Fórum témák

» Több friss téma
Cikkek » Valódi trióda szilíciumban: V-FET bootstrap teljesítmény az SI-1050G-n
Valódi trióda szilíciumban: V-FET bootstrap teljesítmény az SI-1050G-n
Szerző: Aldure, idő: Szo, 7:25, Olvasva: 381, Oldal olvasási idő: kb. 3 perc
Lapozás: OK   11 / 12

A Tunerman V-FET Bootstrap AMP egyik leglenyűgözőbb tulajdonsága, hogy a rendkívül egyszerű SI-1050G alapmodulból olyan lineáris,
headroom-stabil és torzításmentes végfokot hoz létre, amely hangminőségben a csúcskategóriás csöves triódás erősítőket közelíti.

Ez a fejezet bemutatja:
a frekvenciamenetet,
a sávszélességet,
a kompenzáció hatását,
a kimeneti jelalakot,
a rail-clipping eltűnését,
FFT spektrumokat kis és nagy jelnél,
és a V-FET rail-lift miatt megmaradó nyílthurkú erősítést.


11.1 Frekvenciamenet (Frequency Response) – 10 Hz…140 kHz
A Tunerman-féle módosítások nélkül az SI-1050G tipikus sávszélessége:
~15 Hz – 55 kHz (-3 dB)
a Miller-kompenzáció miatt a felső határ frekvencia korlátozott

A V-FET Bootstrap AMP-ben a helyzet drámai módon javul.

A mért sávszélesség (Tunerman mérés):
10 Hz – 140 kHz (–3 dB)
22 Hz – 85 kHz (–0.5 dB)

Ennek oka:

1.A V-FET-ek linearizálják a VAS feszültségestét
2SK82 / 2SJ28 depletion-mode SIT-ek nagy transzkonduktanciával követik a jel csúcsait.
A VAS nem fut a plafonba → a kompenzációs kondi nem kerül szélsőséges helyzetbe.

2.A BF244A J-FET-ek leválasztják a kapu-kapacitást
→ nincs Miller-hatás visszaterhelés
→ a sávszél 50–70%-kal nő

3.A bootstrap táp növeli a dinamikus erősítést
→ a VAS nagyobb tartományban lineáris
→ kevesebb kompenzáció szükséges

11.1.1 – Frekvenciamenet grafikon (FR – 10 Hz…140 kHz)

freq_response.png

11.2 Slew-Rate – gyorsul, mert megszűnik a VAS-limitáció
Az SI-1050G gyári slew-rate-je:
~5–7 V/µs

Tunerman mért értéke V-FET-ekkel:
19–22 V/µs

Ez több mint háromszoros javulás.

Miért?
a bootstrap miatt a VAS tranzisztor mindig elegendő feszültséget kap
a BF244A csökkenti a Cgs és Cgd effektív kapacitást
a SIT-ek gyorsabban töltik a VAS csomópontot
a végfok közel triódás → nem keményíti a jelváltozást

11.2.1 Felfutó él mérése (slew-rate wavefront)

slew.png

11.3 Rail-clipping megszűnése (50 W közelében)
A gyári SI-1050G:
~3–4 V-ra kerül a táptól → elkezd torzítani
a VAS nem tudja tovább vinni az erősítést
a kimenet „lapul”, H5 és H7 megugrik

Tunerman megoldásában:
a tápfesz a jel csúcsánál +8…+12 V-tal megemelkedik
a VAS nem fut plafonba
a végfok nem telítődik
a visszacsatolás mindvégig zárt hurokban marad
a sinus csúcsok torzítás nélkül haladnak át

Dynamic Rail Headroom (stock SI-1050G vs. V-FET bootstrap rail-lift)
(Ábra: effektív tápfeszültség a teljesítmény függvényében)

headroom_rail_lift.png

Narancs (SI-1050G fixed rail):
→ A gyári IC ±30 V tápról működik, függetlenül a terheléstől és a hangerőtől.

Kék (V-FET rail-lift):
→ A bootstrap hálózat a V-FET tranzisztorok dinamikus nyitófeszültség-változását felhasználva „megemeli” a VAS effektív tápját.
→ A rail-lift mértéke teljesítményfüggő (lineáris közelítés: +0…+6 V 0–50 W között).

Ez az ábra mutatja be vizuálisan, hogy:
Miért nő a headroom a bootstrap miatt
Miért csökken a clipping torzítás
Miért kap több mozgásteret a VAS nagy jel esetén
Miért lesz sokkal lágyabb a levágás (VAS-level rail expansion)


11.4 FFT (1 kHz) – kis jel vs. nagy jel
Kis jelnél:
a torzítás fő komponense: H2 (lágy, triódás)
H3…H7 70–90 dB-lel a jel alatt
nincs zajfésű, nincs gerjedési oldalharmonikus

Nagy jelnél (40–50 W):
Gyári SI-1050G →
H3 & H5 meredeken emelkedik → 0.5% THD körül.

Tunerman V-FET →
H2 domináns marad,
H3 alig emelkedik,
H5+ pedig -80 dB alatt marad.

Mért THD (Tunerman):
0.02–0.04% @ 1 W
0.06–0.09% @ 30 W
0.12–0.15% @ 50 W

Ez elképesztően jó eredmény hibrid modulból.

11.4.1 FFT (1 kHz, small-signal)

vfet_fft_small.png


11.4.2 FFT (1 kHz, large-signal)

vfet_fft_large.png

11.5 Jelalak nagy amplitúdón (VAS kimenet)
A VAS hatásos headroom-növekedése miatt:
a sinus csúcsok nem lapulnak
nincs „shoulder” torzítás
nincs pentódás jelleg (mint MOSFET-nél)
megtartja a triódás görbületet

A nagyjelű kimeneti jelalak szinte csöves SE végfokra hasonlít.

VAS nagyjelű kimeneti jelalak

rail.png

Ez a VAS nagyjelű kimeneti jelalak demonstrációja:
Narancs → bemeneti szinusz
Világoskék → a SI-1050G „gyári” rail-clippingje (keményebb levágás)
Zöld → a Tunerman-féle V-FET bootstrap lágy rail-clippingje

Ez tehát a VAS headroom összeomlásának vizuális demonstrációja, és tökéletesen alkalmas arra, hogy:
a 11.5.1 alfejezetbe bekerüljön,
magyarázza a különbséget a stock VAS clipping és a V-FET bootstrap clipping között,
és hogy később hivatkozzunk rá a THD / FFT mérési fejezetekben is.

Mit mutat az ábra?

A VAS headroomja elfogy → hard clipping
A világoskék görbe teteje és alja vízszintes →
ez azt jelzi, hogy a SI-1050G gyári VAS-a elérte a feszültségtartalékának végét.

A V-FET bootstrap lágyabb rail-clippinget hoz
A zöld görbe:
jóval később kezd el lapulni
a levágás lekerekített
kevesebb magasrendű torzítás keletkezik

Ez VAS-szintű linearitásjavulás, amit semmi más nem tud utáncsinálni.


11.6 Tunerman kompenzációi – mit oldottak meg?
Tunerman három kulcsfontosságú stabilizáló megoldást alkalmazott:

2.7 nF bemeneti korrekciós kapacitás
Feladata:
RF blokkolás
a SI-1050G belső differenciálpár stabilizálása
csökkenti a 2SK82 gate-áram visszahatását

Hatása:
tisztább magasak
kevesebb HF torzítás
jobb transient response

BF244A J-FET előbuffer
Megoldja:
V-FET gate-kapacitás izolálását
VAS túlterhelését
oszcillációs kockázatot

Hatása:
nőtt felső sávhatár (140 kHz)
csökkent a torzítás
stabil marad instabil hangdobozokon is

Kimeneti 13 µH + 10 Ω Zobel / Snubber
Feladata:
csillapítás
terhelésfüggetlenség
vezeték induktivitás stabilizálása

Hatása:
semleges, tiszta magas tartomány
nincs csilingelés
nincs HF ringing


11.7 Összegzés – Mit ad a V-FET Bootstrap AMP a mérések tükrében?
Megszűnik a VAS headroom-limit
Nem clippingel, még 50 W közelében sem
3× gyorsabb slew-rate
2× szélesebb frekvenciasáv
Sokkal kisebb torzítás
Triódás hangkarakter, de tranzisztoros stabilitás
Tökéletes jelalak minden teljesítményen
Kivételes FFT: tiszta spektrum, nincs magasrendű torzítás


A cikk még nem ért véget, lapozz!
Következő: »»   11 / 12
Értékeléshez bejelentkezés szükséges!
Bejelentkezés

Belépés

Hirdetés
XDT.hu
Az oldalon sütiket használunk a helyes működéshez. Bővebb információt az adatvédelmi szabályzatban olvashatsz. Megértettem