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: 394, Oldal olvasási idő: kb. 3 perc
Lapozás: OK   6 / 12

A V-FET-es „tápfeszültség-utánhúzás” (rail-lifting bootstrap) az egyik legszokatlanabb és legötletesebb audio-módszer, amely valaha hibrid erősítőre épült.
A megoldás lényege egyszerű, a hatása viszont drámai:
A végfok IC tápsínjei nem fixek, hanem dinamikusan követik a zenét.

A Tunerman által megalkotott rendszerben ezt két nagy teljesítményű, triódás karakterű V-FET látja el (Sony 2SK82 és 2SJ28). A bootstrap stabilizál, emel, korrigál, és több headroomot ad — ott és akkor, amikor a SI-1050G-nek a legnagyobb szüksége van rá.

Az eredmény:
a gyári ~0,5% THD → 0,05% THD 50 wattnál,
1 watt körül → 0,03% alatti torzítás.

Ez a fejezet azt mutatja be, hogyan működik a rendszer – mérnöki logikával, mégis olvasmányos formában.


6.1 A bootstrap alapelve – Mi történik a tápfeszültséggel?

A Sanken SI-1050G belső fokozatai fix ±30…33 V körüli tápfeszültségen működnek.

A gond az, hogy:
nagy jelnél a VAS (feszültségerősítő fokozat) headroomja elfogy,
az aszimmetrikus komplementer kimenet (felül kettős NPN emitterkövető, alul PNP driver + NPN végtranzisztor) hamar telítésbe fut,
a visszacsatolás „összeszakad”,
a torzítás exponenciálisan megnő.

Ez a 3–4 voltos headroom-zóna a torzítás döntő része.

Tunerman megoldása:
Ha a modul nem kap elég feszültséget, adjunk neki többet — de csak akkor, amikor szükséges.

Ez a tápfeszültség-utánhúzás (bootstrap).


6.2 Miért épp V-FET (SIT)? Miért nem MOSFET vagy bipoláris?

A V-FET-ek (SIT-ek) depletion-mode, triódás működésű, analóg karakterű eszközök.
A MOSFET kapcsolós, kemény karakterű lenne.
A bipoláris tranzisztor forró, zajos, visszacsatolásfüggő.

A SIT:
alaphelyzetben vezet,
a gate csupán szűkíti a csatornát (mint egy triódában a rács),
nincs „kapcsoló” viselkedés,
lineáris, lágy, nagyáramú karakter,
a rail-liftinghez tökéletesen alkalmas.

A V-FET a rail-lifting során valójában egy analóg, nagyfeszültségű „modulátor”:
annyi feszültséget ad hozzá a railhez, amennyit a jel éppen igényel,
és ezt torzításmentesen teszi,
nagy sebességgel, magas headroom mellett.

Ez az, amit MOSFET-tel szépen, triódás jelleggel nem lehet megvalósítani.


6.3 A Tunerman-féle rail-lifting topológia – felépítés

A kapcsolás egyszerű, mégis zseniális:

  1. A + és – tápsínbe sorosan bekerül a két V-FET:
    felül a 2SK82 (N-SIT),
    alul a 2SJ28 (P-SIT).

  2. Mindkét SIT-et saját J-FET-es áramgenerátor hajtja:
    stabil, lineáris, alacsony zajú referenciaáram,
    ezért a SIT a lineáris tartományban dolgozik, nem kapcsolóként.

  3. A SIT-eken eső feszültség a bemeneti jel amplitúdójától függően változik:
    amikor a zene csúcsa nagyobb fejteret igényel, a V-FET „ráemeli” a sine-ra a tápsínt.

  4. A SI-1050G belső áramkörei soha nem futnak telítésbe:
    a visszacsatolás végig hatékony marad.


6.4 Hogyan csökkenti a torzítást a V-FET bootstrap? (fizikai magyarázat)

1. A VAS fokozat megkapja a hiányzó headroomot

A V-FET-ek pontosan ott adnak plusz 3–8 voltot, ahol a Sanken már „elfulladna”.

A VAS így:
nem torzul,
nem esik össze az erősítése,
nem kergeti túl a visszacsatolást,
megőrzi a linearitását.

2. Az aszimmetrikus komplementer végfok nem fut telítésbe olyan hamar

Ez az egyik legnagyobb hiba a régi moduloknál:
az alsó félhullámban dolgozó PNP meghajtó + NPN kimenő fokozat a negatív sínen hamar telítésbe fut.

A rail-lift ezt gyakorlatilag megszünteti:
a negatív és pozitív félperiódus fejtere közel azonos,
nincsenek lapított csúcsok,
eltűnik az 5. és 7. harmonikus által okozott „kemény hang”.

3. A globális visszacsatolás végig aktív marad

A torzítás legfőbb ellensége az, ha a visszacsatolás nem tud korrigálni.

A V-FET bootstrap révén:
a visszacsatoló hurok nem billen ki a lineáris tartományból,
a hibaerősítő fokozat folyamatosan aktív,
a THD szintje nagyságrenddel csökken.

4. Lágy torzítási karakter (SIT + hibrid IC)

A V-FET önmagában is:
2. harmonikus domináns,
csöves jellegű,
triódás áramvezérlésű.

Ez keveredik a SI-1050G gyors, tranzisztoros karakterével,
egy különleges hibrid hangkép jön létre, amely erőteljes, gyors, mégis lágy.


6.5 A rail-lifting hullámformája: mi történik oszcilloszkópon?

Tunerman mérései alapján a rail-lift így látszik:
a feszültségsín emelkedik a jel csúcsán,
az emelkedés mértéke 3, 5 vagy akár 8 V is lehet,
a szinusz hullám csúcsa nem lapos, hanem teljesen tiszta,
a rail hullámformája analóg, sima, nem kapcsolós.

A SIT-ek lebegtetett áramgenerátorai miatt:
nincs kapcsolási életlenedés,
nincs kaputöltési tranziens,
nincs nagy áramlökés,
alacsony zajszint marad.

A rail-lift nem PWM, nem kapcsolóüzemű,
egy teljesen analóg, folyamatos karakterű rail-moduláció.


6.6 THD, IMD, FFT – miért javul ennyire drasztikusan?

Tunerman mérései szerint:
50 W-on a THD ~0,05%,
1 W-on a THD 0,03% alatt,
az FFT-ben az 5. és 7. harmonikus gyakorlatilag eltűnik,
IMD (19 + 20 kHz CCIF) drasztikusan csökken,
a zajpadló ~6–10 dB-bel alacsonyabb.

A fő hatások:

A clipping megszűnése
nincs magasrendű harmonikus.

A visszacsatolás végig aktív marad
az IMD összeomlik.

A V-FET saját lágy karaktere kisimítja a kimenő fokozat hibáit
természetesebb, kevésbé fárasztó hangkép.


6.7 Miért működik ennyire jól a SI-1050G-vel?

Mert a SI-1050G:
kicsi headroomú,
alacsony nyílthurkú erősítésű,
aszimmetrikus komplementer végfokú (felül kettős NPN emitterkövető, alul PNP driver + NPN kimenő),
fix kompenzációjú,
tuningolhatatlan belső felépítésű.

És éppen ezek a tulajdonságok teszik ideális alappá a rail-liftinghez.

Ha Tunerman V-FET bootstrapje egy teljesen diszkrét, nagy headroomú erősítőre épülne, a hatás kisebb lenne.
A SI-1050G belső topológiája szó szerint kéri a rail-liftet.


6.8 A V-FET bootstrap mint modern mérnöki megoldás

Ez a megoldás valójában három technológiát ötvöz:
70-es évek vastagréteg hibrid IC (Sanken SI-1050G),
70-es évek high-end V-FET-jei (Sony 2SK82 / 2SJ28),
modern rail-lifting koncepció.

A végeredmény:
alacsony torzítás,
csöves jelleg,
gyors tranzisztoros dinamika,
stabil működés,
egyedi hangzás.

Ez több mint tuning:
egy műszaki rekonstrukció és újraalkotás,
amely új életet lehel egy régi hibrid modulba.


A cikk még nem ért véget, lapozz!
Következő: »»   6 / 12
Értékeléshez bejelentkezés szükséges!
Bejelentkezés

Belépés

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