruskie mieli wstręt do takich wzmacniaczy, kurczowo trzymali się transformatorów, a gdy już się ich pozbyli - uciekali w tego rodzaju
wynalazki.
Tranzystor czuwający nad prądem spoczynkowym w przypadku tranzystorów w małych plastykowych obudowach zawsze reagowałby ze zwłoką (spowodowaną większą rezystancją termiczną między strukturą krzemową a epoksydową obudową), przez co po każdym głośniejszym odtwarzaniu muzyki prąd spoczynkowy byłby niepotrzebnie wyższy, przyczyniając się do szybszego rozładowania baterii.
Gdyby tak istotnie było - to za błąd należałoby uznać użycie w
głośnikowej końcówce mocy "uniwersalnych" tranzystorów KT315 (odpowiadających z grubsza naszym BC107), choć dla obciążenia na poziomie kilkuset omów (np. słuchawek) byłyby jak najbardziej odpowiednie. Zamiast żyłować z nich ostatnie poty - można było użyć mocniejszych, np. KT814/815, nawet bez jakiegokolwiek kontaktu termicznego z elementem stabilizującym. W naszym przypadku obok BC211/313, BD135/136 itp. wchodziłby w grę także BC337/327 w obudowach identycznych jak BC237/307 odpowiadających tytułowym BC107/177.
A w układzie z diodą VT10 prąd stały między tranzystorami końcowymi w ogóle nie płynie, więc nie ma potrzeby "czuwania" nad jego wartością.
Wchodzenie VT10 do stanu przewodzenia jest tak szybkie, że we wzmacniaczu m.cz. niemal w ogóle nie zauważalne
O ile nie spowolni się go kondensatorami likwidującymi wzbudzenia, na co gotów był Gustaw.
Wracając jeszcze do tego nierównego wzmocnienia prądowego, to przypomniały mi się Twoje wypowiedzi o wzmacniaczach stosowanych między innymi w magnetofonach ZK240 i M2405S, których również bardzo nie lubisz i wszędzie krytykujesz. Tym układom również zarzucasz brak symetrii we wzmacnianiu dodatnich i ujemnych połówek sygnału m.cz. W starszym rozwiązaniu wzmocnie napięciowe dawał tylko jeden tranzystor (T6), pracujący w układzie WE i podparty w obwodzie kolektora układem Bootstrapu. Cztery następne tranzystory (T7, T8, T9 i T10) pracowały w obwodach wzmacniacza prądu ze wzmocnieniem napięciowym mniejszym od jedności.
Owszem układ zachowywał się nieco "niesymetrycznie", ale głównie po przesterowaniu. Czy ktoś to wtedy słyszał i zarzucał układowi brak symetrii?
A czy ja kiedykolwiek krytykowałem ten układ (z parą komplementarną BC140/BC160) ze względu na
niesymetrię? To ogólnie przyjęty układ quasi-komplementarny, gdzie wzmocnienie prądowe dla obu połówek jest tak wyrównane jak wyrównane są wzmocnienia par BC140/160 oraz 2 X BD354. Owszem istnieje niesymetria powodowana przez różną liczbę złącz pn na bezpośredniej drodze sygnału od stopnia sterującego do głośnika (dwa dla połówki dodatniej, jedno dla ujemnej) i dlatego lepiej byłoby zastosować również i komplementarną parę tranzystorów końcowych (BD354/355) a gdy pojawiły się pary komplementarne bardzo dużej mocy (2N3055/BDX18, BC395/396) - również znalazły zastosowanie niemal na prawach wyłączności. Mimo to jakiś rok temu zdecydowałem się na budowę wzmacniacza 40W w rzekomo krytykowanej konfiguracji quasi-komplementarnej, uzyskując za cenę pogodzenia się ze wskazaną wyżej asymetrią - możliwość zastosowania szybkich (fT=10MHz) tranzystorów końcowych z niejednorodną bazą typu BDY58 sterowanej parą BC211/313. Pozwoliło to wyeliminować sprzyjający powstawaniu zniekształceń TIM kondensator "kompensacyjny" między bazą a kolektorem stopnia sterującego (BF258 o zmniejszonej w porównaniu z BC211 lub BD139 pojemności zwrotnej). Efekty przyszły szybciej niż się spodziewałem: już przy pierwszych próbach, kiedy to prowizorycznie wlutowałem w płytkę tranzystory mocy bez jakichkolwiek radiatorów (a tym samym bez ekranu oddzielającego stopnie napięciowe od obudowy tranzystora mocy na której występował pełny sygnał wejściowy) - doszło do samowzbudzenia na częstotliwości ok. 1MHz a ja zorientowałem się o tym za sprawą upierdliwego, niemożliwego do skompensowania napięcia stałego na wyjściu na poziomie kilkudziesięciu mV. Nie było widać jakichkolwiek drastycznych efektów, czy to w postaci grzania się tranzystorów mocy (bez radiatorów!) czy nawet tylko zwiększonego poboru prądu. Oczywiście, po założeniu radiatorów (wraz z tranzystorami wlutowanymi w płytkę od strony druku, dzięki czemu wyeliminowało się długaśne
pęta towarzyszące zwykle konstrukcjom na tranzystorach w obudowie TO-3) skłonność do wzbudzenia znikła, napięcie stałe na wyjściu zaczęło zachowywać się przewidywalnie, a pomimo że na dalszych etapie prac wielokrotnie jeszcze dochodziło do przesterowania wzmacniacza sygnałami ze wzbudzonych stopni wstępnych (ostatnio przy uruchamianiu tunera AM) na tranzystorach mocy nie zrobiło to najmniejszego wrażenia. I to przy rezystorach o wartości aż 100 omów między bazami a emiterami BDY58!
Krytyka przedstawianego wyżej układu mogłaby dotyczyć jedynie obecności dwójnika RC w emiterze stopnia sterującego, co pogarszało wykorzystanie napięcia zasilającego. Ale to była cena jaką trzeba było zapłacić za nadmiernie uproszczony wzmacniacz napięciowy: bez niego należałoby się spodziewać znacznego pogorszenia stabilności napięcia stałego na wyjściu, co również pogorszyłoby wysterowalność.
W kolejnej wersji wzmacniacza zastosowano dodatkowy tranzystor, który również wzmacniał sygnał napięciowo
I pozwolił też pozbyć się feralnego dwójnika RC. Ale peerelowska
przaśnizna musiała zwyciężyć: powetowano sobie ów dodatkowy tranzystor okaleczeniem końcówki mocy o jeden tranzystor pary komplementarnej, co dało asymetrię znacznie większą niż wnoszona przez uprzednią konfigurację quasi-komplementarną. A przecież można było (poza odżałowaniem tego jednego BC107) zastosować o jeden tranzystor... mniej, stosując parę komplementarną BD354/355 oraz BC313 w roli T7.
Oczywiście układ nie jest całkowicie symetryczny, ale wystarczająco na tamte czasy skuteczny...
Wbrew temu co sądzisz rozumiem doskonale jak ten
wynalazek działa, co nie znaczy że nie mógłby działać wyraźnie lepiej. Za cenę bądź to dodatkowego tranzystora, bądź to zwiększenia mocy tranzystora w stopniu sterującym, i jego prądu spoczynkowego, przy jednoczesnej dalszej redukcji liczby tranzystorów o jeden.
Nawet parowane tranzystory typu PNP różnią się zdecydowanie charakterystykami od charakterystyk tranzystorów NPN
Niewątpliwie, ale po co stwarzać dalszą asymetrię zastępując tranzystory pnp... diodami? Zresztą to właśnie problemy z uzyskaniem idealnie symetrycznych tranzystorów komplementarnych mocy były powodem dla których stosowało się wzmacniacze quasi-komplementarne, mimo asymetrii wynikającej z samej konfiguracji.