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 .

[Elms]

Ну, тогда N, NX на 6,3В в самый раз.

[V_V_V]

Просто разные R4 будут?

Да. Заранее можно подобрать R4 , чтобы через транзистор протекал ток 18-20 мА.

[Furious_Dima]

Как уже я описывал ранее, что батарейка выигрывала по качеству звуковоспроизведения.

Плохого не посоветую.

Теперь с закрытыми глазами и не получится отличить, что лучше звучит литиевая батарейка или авто смещение на полимерном конденсаторе.

Я ставил точно такие же конденсаторы но на другой лампе, по звуку совсем неслушабельно стало, холодный тонкий налёт в звуке.

Тут пришла мысль, в батарейку выходного каскада впаять такой же полимерный конденсатор вместо С5, а чем чёрт не шутит?

если она рассчитана на низкий импеданс и не уйдет возбуд, то почему нет

---------- Сообщение добавлено 00:40 ---------- Предыдущее сообщение было 00:39 ----------

Подскажите полевик я так понимаю левый и правый канал в пары подбирать не нужно?

для вас недостаточно металлический звук у 6э5?

[Asuper]

Если этот кондер в катоде вызывает столько споров, может его выкинуть и сделать смещение по Алексу?

[Semigor]

На батарейке написано следующее: Unmoon lithium battery 3,6v.
В интернете пишут про них следующее.

Батарейки с химическим типом Li-SoCl₂ имеют более высокое напряжение 3.6 Вольт, которое остается неизменным до полного разряда элемента. Батарейки с напряжением 3.6v используются в приборах и устройствах, требующих для питания низкие токи в течение длительного периода времени. Такими устройствами являются: счетчики газа и воды, датчики систем безопасности, резервное питание программного обеспечения банкоматов, приборы и устройства космической и оборонной отрасли, высотомеры парашютов и т.п. Тионилхлоридные батарейки нельзя заряжать повторно, однако, из-за их длительного срока службы эта характеристика не имеет большого значения в повседневном использовании. Фактически, такие батареи обеспечивают электропитание приборов в течение нескольких лет прежде чем их потребуется заменить. Литиевые тионилхлоридные батареи предназначены для использования в диапазоне температур от -60 до +85 градусов Цельсия. Даже при самых сильных морозах сохраняют высокое напряжение и обеспечивают бесперебойное электропитание...

А еще они обладают эффектом пассивации, который "...заключается в образовании изолирующей пленки из хлорида лития на поверхности литиевого анода в процессе производства и хранения элемента... Негативные проявления процесса пассивации начинаются примерно после 6 месяцев хранения в нормальных условиях (20-25 °С), либо использования элемента в микротоковом режиме (от 0,001 А и ниже)..."
Используйте литиевые "часовые" батарейки на 3.3В на холостом ходе.

[hippo64]

либо использования элемента в микротоковом режиме (от 0,001 А и ниже)

Вот вот, иногда просто не надо выкобениваться, все уже в смещении ламповом придумано до нас, а ловить мелкие вибрации разума, дело сильно неблагодарное и ведущее к условному Желтому дому, реально ведущее. Сон разума рождает чудовищ (С) Ф. Гойя.

[киса]

В личной переписке меня спрашивают: на платах Лепёхина трансформаторы с каким напряжением лучше делать. Вот тут ещё одна незадача. Я применил трансформатор ТАН8-127/220-50 для получения двух анодных напряжений для двухлампового варианта УН. Для получения двух обмоток по 160 В необходимо поставить перемычку между выводами 3 и 4 у данного трансформатора, а на выводы 1 и 5 подать сетевое напряжение 230 В. Но где взять ещё две обмотки по 8-9 В для запитки батареек в ВК. Имеется только две накальные по 6,3 В. Наверно из моста VD7, VD8, VD9, VD10 платы ВК придётся делать удвоитель напряжения на два, заменив пару диодов например VD7 и VD8 на парочку электролитов по 1500 мкФ 25 В.

Вопрос собственно в том, что насколько это корректно одним трансформатором и анодное создавать и батарейку ВК обеспечивать питанием? У кого какие есть мысли по этому поводу или опыт, пожалуйста поделитесь.

---------- Сообщение добавлено 10:26 ---------- Предыдущее сообщение было 09:57 ----------

Используйте литиевые "часовые" батарейки на 3.3В на холостом ходе.

Спасибо Игорь, это лучший вариант, но при 3,3 В на аноде нижней лампы у меня выше 160 В не получилось. Обидно однако.
Хотя можно сейчас померить заново.
Перемерил, при питании 400 В на аноде нижней лампы 195 В. Наверно это я на одноламповом варианте измерял.

[гаррик]

Если этот кондер в катоде вызывает столько споров, может его выкинуть и сделать смещение по Алексу?

Да какие споры. Просто каждый выбирает под свой ух . В зависимости от остальной обвязки и индивидуального восприятия ,разным людям нравится разное . Я тут уже писал , что каждый слушает свою Заратустру с разным у каждого звуком . Я пробовал и диоды и батарейки , вернулся к конденсатору . Кстати из недорогих и доступных американские Weston довольно интересны . Синие такие .

[Furious_Dima]

Если этот кондер в катоде вызывает столько споров, может его выкинуть и сделать смещение по Алексу?

Алекс изобретатель автофикса?)
Можно так, почему нет. У меня лежит в коридоре гибридник с трансформаторной связью, но не потому что он хуже конденсаторной, а потом что в моей системе он откровенно хуже полностью лампового усилителя, может кроме удара басом в грудь… но это не то что я ищу в музыке.

---------- Сообщение добавлено 15:24 ---------- Предыдущее сообщение было 15:20 ----------

Сейчас у меня в первом каскаде гибридное решение, но не ИТ, он высветляет звук, с непосредственной связью качает лампочку в классе А2, лучше ничего не слышал.

[Asuper]

Почему по Алексу? Просто он опубликовал схему своего усилка с таким смещением почти 20 лет назад. В этой статье автором такого смещения он указал Олега Чернышева.
Трансформаторная связь к данной теме не относится.

[киса]

Спасибо Игорь, это лучший вариант, но при 3,3 В на аноде нижней лампы у меня выше 160 В не получилось. Обидно однако.
Хотя можно сейчас померить заново.
Перемерил, при питании 400 В на аноде нижней лампы 195 В. Наверно это я на одноламповом варианте измерял.

Червоточинка сомнения осталась и я решил ещё раз перемерить напряжения с батарейкой CR2032, но с лампами 6Э5П. Оказалось, что левый канал имеет следующее значение, питающего напряжения 390 В, на аноде нижней лампы 168 В, правый канал питающее напряжение 387 В, на аноде нижней лампы 155 В. При смене в правом канале местами нижнюю лампу с верхней, имеем питание 387 В, анод нижней лампы 159 В. Значит не померещилось. Это я оказывается измерял на лампах 6Э5П. Поэтому и решил, что 3,28 В маловато будет и нацелился на 3,68 В.
Перевёл в режим авто смещения и вот новые результаты: левый канал, напряжение питания 388 В, напряжение на аноде нижней лампы 204 В, правый канал, напряжение питания 383 В, напряжение на аноде нижней лампы 205 В. Сравнялись однако.

[hippo64]

Просто он опубликовал схему своего усилка с таким смещением почти 20 лет назад. В этой статье автором такого смещения он указал Олега Чернышева.

[киса]

Добрый всем вечер. Вчера решил измерить АЧХ Заратустры с авто смещением и с батарейкой 3,28 В.
Нагрузкой был резистор С5-35В 50 Вт 6,2 Ома. Разделительный конденсатор между УН и ВК 3,8 мкФ 400 В.
На входе синусоидальный сигнал 1,01 В RMS, на выходе установил при авто смещении на частоте 1 кГц выходное напряжение 10,1 В RMS.
Во время измерения входной сигнал корректировался до заданного уровня при переходе по диапазонам.
Можно заметить, что при смещении батарейкой коэффициент усиления немного выше чем с авто смещением. На частотах выше 20 кГц амплитуда выходного сигнала снижается, так как на входе Заратустры стоит фильтр состоящий из конденсатора 1 нФ и резистора 1,5 кОм, срезающий весь мусор по входу.
На низких частотах виден подъём коэффициента усиления. Прошу Вас прокомментировать подъём усиления на НЧ. Нужно снижать ёмкость разделительного конденсатора до 2 мкФ или даже до 1,5 мкФ?
Спасибо.

[NikolayG]

Прошу Вас прокомментировать подъём усиления на НЧ.

Может это и хорошо,а то бывает жалуются на нехватку "низов".

Нужно снижать ёмкость разделительного конденсатора до 2 мкФ или даже до 1,5 мкФ?

По поводу изменения номинала разделительного конденсатора,вот что писал deemon:"Если разброс усиления у транзисторов в плечах предвыхода,то можно решить вопрос с помощью резисторов.Уменьшить R2,R3 с 33 ком до 20 ком,а затем подбирать до полного баланса.Тогда и межкаскадный конденсатор надо увеличить с 2 мкф до 3(3,3)мкф,чтобы сохранить постоянную времени его перезаряда.Или R2,R3 по 15 ком и конденсатор на 4(4,7)мкф".То есть,если уменьшить емкость и увеличить R2,R3,нужно чтобы транзисторы предвыхода были очень близкими по усилению.Иначе могут быть проблемы с шумами на выходе.

[Vovan_ZH]

Добрый всем вечер. Вчера решил измерить АЧХ Заратустры с авто смещением и с батарейкой 3,28 В.
Нагрузкой был резистор С5-35В 50 Вт 6,2 Ома. Разделительный конденсатор между УН и ВК 3,8 мкФ 400 В.
На входе синусоидальный сигнал 1,01 В RMS, на выходе установил при авто смещении на частоте 1 кГц выходное напряжение 10,1 В RMS.
Во время измерения входной сигнал корректировался до заданного уровня при переходе по диапазонам.
Можно заметить, что при смещении батарейкой коэффициент усиления немного выше чем с авто смещением. На частотах выше 20 кГц амплитуда выходного сигнала снижается, так как на входе Заратустры стоит фильтр состоящий из конденсатора 1 нФ и резистора 1,5 кОм, срезающий весь мусор по входу.
На низких частотах виден подъём коэффициента усиления. Прошу Вас прокомментировать подъём усиления на НЧ. Нужно снижать ёмкость разделительного конденсатора до 2 мкФ или даже до 1,5 мкФ?
Спасибо.

Попробуйте измерить АЧХ без входного фильтра ВЧ (как он подключен?) и на выходе УН без ВК, нагрузив на резистор 16к(необязательно). Измерения лучше производить в децибелах. На Вашем генераторе, на активную нагрузку, нужно напряжение корректировать при изменении частоты? Или оно там стабильно?
А, что за магический уровень 1,01 вольт?

[NikolayG]

На Вашем генераторе, на активную нагрузку, нужно напряжение корректировать при изменении частоты? Или оно там стабильно?

Вроде как про это написано:

Во время измерения входной сигнал корректировался до заданного уровня при переходе по диапазонам

[Vovan_ZH]

Вроде как про это написано:

Так вот не понятно, у генератора выход нестабильный или реакция на входную RC цепь. При расчете фильтра, сопротивление РГ учитывалось?

[Semigor]

киса, странный результат. Не могли бы Вы выложить полные схемы вариантов усилителей или дать ссылки на них?

[variator]

прокомментировать подъём усиления на НЧ. Нужно снижать ёмкость разделительного конденсатора до 2 мкФ или даже до 1,5 мкФ?

киса, это эффект от двух ФВЧ, точнее в двух каскадах разделительные кондеры (этот и выходные на БП) со своими нагрузками образуют ФВЧ 2-го порядка с какой то там добротностью. Было это подробно на форуме, но в какой теме не вспомню (и даже не в одной и даже Вы там были, плохо уже с памятью ). Так что его (разделительный) скорее надо увеличить и сильно.

[киса]

Попробуйте измерить АЧХ без входного фильтра ВЧ (как он подключен?) и на выходе УН без ВК, нагрузив на резистор 16к(необязательно). Измерения лучше производить в децибелах. На Вашем генераторе, на активную нагрузку, нужно напряжение корректировать при изменении частоты? Или оно там стабильно?
А, что за магический уровень 1,01 вольт?

Конечно попробую без входного фильтра, но это расширит полосу частот до 100 кГц и более. Генератор Г3-118 имеет два выхода с сопротивлением 600 Ом и 5 Ом. Применялся 600 Ом-ный. Не стабилен уровень выходного сигнала особенно ниже 20 Гц и поэтому первым лучом сначала измеряешь и выставляешь магические 1,01 В RMS, а вторым фиксируешь сигнал на выходе. Просто ловить 1,00 В не хотелось каждый раз и оставил то значение, которое выставилось на генераторе на частоте 1 кГц.

---------- Сообщение добавлено 21:12 ---------- Предыдущее сообщение было 21:01 ----------

киса, это эффект от двух ФВЧ, точнее в двух каскадах разделительные кондеры (этот и выходные на БП) со своими нагрузками образуют ФВЧ 2-го порядка с какой то там добротностью. Было это подробно на форуме, но в какой теме не вспомню (и даже не в одной и даже Вы там были, плохо уже с памятью ). Так что его (разделительный) скорее надо увеличить и сильно.

Абсолютно правильное замечание на счёт ФВЧ 2-го порядка. Данный эффект в теме "Привет от Семигора" я уже описывал ранее когда появлялась ПОС и диффузор начинал при отсутствии сигнала совершать колебательные движения с частотой 1 Гц. Сейчас поищу чем там всё закончилось.

---------- Сообщение добавлено 21:17 ---------- Предыдущее сообщение было 21:12 ----------

киса, странный результат. Не могли бы Вы выложить полные схемы вариантов усилителей или дать ссылки на них?

Игорь добрый вечер. УН взят из первого поста данной темы, только применил кроме основного варианта смещения и фиксированный на батарейке 3,3 В. Но рост Ку на низких частотах наблюдается в обоих случаях. ВК по последней версии автор Д. Киреев.

---------- Сообщение добавлено 21:26 ---------- Предыдущее сообщение было 21:17 ----------

По поводу изменения номинала разделительного конденсатора,вот что писал deemon:"Если разброс усиления у транзисторов в плечах предвыхода,то можно решить вопрос с помощью резисторов.Уменьшить R2,R3 с 33 ком до 20 ком,а затем подбирать до полного баланса.Тогда и межкаскадный конденсатор надо увеличить с 2 мкф до 3(3,3)мкф,чтобы сохранить постоянную времени его перезаряда.Или R2,R3 по 15 ком и конденсатор на 4(4,7)мкф".То есть,если уменьшить емкость и увеличить R2,R3,нужно чтобы транзисторы предвыхода были очень близкими по усилению.Иначе могут быть проблемы с шумами на выходе.

Спасибо большое за напоминание. Надо подумать над этим вопросом.