Кое-что об усилительных каскадах: сказал А, говори и AB


(Игорь Юрьевич Виноградский) #1

Приветствую в этой теме.
В конце тура Echo поступили вопросы по усилителям большой мощности в классе А и АВ.
Эти вопросы потребовали развернутого ответа.

Подавляющее большинство брендовых усилителей, обозначенных как класс А, являются двухтактными АВ с разогнанным в разной степени током покоя. Напряжение питания у таких усилителей велико, радиаторы средней величины. Исходя из этого, ток покоя не может быть настолько высоким, чтобы усилитель работал в А классе во всем диапазоне мощности. Реально класс А, на 4 Ома, сохраняется до 3-10W, не более.
В качестве примера могу привести очень хороший усилитель Coda 15, где класс А, при питании плюс/минус 60V, сохраняется до 15W.

Картинка радиатора Коды, в сравнении с радиатором Echo.

Бескомпромиссный класс А, т.е. не переходящий в класс АВ ни при каких условиях, получается только в однотактных схемах усилителей. При использовании двухтактной схемы, разработчик удовлетворяет сразу два требования. Первое - это класс А для небольшой мощности. Второе - высокая выходная мощность, но уже при работе в АВ.
Некоторые усилители - старые Пионеры, современные Плиниус Референс - имеют принудительный переключатель из АВ в двухтактный А.
При этом увеличивается ток покоя и (в Пионере) снижается напряжение питания.
Но, если такой усилитель встретит нагрузку с сильным провалом импеданса, то при большой выходной мощности всё равно уйдет в класс АВ, закрывая противоположные плечи усиления на пиках амплитуды.

Однотактный усилитель (тот же Echo) при этом будет ограничивать амплитуду сигнала. Он не может превысить отдаваемый ток. Двухтактный может, но при этом скачком увеличив вдвое выходное сопротивление, и выдав в нагрузку импульс обратного восстановления при закрытии плеча.
Этот импульс ОООС (которая присутствует в таких усилителях) подавляет не полностью, поэтому мы слышим разницу между А и АВ.

Вообще замечу, что всё слышимое в усилителях, имеет материальную, схемотехническую и т.п. основу, и всё чем-то обусловлено.


:sparkler: Интегральный усилитель Noosfera echo v 5 — ЗАВЕРШЕН
(Степан) #2

Подпишусь :slight_smile:


(Артур) #3

Игорь доброго времени! Вопрос к Вам как к разработчику следующего характера …Зачем нужен класс А в выходном каскаде, если можно малой кровью (класс АВ) добиться желаемых результатов “музыкальности” усилителя. Или класс А это не прсто решение проблемы “первого вата” , а для определенного конструктива акустики (ширики и т.д.).


(Игорь Юрьевич Виноградский) #4

Артур, отвечая на вторую часть вопроса, мне кажется, что конструктив АС не играет роли. Хотя АС с повышенной чувствительностью приветствуются любым разработчиком, а уж усилителей класса А, с их невысокой мощностью, тем более.

Что касается первой части вопроса, то желаемые результаты могут быть разными, и ограничиваться в том числе себестоимостью производства. Как говорится, не желай невозможного (от класса АВ) - и все твои желания исполнятся.

При этом есть усилители класса АВ с превосходным звучанием, но они тоже сложны и дороги в производстве.

Есть и ещё одна причина, я думаю. Это стабильный спрос - и производители, кто может - стараются его удовлетворить.

Мой ответ не полон, конечно. Выходные каскады в А классе играют музыку чище. То есть, при прочих равных, у них ниже искажения.
Просто не знаю, стоит ли приводить основы проектирования выходных каскадов… Чтобы не быть голословным.


(Артур) #5

Думаю не стоит погружаться в схемотехнику проектирования, для этих целей есть другие ресурсы. Большое спасибо ответ, он более чем убедителен!!!


(Марат) #6

Игорь, ты чо?


(Игорь Юрьевич Виноградский) #7

Доброе утро, Марат. :slight_smile:
Теперь объясни причину ночной паники.
Внятно, подробно, не спеша, а мы пока продолжим.

Что ещё можно сказать о классе А?
То, что в аудио-усилении все входные каскады УНЧ, включая усилители напряжения (перед выходным каскадом) должны работать в классе А. Они и работают всегда так, поэтому заявления, что мол “все каскады предварительного усиления у нас работают в классе А” сродни заявлению, что ботинки мы надеваем на ноги, не на голову. :slight_smile:

В выходных каскадах бывает 2-3 звена, и только последнее имеет право работать в АВ, в противном случае заметно возрастают искажения.


(Марат) #8

Дэрагой. :slight_smile:
Во-первых, двухтактник в А ни разу не хуже однотактника в А, кроме самого факта двухтактности. :smiley: Дальше решает мастерство и опыт конструктора: можно сделать хорошо, а можно как обычно.
Усилитель напряжения - тоже усилитель. И часто делается, например, на ОУ, который, например, имеет выходной каскад в чистом Б!
Я не утверждаю, что это good habit, но так делается сплошь и рядом.


(Игорь Юрьевич Виноградский) #9

ОК. Так переходят ли однотактные каскады в АВ, или нет? :slight_smile:
Понятно что нет. А что за паника тогда?

При прочих равных выходные каскады класса АВ дают повышенные искажения. Мастерство разработчика никак не устраняет причины их возникновения, а лишь борется с последствиями, с переменным успехом. У кого как получится.
Это не ставит крест на усилителях класса АВ, им нет альтернативы, когда нужна внушительная выходная мощность. При удачной разработке могут играть очень прилично. Вот и всё. :relaxed:


(German) #10

Игорь, добрый день. На одном буржуйском ресурсе встретил упоминание об интересном методе эффективного использования потенциала усилительного каскада:
Twisty/Turn-y Things: Single Channel Polarity/Phase Reversal
Идея заключается в предварительном инвертировании фазы только одного канала перед входным каскадом и обратной операции уже непосредственно перед динамиками (в оригинале речь о наушниках).

In short, the idea is to more efficiently and completely utilize the full power capacity of an amplifier, and the available rail-to-rail potential difference/swing, by driving left and right channels in opposite phase/polarity within the DAC/amplifier, and then correcting phase/polarity before getting to the headphone (we do it in the headphone cable, with a simple adapter).
In theory, driving the channels in offset like this will cause less sag against each rail and draw current from both of them independently, rather than in a common mode. At headphone power levels, the relative power demand differences are not going to be huge, but then we’re not dealing with very much available power to begin with.

Интересует Ваше мнение касательно применимости такого подхода к балансным усилителям в классе А для акустических систем.


(Сергей) #11

@Igvin Игорь, добрый день!
Интересует ваше мнение о заземлении.
Можно ли считать, что класс А более чувствителен к питанию сети, чем класс АB и в особенности к заземлению?

Я предвижу ответ, что зависит от схемы в целом конкретного аппарата.
Тогда как в ваших усилителях вы подходите к этому вопросу о заземлении? Отдельный винт на корпусе или в разъеме питания? Почему именно так?

Вообще для чего заземление? Для защиты человека или отвести какие-то помехи лишние?

Рекомендуете использовать кабель с землей или без? Все брендовые кабели идут 3х жильные.

Спасибо


(Gena) #12

А, что скажите про PASS LABS INT-30A (чистый А класс) и PASS LABS INT-150 (до 5 Вт-А, после АВ)
Тоже: “не может быть!”


(DEVID) #13

Бывает так , что указывают на режим работы пред каскадов в А. И это скажем так тоже часть обмана и рекламы многих фирм.

К тому же часто перевод схемы в класс А часто идёт с ухудшением качества, поэтому не все схемы могут быть переведены в А. Качество звука в целом не прямо пропорционально наличию самого режима с большими токами.


(Игорь Юрьевич Виноградский) #14

Добрый вечер!
Мне кажется, к наушникам это не очень нужно. Сама идея почерпнута из автомобильных усилителей, где с питанием не так вольготно, как с сетевым.
С балансными усилителями практического опыта у меня нет, а теоретически это не нужно. Во всяком случае в балансном преде Аудио Рисерч, с которым я немного повозился, это решение не используется.


(Игорь Юрьевич Виноградский) #15

Добрый вечер!
В своих усилителях я не использую заземление вовсе. Это касается как изделий в классе А, так и в классе АВ.
Никаких проблем отсутствие заземления на корпусе не вызывает, а вот наличие оного может вызывать. Дело в условном заземлении, через провод РЕ. Он в шкафах соединяется с нулевым.
Вот против настоящего заземления, я бы не возражал.

Смысл заземления - защита от удара эл. током. Когда (предположим) фаза внутри усилителя упала на корпус, а корпус заземлен (фактически - занулен) - это вызовет отключение автоматов в щитке.
Если не заземлен - то фаза на корпусе, и вы кладете одну руку на корпус, а другую - на заземленную (по стальным трубам) батарею. Вас бьет током.

Заземление не является защитой от помех, и наоборот - может и добавить их, а может и не добавить. Определенности нет, потому что в разных местах всё по разному…

Отсюда вывод - попробуйте отключить заземляющий контакт в сетевом кабеле (только на меня не ссылайтесь, плиз) - звук может улучшится.


(Gena) #16

Да Вы хоть почитайте про этот усилитель на сайте разработчика.
Не зря же Вам конкретный пример привел.


(Игорь Юрьевич Виноградский) #17

Всё верно.


(DEVID) #18

Примеров много, но когда начинаешь разбирать то все немного изменяеться.


(Игорь Юрьевич Виноградский) #19

Мне кажется, вы за меня уже написали ответ? :slight_smile:
Правда не совсем понял, в чём состоит вопрос.


(Gena) #20

Вы писали: “Реально класс А, на 4 Ома, сохраняется до 3-10W, не более.”
PASS LABS INT-30A-на 4ом-60ВТ, без ООС.