Усилитель без дифкаскада на входе

     В статье "Влияние схемотехники на параметры усилителей мощности" и "Еще немного схемотехники усилителей мощности " описаны некоторые схемы, применявшиеся изготовителями транзисторных усилителей мощности. Данная схема с была анонсирована давно, но наконец руки дошли.
     Она является симметричным развитием самых первых трнзисторных схем без дифференциального каскада на входе. Первоначально такие усилители имели 5 транзисторов и их нелинейные искажения составляли 1-2%.
     Посмотрим, чего можно добиться на современной элементной базе.
     Заметим сразу, что эта схема не может принципиально работать, как усилитель постоянного тока, и пуристы не примут ее, так как в сигнальном тракте находится два конденсатора, причем большого номинала и, следовательно - электролитических. Правда, если эту достаточно простую схему использовать в качестве полосового усилителя в активной трехполосной АС в СЧ и ВЧ полосах, номиналы этих конденсаторов (С14, С15) будут меньше и можно применить неэлектролиты вроде К73-17.
    
     Как всегда, все транзисторы - те, спайс модели которых у меня есть.
     Здесь нет привычной схемы поддержания нуля на выходе на ОУ, а в реальной схеме для балансировки можно использовать один из резисторв: R70 или 71.
     Такая схема имеет чуть больший температурный дрейф входного каскада, чем схема с дифкаскадом, потому, что разность температурных дрейфов напряжений эмиттер-база транзисторов разной полярности больше, чем у транзисторов одинаковой полярности. Однако он на порядок меньше, чем несимметричных схемах с одним транзистором на входе.
     Начальные токи каскадов следующие: первый - 0.2 мА, второй (повторитель) - 1.8 мА, третий 11.5 мА, выходной - 136 мА.
     На рисунках показаны АЧХ и ФЧХ усилителя без ОС и с ОС Коэффициент усиления схемы с ОС - 14,6.

Видим, что коэффициент усиления без ОС чуть больше 9000, а частота среза - 1,1 кГц. Это не здорово, но мне так и не удалось в Вокбенче обеспечить полную устойчивость схемы, а если повозиться, то можно этот результат улучшить.
     А вот нелинейные искажения при разных входных напряжениях:
    
Uвх ампл. (V) Uвых ампл. (V) P (W) THD (1 kHz) (%) THD (20 kHz) (%)
0.5 7.28 6.6 0.0129 0.283
1 14.56 26.5 0.0130 0.313
1.5 21.84 56.9 0.0174 0.321
1.8 26.2 85.8 0.0311 0.332
1.9 - - clipping clipping

     Как видим, вполне обычная схема.
     Есть многие варианты данной схемы, например, можно ввести местные ООС с выхода в точки между эмиттером Q1 и коллектором Q14 (и Q6 и Q39, соответственно). Можно упростиь схему , выкинув каскоды в первом каскаде. Коррекция такой схемы будет тоже проще. А можно ввести каскоды во второй каскад и выкинуть повторители между первым и вторым каскадами.
     Схема без каскодов в первом каскаде (нет Q14, Q39, R55, R66, R68, 69) имеет следующие нелинейные искажения:
    
Uвх ампл. (V) Uвых ампл. (V) P (W) THD (1 kHz) (%) THD (20 kHz) (%)
0.5 7.28 6.6 0.0130 0.275
1 14.56 26.5 0.0130 0.307
1.5 21.84 56.9 0.0175 0.300
1.8 26.2 85.8 0.0276 0.334
1.9 - - clipping clipping
     В обоих случаях коррекция была неоптимальна и на 20 кГц нелинейные можно снизить. На 1 кГц во втором случае нелинейные достаточно невелики и почти не отличаются от первого случая, значит каскод в первом каскаде не нужен.
     Если над данной схемой слегка поработать: изменить некоторые номиналы и коррекцию, получим улучшение параметров, в частности снизим нелинейные на 20 кГц. Входное напряжение везде 1 вольт (амплитуда). Нелинейные искажения представлены в зависимости от тока выходного каскада.

    
Io (mA) THD (1 kHz) (%) THD (20 kHz) (%)
124 0.00611 0.0524
166 0.00615 0.0394
264 0.00626 0.0307
722 0.00629 0.0304

     Как видно, получилось в два раза лучше на низких и на порядок лучше на 20 кГц. Видно также, что выше 200 мА начальный ток выходного каскада поднимать не стоит.
     Если посмотреть на АЧХ без ОС измененной схемы, видно, что частота среза выросла в несколько раз и чуть подрос коэффициент усиления на низкой частоте. Теперь схема имеет вполне достойные параметры.