Как стать автором
Обновить

В погоне за звуком Билли Гиббонса. Часть 2: JFET творят чудеса

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение7 мин
Количество просмотров4K
Всего голосов 27: ↑26 и ↓1+37
Комментарии9

Комментарии 9

Кажется, что в этой схеме насыщение гармониками происходит из-за ограничения по напряжению питания из-за хорошего усиления мю-повторителя q3-q4. Ограничение на затворах, которое часто применяют в схемах на jfet, работать не должно из-за малого коэффициента усиления наскадов на q1-q2 и из-за большого напряжения отсечки q4.
Что косвенно подтвержается наличием делителя напряжения на 3.14 после q3-q4: 120k:56k

Если так, то по духу (и по звуку) она болжна быть близка к Double D с этого же сайта.

Можете ли глянуть осциллографом, где основное искажение сигнала?
Можно попросить прислать карту напряжений на истоках и стоках относительно общего провода?
Доводилось ли собирать Double D и сравнивать с этой по звуку?

Обеднённые MOSFET производятся примерно 4 фирмами - и как транзисторы и как части нормально-замкнутых фотореле.

"а в цепь затвора включают последовательный резистор, чтобы не вызвать перегрузку этого драйвера или выхода микроконтроллера."
Всегда хотел узнать как теоретически рассчитать значение такого резистора (и вообще теоретически доказать его нужность). Вот есть микроконтроллер, который будет давать PWM 50% 1MHz на транзистор, напряжение 3.3V. Характеристики транзистора предположим тоже известны. Что дальше-то?

Реальная частота вашего сигнала на выходе почти не имеет значения, а вот в даташитах бывает такой параметр как transition time; для mcu его к сожалению обычно не указывают, а для остальной логики и fpga вполне будет. У mcu зато можно программно выбирать drive strength, от него и время переключения зависеть будет. Возможно потребуется замерить, чтобы знать хотябы грубо. По этому времени прикидываете эффективную частоту, и зная ёмкость затвора расчитываете ток переключения через ваш выход, резистор подбираете чтобы не превысить номинал. Также, зная это всё, расчитываете время переключения самого транзистора под нагрузкой и узнаёте коэффицент потерь на нём. Если переключение оказывается слишком медленное, подбираете драйвер для затвора и возможно другой транзистор. Чтобы долго не считать, можно смоделировать в каком-нибудь ltspice.

Возьмём эллипсоидный транзистор в разряжённой среде с параметром total gate charge 3 нКл и посчитаем, что времена нарастания сигнала на выходе МК и его выходное сопротивление пренебрежимо малы.

Заряд = ток*время. Поскольку ШИМ должен быть хороший, то примем, что перезаряд затвора должен завершаться за время не более 0,05 от периода ШИМ (50 нс на каждом перепаде). Отсюда верхняя граница усреднённого выходного тока МК на 50 нс интервале - 60 мА. При этом, на графике должен быть пик (КМК), что ещё более осложнит работу незащищённого выхода МК. В любом случае, ток в 3-10 раз превышает возможности типичного КМОП МК.

Дальше - я-бы предпочёл моделирование. Компьютер железный - пусть работает. IBIS-файл (поведенческая SPICE-модель линий ввода-вывода) для микроконтроллера и SPICE-модель транзистора. Последовательный резистор для ограничения тока (ценой длительности переходных процессов), самодельный или специализированный драйвер - решать разработчику.

Это похоже на карго-культ. Все знают как считать, но никто не считал... Я не видел ни статьи на Хабре, ни где-то ещё как считать для какого-либо конкретного случая... На сайте производителя куча Application note, есть даже экзотические типа "AC Induction Motor Control"... Но где про транзисторы? Все форумы что я видел сводятся к примерно такому же диалогу как тут, приходят умные люди, дают пару вводных, как будто они знают, и исчезают... А дальше - ну там сам считай, это же тебе надо... Но это надо всем, все подключают MOSFET на pin MCU... Буду очень рад ссылкам на исчерпывающие примеры.

Тогда надо более реалистичные вводные. Например, для выдачи ШИМ с несущей частотой 1 МГц и разрешением 8 бит, тактировать таймер МК нужно с частотой 256 МГц. Есть у Вас на столе такой и какой именно?

Ну и - не в той теме вопрос задали. Какая связь аналогового звука на малосигнальных JFET (при отсутствии D-увеселителя) с ШИМ на силовых MOSFET? Почитайте тут ("Gate drive for power MOSFETs in switching applications", "Selecting the Right Gate Resistor for Power Devices") или тут ("MOSFET Gate-Charge Origin and its Applications", AND9083/D. "Gate Resistor Design Guidelines for SupreMOS®", AN-9068) или задайте этот вопрос в темах @Indemsysпро контроллеры моторов.

J201 - сняты с производства.
2N5457 - сняты с производства.
Китайцы почему-то не могут произвести аналоги с нужными параметрами.
Заменить нечем. Схемы становятся неактуальными.

Вроде MMBFJ201 ещё активно продаётся. Со вторым действительно вопрос, но так ли важно точное соответствие параметров, а если важно, то каких в наибольшей мере?

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий