"B5 - an excelent AB class amplifier"原理探讨加试验。

牛哥

lin889889 发表于 2018-1-25 14:18
有大环路反馈的时候，能用二级电流放大就尽量不用三级，但无环路反馈的时候三级电流放大优势明显。原线路实 ...

不知道是实际管子的参数差异较大，还是管子的模型有差异，我用您28楼的仿真图，只是用的三极管不一样，仿真出来的结果跟您的结果差距较大，失真依然在0.5%左右，而却输出幅度也不够，基本是提前限幅的趋势。

HuLidiy

牛哥，这个电路用TIP122/127做推动级要慎用，电路结构上也属于3级达林顿输出，很可能会不稳定，特别是温度补偿也要用达林顿管。

lin889889

牛哥 发表于 2018-1-26 15:19
不知道是实际管子的参数差异较大，还是管子的模型有差异，我用您28楼的仿真图，只是用的三极管不一样，仿 ...

输出功率上不去是Multisim自带的MJ21193/21194模型惹的祸，电流稍大就出问题了，换吧。这个无环路反馈的放大器肯定用线性好的管子啊，比如2SC3281/2SA1302、2SC2922/2SA1216等等。
我用2SC3243/2SA1360和2SC2705/2SA1145仿真结果基本相同，失真最低，其它型号逊色一些。这些仿真模型都来源于diyAudio。
用Multisim自带的模型仿真（不考虑耐压和功耗问题）：


我用的是Multisim14，估计你您打不开。
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2018-1-26 16:11 上传

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lin889889

lin889889

晕，前面都搞错，2SC3243应为2SC3423

牛哥

HuLidiy 发表于 2018-1-26 15:25
牛哥，这个电路用TIP122/127做推动级要慎用，电路结构上也属于3级达林顿输出，很可能会不稳定，特别是温度 ...

    嗯，达林顿管做输出，温度补偿问题必须引起重视，否则极容易“飞车”，造成烧毁功率管。以前到你用达林顿管子做输出管，在温度补偿上就下了不少的功夫。
    这个原版电路的达林顿管子做驱动，发射极电阻取值相对较大，应该对温度特性没有那么敏感，我先把电路搭起来试试再说。

牛哥

lin889889 发表于 2018-1-26 16:29

    是的，您的这个仿真确实是失真减小很多，有管子模型的关系，也有电路架构的关系。原版的输出级管子，采用倒置达林顿的形式，这种形式的复合造成的失真比较大，就像在之前我把输出管看成是“电流倾注”的模式一样。
    我们还是按照原版的电路架构不动，其一是因为PCB已经做回来了，其二是想要听一下这种架构的声音，现在只是对电路做微小的调整，看看减小失真的途径。

先上原版图，我们调整出来一个静态电流静态电流和输入输出的幅度，信号源的频率还是使用20KHZ，因为这个频率下更容易发现问题：


发现两个问题，电路的失真比较大、输出信号相位移比较大：


所以首先先把输入的RC回路调整成比较常见的组合：R2=100，C13=100P，这时候明显看到输出信号的相移减小，但是失真也增加一些：



我感觉宁可在电路上的调整来减小失真，也不要让输出信号的相位移比较大。

牛哥

lin889889 发表于 2018-1-26 16:29

    现在我想实现自己的想法：1、前面的两级管子的静态电流增大一些。2、让第一级有3倍左右的电压增益，其他的电压增益由第二级来完成。因为原版的电路第一级基本没有增益，如果第一级有电压增益了，那第二级的电压增益就要减小。

    先看原版电路的限幅特性，限于这种电路架构的特点，最大输出电压幅度，要比电压放大级的供电电压低很多，仿真显示也是这样的。您提高电压放大级的供电电压，比输出级高出来10V左右，是正确的解决问题的方法。

最大输出限幅特性，输出电压在接近+-30V的时候出现限幅：



现在我们把电路调整一下，主要是增加前面两级的工作电流，增加第一级的增益，减小第二级的增益，具体的做法就是调整两个电阻：R4=R5=620，增加两个电阻R103=R104=44.5K。这样做主要是为了保持电路的增益与原版的基本一致，利于对比：

这是静态工作点，很明显前面两级的静态工作点都有了一定的提高：



同时最大输出大约在+-28V时开始限幅，比原来的接近+-30V又小了一些，还是老谢您的观点对啊，如果要提高效率，前面的供电电压应该比后面输出级高一些才好：


可以看到还是16V的交流有效值输出，相对于原版失真减小了一些：


    上面的过程，在没有改变输出级参数，而且在较小的静态电流下的仿真过程，只是为了说明一个调整过程，图中的参数也不是唯一的，自己可以按照自己的理解来调整。      
    有很多人问我，为什么喜欢这个看着很普通的电路，而且指标也不咋地，其实这正好是让这个电路，给我们留下了更大的可玩空间，只需要调整几个电阻，就会让电路的很多特性得到变化，这才是真正好玩的地方。前面也看到了，如果调整一输出级的一些电阻参数，电路的特性还会发生变化。

lylnk

牛哥 发表于 2018-1-27 07:42
是的，您的这个仿真确实是失真减小很多，有管子模型的关系，也有电路架构的关系。原版的输出级管子， ...

输入RC滤波是过滤远超音频的信号对功放的干扰的，原参数可以的。
如果你看过音箱的频率相位响应图，就不会纠结这点儿相移了。

swsw4321

R2C13别改，消振补偿用100p，接Q1Q2 的be极

凡曲

关注进程

牛哥

凡曲 发表于 2018-1-27 10:45
关注进程

年底了，事情比较多，先从电源保护板开始，表示动工了。

lin889889

电压放大级用高电压供电改善性能，这是包括你我在内的很多人都会使用的方法。把预推动级与电压放大级一起用高电源电压供电，也是为了降低失真。
电流放大级用射极输出其实也是想让整机没有任何越级交流负反馈。如果不改变电路结构使用倒达林顿输出，把推动级的电流比例加大我也认为是个办法。不过倒达林顿B类下大管对静态电流的大小要求很高，一般是设定在数十mA。太小交越失真大，太大则是所谓的跨导倍增失真大。这个可以通过在输出功率数W的时候改变静态电流大小观测到。
18楼电压放大级使用并联电压负反馈的方法我也注意到了，是个好办法。降低本身失真的同时还可降低输出阻抗，减少了电流放大级带来的影响。

牛骑兵

可以在R9、R16上串个二极管试试。

牛哥

牛骑兵 发表于 2018-1-27 23:11
可以在R9、R16上串个二极管试试。

如果“可以在R9、R16上串个二极管试试。”，那么第二级的电流是大了一些，但是第一级的电流会稍有减小，如果不做大的改动，感觉还是把前面两个稳压管D1-D2换成稳定电压更高一些的稳压管，这样最方便。

牛骑兵

俺的看法是，本电路的失真来源主要在两个地方：第一级的输入V-I转换和第二级的输入V-I转换。这是射极串联反馈本身就存在的问题，尤其是大动态情况下更为严重。

一般认为交流情况下发射极电流变化就是基极电压变化除以发射极电阻，实现了反馈功能。但在大动态下是有问题的，因为发射极电流变化会导致Vbe变化，影响到发射极电阻分压。
所以，输入级一般会采用差分结构或菱形（钻石）结构，用两个BE结来互相补偿。

减缓这个失真的办法有两个，一个是加大静态发射极电阻分压，也就是加大静态电流，这样Vbe变化在总输入电压变化中的比例就会降低；一个将基极偏置变为“电阻+二极管”结构，
通过二极管的导通电压补偿放大管的Vbe变化。

44楼的改善，应该与第一个办法有关联，因为三级达林顿管使得R4、R5上的静态电压增加了将近一倍；而在R9、R16上串二极管，就是第二个办法了。


一般的放大器，因为有环路反馈，中间级的增益又足够大，所以实际工作状态下的输入级动态范围并不大，要远小于实际的输入电压，这个问题就不是很严重。可是这个电路显然不同。

牛哥

牛骑兵 发表于 2018-1-28 10:28
俺的看法是，本电路的失真来源主要在两个地方：第一级的输入V-I转换和第二级的输入V-I转换。这是射极串联反 ...

    嗯，其实现在的静态电流已经不小了，只是管子的工作点还不是像单端单端甲类那样选取，所以相对来说失真还是比较大，好在有推挽的形式在里面，失真情况会有改善。

下面这两个截图，管子的窘态工作点基本接近，第一图的第一级：1.14MA，第二级：19.3MA，推动级9.59MA，输出级103MA。


第二图的第一级：1.14MA，第二级：21.6MA，推动级9.61MA，输出级106MA。可见加入了您所说的二极管，确实是第二级的静态电流增大了一些，但是对失真改善的作用没有看到，也可能是仿真的条件还不太对，有待继续研究。

牛哥

57楼的图上错了，下图是有信号输入时候的失真。

牛哥

lin889889 发表于 2018-1-27 15:33
电压放大级用高电压供电改善性能，这是包括你我在内的很多人都会使用的方法。把预推动级与电压放大级一起用 ...

对的，跟这个输出级类似的结构是很久前流行的STK6153，静态电流比较小。有朋友就反应6153做输出的时候，可能会产生交越失真，准备输出级还是采用100MA左右的静态电流。

灯丝

要是改了也就不是5个B。应该是B个5了。