Как и обещал в последнем посте, я продолжил работу над цирклотроном с целью улучшения параметров устройства.
Я думаю этот тип усилителей не получил должного распространения по причине сложности изготовления с приемлемым качеством, необходимости использования дорогостоящих комплектующих и неудобства в использовании в виду больших габаритов и тепловыделения.
Познакомившись с разработками последних лет меня в наибольшей степени заинтересовало семейство усилителей типа цирклотрон и что бы разобраться получше я изготовил три варианта усилителя (два опубликованы на форуме https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=75365 и https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=74921 ), а первый был гибридом, отличающимся от второго только тем, что дифкаскад был выполнен на лампе 6Н21Б с питанием 120В . Эти конструкции отличались приятным звуком, но и имели свои недостатки. Главные из них: большое тепловыделение, габариты, вес. Кроме того портили удовольствие: относительно большой уровень фона и быстро растущие с увеличением выходного сигнала нелинейные и интермодуляционные искажения.
В процессе поиска новых подходов, когда уже работали первые макеты, наткнулся на ссылку : http://rep.bntu.by/bitstream/handle/...pdf?sequence=1 ,где предлагалось практически то же, что я сделал, но с ошибками в приведенной схеме и параметрами, которые при повторении приведенной в статье схемы мне достичь не удалось. Очень бы хотелось познакомиться с автором, очень талантливый молодой человек, а ошибки у всех бывают…
В результате доработки этой схемы и внесения в нее своих идей появилось два варианта цирклотронов, первый уже испытан в двух вариантах (на MOSFET и на Дарлингтонах).
Второй вариант уже в процессе испытаний, когда будет все проверено опубликую.
К основным достоинствам предлагаемого к рассмотрению усилителя можно отнести:
- возможность выбора режима выходного каскада от А до АВ или даже В, в зависимости от предъявляемых требований,
- усилитель являются широкополосными усилителями постоянного тока, что позволяет желающим усиливать и инфразвук и ультразвук, а кому не надо – можно поставить соответствующие фильтрующие цепочки на входе и выходе,
- использование доступных комплектующих (всего 3 активных компонента на канал плюс пара старых транзисторов для организации смещения, свободно продающиеся в интернет магазинах по невысокой стоимости) без необходимости их подбора по параметрам,
- характерное для цирклотронов прекрасное звучание, сохраняющееся при малых токах покоя (для каждого вида полупроводников оптимальные величины тока разные , но в разы меньше классических цирклотронов) ,
- меньший вес, габариты и тепловыделение, соответственно,
- безразличие к величине сопротивления нагрузки (изменяется только амплитуда на которой начинаются ограничения выходного сигнала, а выходное сопротивление на малом сигнале вообще померить доступными мне методами не удалось – меньше 0,01 Ом),
- практически отсутствие переходных процессов при включении ( если на вход не подается сигнал, то в выключенном состоянии, при включении, при работе и при выключении в динамиках тишина)
- возможность без существенных переделок использовать другие доступные комплектующие, конечно с изменением характеристик устройства, но при правильном выборе возможно сохранение или даже улучшение параметров устройства.
Надеюсь схема достаточно проста для понимания и представляет из себя драйвер-фазоинвертор и два повторителя с «плавающими питаниями». Однако есть и ряд особенностей:
- в фазоинвертор я добавил потенциометр, позволяющий добиться наиболее точного совпадения амплитуд его выходных сигналов, которые могут быть вызваны разбросом параметров резисторов,
- потенциометр в общей точке выходных каскадов позволяет сбалансировать токи покоя и добиться минимума второй гармоники,
- потенциометр цепей смещения выходных каскадов устанавливает ток покоя за счет подачи отрицательного напряжения желаемой величины на общую точку выходных каскадов, при том, что их входные цепи находятся в покое под нулевым потенциалом,
- транзисторы цепей смещения удобно использовать в качестве шайб под винты, крепящие выходные транзисторы на радиаторе, что увеличивает тепловой контакт, ускоряет их прогрев и поскольку их два, реакция будет и в том случае, если перегревается только один выходной транзистор.
Как большинство фурманчан, наверняка, догадываются, в примененной схеме возбуждения выходных каскадов максимально достижимая амплитуда выходного сигнала ограничена удвоенной амплитудой на выходе плеч фазоинвертора минус потери в выходных каскадах, а так же напряжением питания выходных каскадов под максимальным током, минус напряжение насыщения выходных транзисторов (или приближением к настолько нелинейному участку характеристики, что ООС не в состоянии ее компенсировать).
Изменение напряжений питания выходных каскадов при изменении потребляемого тока за счет потерь в трансформаторе и увеличения пульсаций на конденсаторах выпрямителей создают условия для снижения максимально достижимой амплитуды не искаженного выходного напряжения при уменьшении сопротивления нагрузки и при увеличении тока покоя. При проведении испытаний я специально использовал относительно маломощный трансформатор (ТА-127\220-196-50), что бы исследовать эту зависимость.
На рисунках приведены результаты измерений при различных токах покоя на нескольких нагрузках, спектры выходного сигнала, сводные таблицы параметров измерений на нагрузках 1,5 Ом, 2 Ом, 4 Ом, 8 Ом и без нагрузки с уровнями на 1 В меньше ограничения для данной нагрузки.
Результаты тестов для схемы с Дарлингтонами:
Результаты тестов для схемы с MOSFET:
. Результаты получены с помощью программы Rmaa6 http://audio.rightmark.org/index_new_rus.shtml .
Поскольку выход цирклотрона сугубо симметричен и компенсация гармоник в том числе и в нагрузке, измерение параметров представляет из себя отдельную задачу по созданию измерителя с симметричным входом. На первых порах мне удалось решить эту задачку, использовав трансформатор ТВК-110Л. К сожалению, мне так и не удалось его достаточно заэкранировать и нет уверенности, что какая-то часть гармоник не генерируется самим трансформатором. Поэтому я сейчас обдумываю изготовление измерительного дифференциального усилителя для включения на вход звуковой карты. Не удивлюсь, если параметры усилителя окажутся на самом деле лучше, чем удалось пока намерить.
Социальные закладки