Předmluva

V minulosti jsem již mnohé prozradil. Nejdříve se jednalo o zapojení Federmann a vůbec jsem nepředpokládal, tak značné odlišnosti od konkurenčních řešení.

Sám jsem vycházel z topologii vzniklých v 70. letech minulého století a dříve, které jsem dále rozvíjel. Konkurenční řešení jsem sice znal, ale nepovažoval jsem je nikdy za významné.

Model Federmann

Zde jsem mnohé popsal, ale popis sloužil spíše jako výklad některých principů studentům:

• Model část první
• Model část druhá
• Model část třetí

Úvod

Postupně se rozvinuly ne vždy lichotivé diskuse a stále více jsem si uvědomoval obrovskou rozdílnost pohledu na priority různých zapojení. Všechna konkurenční řešení se hnala za extrémně malým zkreslením a trvale maximálním výkonu.

Můj pohled byl značně odlišný, používal jsem méně aktivních prvků a žádné lokální zpětné vazby tvořené pomocí kondenzátorů. Konkurence se snažila vysvětlovat, že právě jejich řešení za použití mnoha tranzistorů a stupňů, doplněných řadou frekvenčně závislých zpětných vazeb je to pravé řešení, ke kterému bych měl dospět. Nikdy nezapomněli ani používat ultra-lineární tranzistory, o kterých to tvrdili alespoň výrobci, a jejich cena byla značně nadprůměrná.

Nikdo nechtěl pochopit, že právě toto řešení jsem před více jak 30roky definitivně zavrhl. Teorie na obou stranách pokulhávala a Tranzistorový zvuk byl pro mnohá strašákem a pro jiné zdrojem posměchu. Čas běžel a postupně jsem popsal některé souvislosti, hlavně je doložil za pomocí SPICE_kompatibile programů. Pomalu jsem skládal mozaiku a první výsledky se začaly dostavovat.

Nejdříve si však bylo nutno ujasnit některé fakta:

1. V článku Kouzelné Watty a Dynamika se doplnil obraz potřebného dynamického rozsahu.
2. V článku Vnímáme infra a ultra zvuk?  se upřesnil potřebný frekvenční rozsah.
3. V článku Nepostradatelná barva tónů a jeho reprodukce   jsme si ukázali, že frekvenční rozsah reproduktorů byl a stále je dostatečný.
4. Ale v článku Tranzistorový zvuk a VIP a AudioWeb jsme si ukázali, že vývoj a zvyklosti posledních 30let jsou tak pevné, že někteří na žádná fakta neslyší. Než by si poopravili svůj názor, raději se obrní a zakážou na takové témata vést diskuze a všechny příznivce jednotně zavrhnou.
5. Následoval článek Dynamická saturace, příčina Tranzistorového zvuku! ve kterém jsem mnohé vysvětlil a popsal. K tomuto článku vzniklo velmi mnoho materiálu a z časových důvodů byla použita jen malá část. Další materiály budu postupně dle časových možností zveřejňovat.
6. Dále vznikl velmi zajímavý text SACD, blíže vinylu?, který popisuje vnímání barvy tónů a vyšších harmonických.
7. Jako poslední významnější text jsem napsal Zesilovače a fakta o jejich konstruktérech, kde rozebírám vývojové chyby posledních mnoha let.
8. Neměl bych opomnět ani článek THD a SR, zapomeňte!, věnovaný pohledu na provázanost THD, SR, výstupního napětí a zpoždění zesilovače.

Úvod do Topologie Federmann

Tím máme malou rekapitulaci za sebou a můžeme pokročit k samotné problematice Topologie Federmann. Ukážeme se čím se tak výrazně liší a v čem jsou hlavní odlišnosti.

Tranzistor

Nejdříve se podívejme, jak se běžně vyučuje tranzistor a jeho náhradní model. Nedalo mi, abych se nepodíval i na stránky vysokých škol a nepodařilo se mi najít pro mne přijatelný model tranzistoru, který by popisoval jeho dynamické vlastnosti. Všechny modely tranzistoru řeší statické vlastnosti a o dynamických se toho moc nedovíme, přitom modely, které používají SPICE programy, jsou téměř dokonalé, ale pro běžného čtenáře nečitelné.

Tranzistor – Model Federmann

Pro účely objasnění dynamických i statických parametrů používám dlouhá léta vlastní model tranzistoru. Model je velmi jednoduchý a má návaznost na fyzikální pochody uvnitř tranzistoru.

• R_BD odpor báze dynamický, který se vypočte jako ΔU_BE/ΔI_BE
• C_BE je kapacita přechodu BE
• C_CB je kapacita přechodu CB

Pro mnohé zjednodušené výpočty model bohatě postačuje a dá se na něm i něco počítat. Elegantně se dělá v grafech.

Simulace vnitřních dějů

Pro simulace jsem použil stále stejné staré zapojení. Byly simulované proudy diferenciálním stupněm a odvozováno Udif. Jednotlivé body jsou označeny a je patrné co se měřilo.

Grafy

Při simulacích byl krokovaný zpětnovazební kondenzátor C₂ a to v rozsahu 1-2-4-8-16-32 a 64pF. Na spodním fialovém grafu je patrná změna šířky pásma. Zelený graf výše ukazuje závislost velikosti diferenciálního napětí Udif, kde je pěkně vidět, že se zvětšováním kapacity se Udif zmenšuje a zplošťuje, ale ne zas tak jednoznačně, nevhodnější průběh je pro kapacitu kolem 30pF a pro kapacitu 64pF je velmi malé Udif na cca 200÷300kHz, ale nepříjemně se nám zvedne na 10MHz.

Za pozornost stojí i žlutý průběh na přiloženém grafu dolů, na kterém je překrásně znázorněn průběh napětí na kolektoru prvního tranzistoru diferenciální dvojice. Zde je patrné, že průběh tohoto napětí přesně koresponduje s průběhem Udif. Dá se tedy dovodit, že nárůst Udif není zapříčiněn poklesem zesílení diferenciální dvojice T₁ a T₂, ale tranzistory následovnými.

Světová premiera

Nesmím opomenout ani diskusi HifiSlovanet dosáhl významného úspěchu!, kterou jsem otevřel poté, co jsem vytvořil své první vlákno na diyAudio s názvem Topology Federmann, HQQF-55 .... Vlákno se začalo nebývale rychle rozvíjet, jenže ne směrem vysvětlování jednotlivých principů a detailů, ale muselo čelit soustavným útokům Česko-Slovenských rádoby konstruktérů.

Podstatná část útoků musela být vymazána a vlákno nakonec zamčeno. Mělo to dokonce pokračování, kde museli moderátoři udělit i týdenní BAN jednomu s útočníků. Útoky však splnily účel, aby mohl být představen konkurenční projekt bez kapacitních lokálních zpětných vazeb.

Je vidět, že konkurence se rychle učí a začíná si některé kroky osvojovat, proto jí nebudu v poznání bránit, ale naopak ukážu další chyby, kterých se neustále dopouští a čím je Topologie Federmann, Topologii Federmann.

 Diskuse

Podívejte se na články se stejnou tématikou.