Гибридный усилитель - проект Zarathustra

[deemon]

Вот , наконец-то нарисовал схему своего гибридного усилителя . Вообще , я уж не раз замечал , что мне проще сделать схему , чем её нарисовать и выложить куда-нибудь Идея этой схемы возникла 10 лет назад - сначала я обнаружил прекрасные звуковые свойства лампы 6Э5П , а потом стал пробовать её с разными выходными каскадами . Я пробовал много чего , вплоть до ГМ-70 , и тогда же решил испытать свою давнюю идейку - сделать параллельный повторитель со смещением напряжением , чтобы устранить органически присущие классическому варианту недостатки , а именно ограничение по выходному току и довольно большие потери по напряжению выхода . Результат превзошёл все ожидания . Мнение о том , что такое смещение неминуемо приведёт к тепловой нестабильности каскада - оказалось совершенно неверным . Если обеспечить тепловую связь между мощными транзисторами и диодами в источнике смещения , то проблем нет никаких , а есть только преимущества . Ток выхода в таком каскаде теперь равен входному току каскада , умноженному на произведение усиления предвыходного и выходного транзисторов , и в данном случае может достигать 15 ампер , а выходной каскад , что интересно , может работать в режиме rail-to-rail , то есть практически до напряжения питания . Кроме того , из-за жёсткой связи переходов БЭ всех транзисторов значительно улучшается симметрия каскада на высоких частотах , так как устранена несимметрия токов заряда и разряда ёмкостей переходов при резких перепадах в сигнале . А это , кроме того , позволяет устранить "ступеньку" в классе АВ , и позволяет работать без ООС с малыми искажениями . Что положительно сказывается на звуке , понятное дело

Дальше я развивал эту идею , и сделал несколько разных версий такого усилителя , отличавшихся разными вариантами входного каскада SRPP на лампах 6Э5П и выходного каскада , в том числе был и вариант выхода в чистом классе А с током покоя до 4 ампер . Несмотря на различия , у всех этих усилителей характер звука похож , что и неудивительно - концепция-то одна . Пэтому я и назвал весь этот проект одним именем - Zarathustra . Почему именно так ? Наверно , потому что характер звука этого усилителя навёл меня на эту мысль .... но это , впрочем , уже "лирика"

Насчёт особенностей схемы . Во-первых , тут применено любопытное решение каскада SRPP на тетродах . Как видно из схемы , экранная сетка нижнего тетрода включена не на его анод , как это обычно делают , получая из тетрода триод , а на выход каскада . Это позволяет охватить каскад местной ООС , притом на экранную сетку . В результате - искажения каскада SRPP приближаются к таковым у триодного каскада , что улучшает его звук . Также снижается выходное сопротивление каскада . Далее , в выходном каскаде применено не обычное двуполярное включение питания , а "виртуальная средняя точка" на конденсаторах . Это решает сразу несколько проблем . Во-первых , исключает появление постоянного тока в цепи нагрузки , во-вторых , устраняет перезаряд ёмкостей питания от диодного моста при их несимметричном разряде сигналом . Это позволяет устранить очень неприятные импульсные искажения , возникающие при работе на большой мощности и на низких частотах ( ниже 50 герц ) . Кроме того , такое решение помогает устранить помехи из-за несимметрии половинок вторичной обмотки транса питания и диодов моста . А так как земля входного сигнала подключена на среднюю точку , то и сами кондёры питания оказываются как бы "исключены" из звуковой цепи , что уменьшает их влияние на качество звука .

И ещё один нюанс - подавление фона в цепях накала . Как видно из схемы - к накальным обмоткам подключены конденсаторы по 0,22 мкф . В отличие от известного способа - подачи смещение на накал от + питания , этот вариант позволяет максимально устранить фон . Дело в том , что в моём варианте токи утечки катод-накал заряжают эти конденсаторы до тех пор , пока они не зарядятся до оптимального напряжения , при котором токи эти обращаются в ноль . А ведь именно при таком напряжении и фон будет минимальным . Получается как бы "автосмещение" накала . Кроме того , благодаря этим конденсаторам переменное напряжение накала на выводах нити делается симметричным относительно земли схемы , что тоже устраняет фон , притом без отвода от середины обмотки накала . Получается и проще , и лучше .

Надеюсь , что по схеме всё будет понятно , на все вопросы с удовольствием отвечу .



P.S. Картинку перезагрузил заново - устранил ошибку в названии транзистора .

P.P.S. Ещё раз перезагрузил картинку , исправил напряжение питания на обмотке трансформатора - правильно 160 вольт .

[Hennady]

Автор работает над внедрением в новую схему электронного дросселя с понижением Uа в 400v до 300v и обеспечением плавного нарастания анодного напряжения.

какого еще "электронного дросселя"?
может обычный умножитель емкости на мосфете?

---------- Сообщение добавлено 23:14 ---------- Предыдущее сообщение было 23:10 ----------

По новой схемотехнике снижается выходное сопротивление ПУ примерно в два раза,

т.е. еще упорнее заставляем биполярный ВК управлять напряжением (ИНУТ)...

[deemon]

Ну да , рассекретим нашу "секретную схему"

какого еще "электронного дросселя"?
может обычный умножитель емкости на мосфете?

Да там как ни называй - что в лоб , что по лбу ... ещё иногда такой каскад называют "активным фильтром питания" , впрочем это тоже не совсем точное название . Ну в самом деле , если у нас есть +400 вольт , а надо сделать +300 ( притом с малой зависимостью от тока нагрузки ) - то проще всего поставить делитель на двух высокоомных резисторах , чтобы на нём получилось 300 вольт , подать это напряжение на затвор полевика , с истока снимать напряжение на выход , а сток подключить к питанию +400 . Ну а чтобы напряжение это при включении возрастало медленно - подключаем к затвору конденсатор . Заодно он фильтрует и помехи по питанию .... хотя это здесь и не очень нужно - но просто так , в виде бонуса Ну а если сразу делать такую схему ( SRPP с транзисторным "верхним этажом" ) , тогда питание надо сразу делать +300 вольт , и от нашего полевика потребуется только одна функция - медленный старт . При этом напряжение на затвор должно подаваться от выхода выпрямителя через единственный резистор , то есть без делителя .... если же мы хотим и функцию фильтра сохранить - то можно поставить делитель с таким отношением резисторов , чтобы на полевике падало напряжение около 10 вольт . Тогда и потери в таком фильтре будут небольшие , и подавление фона от выпрямителя гарантировано .

[Seeker]

а в какой последовательности лучше подавать питания - сначала анодное, затем выходного каскада, или наоборот?

[LANOV]

а в какой последовательности лучше подавать питания - сначала анодное, затем выходного каскада, или наоборот?

Если в вашем конструктиве предполагается один транс питания, то первое - последовательно с первичной обмоткой желательно включить резистор примерно 270 Ом (керамика 10Вт), который затем замкнуть примерно через 15 секунд с помощью сервисного таймера и реле на 6В или 12В, но при этом обязательно нужен отдельный маломощный сервисный транс с двумя вторичными обмотками по шесть Вольт (это дает универсальность выбора реле на шесть Вольт или 12 Вольт, я бы порекомендовал выбрать на 12 Вольт, в этом случае вторичные обмотки коммутируются последовательно).
Таким образом на вторичных обмотках силового транса при резисторе 270 Ом (керамика 10Вт) в первичной, формируется примерно половина напряжения и на накал поступает сначала примерно 3,7v, а затем через 15 секунд полное напряжение накала - 6,3 Вольта.
Вторичные же анодные обмотки (либо две, либо одна на два канала - это на Ваше усмотрение) должны подключаться к выпрямителю не раньше, чем через 50 секунд.
Такой режим, опять же обеспечивается с помощью лишь одного таймера и двух реле в случае двух анодных обмоток (каждая на свой канал).
На ВК можно подавать питание (это силовое питание от силового транса) в том же формате как и на накал, этот формат происходит автоматически поскольку уже заложен изначально с применением резистора 270 Ом.
Вот акустику необходимо подключать опять же через реле и таймер (на каждый канал отдельное реле на ток контактов коммутирования 10А - этого вполне достаточно, а таймер управления реле АС может быть общим для поканальных реле).
Выход с ВК (плюсовой) через реле АС должен подключатся к выходному коннектору не ранее, чем через 60 секунд - это предотвратит колебания диффузора до момента подключения Uа.

[giv94]

А вот так у меня реализовано:

[Зёбра_]

Блин, нахиба это все!
Мне Заратустра тем и нравиться, что она проста до "больше не могу".

[Hennady]

Блин, нахиба

Offтопик:
хабиби

[киса]

Hennady, Рис.4 трансформаторы Tr1 и Tr2 должны фильтровать сеть и сливать через конденсатор С10 помеху на землю? Я правильно понял?

Ну уж если извращаться, то по полной программе! Во ссылка https://findpatent.ru/patent/205/2051466.html

[Hennady]

Hennady, Рис.4 трансформаторы Tr1 и Tr2 должны фильтровать сеть и сливать через конденсатор С10 помеху на землю? Я правильно понял?

не совсем понял где этот рисунок 4, но отвечу так что на "землю" сливают синфазные помехи по питанию , и особо подчеркну, на землю!!!, а не на экран или на корпус устройства, т.е. необходим еще земляной провод, который необходимо изолировать по ВЧ от корпуса устройства...

[киса]

Hennady, В принципе это я про Ваш рис.4 из поста 7261 и говорил. А как на счёт извращений? Осталось добавить дроссель Д30 2,5 Гн, ёмкость чуть больше 4 мкФ и корпус для фильтра.

[Hennady]

Hennady, В принципе это я про Ваш рис.4 из поста 7261 и говорил.

Offтопик:
это не мои

[V_V_V]

Ну да , рассекретим нашу "секретную схему"

Имеется ввиду что-то подобное?

Выход лучше с верхнего вывода R5 брать

[киса]

Hennady, В принципе это я про Ваш рис.4 поста 7261 и говорил. А как на счёт извращений? Осталось добавить дроссель и корпус для фильтра.

это не мои

Виноват, ошибся не Ваше.

[LANOV]

Блин, нахиба это все!
Мне Заратустра тем и нравиться, что она проста до "больше не могу".

Здравствуйте!
С вами нельзя не согласится, схема Заратустры несложна по количеству элементов схемы и выдает качество усиления невероятное для такой схемной простоты.
Но deemon не остановился и придумал еще большее упрощение схемы, повышая планку качественного усиления.
Я реализовал (под его рукводством) эту идею непосредственно в конструктиве и получили результат даже лучше, чем с лампой на верхнем "этаже".
Вместо лампы получаем четыре элемента - два транзистора и два сопротивления, кажется добавилось элементов по количеству, но каков выигрыш!
1. Снижается анодное напряжение с 400v до 300v.
2. Отпадает необходимость мотать лишнюю накальную обмотку.
3. Отпадает необходимость в верхней лампе как источник дополнительного тепла в закрытом корпусе УМ.
4. Снижается выходное сопротивление ПУ, а это означает меньшую реакцию ПУ на входное сопротивление ВК.
5. Повышается качество усиления и это заметно даже на слух при сравнении двух аппаратов Заратустр (по старой схеме и по новой схеме).
Что касается сервисных служб, то необходимость в них диктуется особенностью работы ламп (сначала прогрев катода или можно сказать лампы, а затем плавная подача анодного напряжения, снижается оно тоже плавно по мере разряда высоковольтных емкостей через подключаемый резистор разряда, при отключении УМ от сети).
Поэтому сервисные службы необходимы в любой ламповой конструкции.
Можно обеспечивать работу таких служб чисто в ручном режиме т.е. без использовании таймеров и реле, но тогда исключается пользование усилителем другими (кроме автора изделия) людьми, ну скажем взрослыми членами семьи - это же будет целая инструкция о порядке включения или переключения установленных тумблеров в усилителе, которую непросто постичь человеку далекому от радиотехники и ее особенностей.
Потому автоматика является надежным средством по исключению каких-либо ошибок и доступность пользования усилителем другими людьми (особенно это важно, если усилитель создается по заказу для неискушенного заказчика).
Касательно как осуществил сервис gif94, то он видел такое решение и за это ему честь и хвала, кому-то это понравится и человек воспользуется, проверенным на практике, решением.
Конечно можно пойти и более простым решением, и оно существует, каждый выбирает свой путь или повторяет опубликованное.
С уважением, Л.А.

[deemon]

Вот такой вариант мы попробовали ... только транзистор сверху MPSA42 .

[slonek]

Вот такой вариант мы попробовали ... только транзистор сверху MPSA42 .

Какова в этом случае величина анодного резистора? Цепочка R (75 Ом) - С2 - R (470k) не нужна в этом случае?

[Геннадий3]

Подскажите , как скажется на звуке применение в последней схеме 6Э6П или 6С45П .

[deemon]

Подскажите , как скажется на звуке применение в последней схеме 6Э6П или 6С45П .

6Э6П совершенно эквивалентна 6Э5П ( кроме цоколёвки ) , 6С45П не пробовал ...

[киса]

Всем доброго дня. Основная программа на сегодня это исследование влияния на звук типа и количество электролитических конденсаторов в питающей цепи выходного каскада (ВК). и
Смена электролитов с Jamicon LS 10 000 мкФ 63 В +85 °C-3шт. + CapXon LP 10 000 мкФ 63 В +85 °C-2шт, на массив из 40 шт. Rubycon ZLH 1000 мкФ 50 В не дала ощутимого выигрыша в качестве. Скорее всего низкие частоты (НЧ) потерялись и стали ниже средних частот (СЧ). Да и высокие частоты стали не столь прозрачными. Правда в обоих случаях питание ВК происходит от лабораторного источника питания MASTEH HY3005D-3. Питание +/-26,5 В, ток покоя 0,4 А. Батарейка на микросхеме, первая нога микросхемы через два диода на минусе батарейки. Между точками А и Б электролит не устанавливался.
Вывод, что для хорошего усилителя не бывает мелочей и сколько людей соберут свои усилители, столько и будет вариантов звука. Ведь компоненты у всех разные. Желаю всем успеха.

---------- Сообщение добавлено 14:50 ---------- Предыдущее сообщение было 14:46 ----------

6Э6П совершенно эквивалентна 6Э5П ( кроме цоколёвки )

Э... не скажи, есть мнение, что звучит она несколько иначе. Всё нужно слушать.

[deemon]

Какова в этом случае величина анодного резистора? Цепочка R (75 Ом) - С2 - R (470k) не нужна в этом случае?

Анодный резистор - это который стоит в цепи истока полевика ? Он должен быть примерно 80-90 ом , это зависит от разброса характеристик полевика и лампы - им можно устанавливать напряжение на аноде лампы . Далее , я на схеме забыл нарисовать антипаразитный резистор в цепи затвора полевика - лучше его всё же поставить ( 1 ком ) , так же как и было в цепи сетки верхней лампы . И между ламповым и транзисторным каскадами так же , как и в изначальной схеме - должен быть хотя бы один антипаразитный резистор 75 ом , и конечно же , межкаскадный кондёр 2 мкф ( С2 ) никуда не девается в данном случае ... вообще , практически всё остаётся прежним , только вместо верхней лампы 2 транзистора ( и снижение питания до 300 вольт ) . Что же касается резистора 470 ком , то я про это и раньше говорил - он нужен , только если ламповый каскад и транзисторный собраны в разных корпусах и соединены кабелем с разъёмами ( как например сделано у меня ) . Если же каскады собраны в одном корпусе и соединены постоянно - то резистор этот не нужен , так как его единственная функция - обеспечивать заряд кондёра С2 в случае , когда кабель не подключён - просто чтобы не "бабахнуло" в колонке , при присоединении разъёма при разряженном кондёре ...