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 .

[киса]

Сколько ест батарейка?

Как писал автор, в пике может до 1 А.

[V_V_V]

Как писал автор, в пике может до 1 А.

Сколько же тогда будет на коллекторе, когда в базе 1А?

[киса]

Сколько же тогда будет на коллекторе, когда в базе 1А?

Вот у меня сейчас во время отсутствия сигнала на резисторе 0,1 Ома падение напряжения 35 мВ, значит батарейка выдаёт 350 мА. Какой ток будет в коллекторе зависит от выходного напряжения на нагрузке, от величины сопротивления нагрузки. Пусть в пике будет 30 В. Пусть минимально возможное 3 Ома (для нагрузки 4 Ома). Вот и получается 10 А. Но при таком токе и напряжении 5 В между коллектором и эмиттером коэффициент некоторых транзисторов падает до неприлично низкого значения (20-30). Несмотря на то, что при малых токах был более 100. Смотрите сами. Нужен запас по току.

[V_V_V]

значит батарейка выдаёт 350 мА.

Зачем такой большой ток покоя. Многие писали, что больше 150 мА не имеет смысла.При трех транзисторах в плече (один предвыход и два выход) потребляемый ток у Вас около ампера или 80 ватт на канал.

[Elms]

Зачем такой большой ток покоя.

Так транзисторы кривые! Хотя, где-то читал, что считаются лучшими по звуку...

[BesPav]

Но при таком токе и напряжении 5 В между коллектором и эмиттером коэффициент некоторых транзисторов падает до неприлично низкого значения (20-30).

Такие режимы очень далеко за гранью реальных.
Вот, подробнейшим образом описано уже 5 лет как.
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2292761

[киса]

Такие режимы очень далеко за гранью реальных.

Это почему? Питание у моего ВК около +/-39 В. Под нагрузкой в 120 Вт +/- 35 В. Пусть имеем пять вольт остаточное напряжение на открытом транзисторе, тогда 30 В в пике на нагрузке вполне реальное напряжение.

Кстати спасибо за ссылку, очень интересное общение по поводу и без. Там правильно отметили, что не нужно путать среднее значение с пиковым. Спасибо.

---------- Сообщение добавлено 22:44 ---------- Предыдущее сообщение было 22:37 ----------

Зачем такой большой ток покоя. Многие писали, что больше 150 мА не имеет смысла. При трех транзисторах в плече (один предвыход и два выход) потребляемый ток у Вас около ампера или 80 ватт на канал.

Правильно 80 Вт на канал. Но с учётом четырёх ламп 6Э5П с их рассеиваемой мощностью анодами по 3,7 Вт каждой и их накалов, и других потерь имею 200 Вт потребляемой мощности от сети.

[BesPav]

Это почему? Питание у моего ВК около +/-39 В. Под нагрузкой в 120 Вт +/- 35 В. Пусть имеем пять вольт остаточное напряжение на открытом транзисторе, тогда 30 В в пике на нагрузке вполне реальное напряжение.

Потому, что 10 А будет не при 30 Вольтах на нагрузке. Нагрузка-то реактивная, фаза тока смещена относительно напряжения. И при 0 Вольт на выходе (а соответственно ~39 Вольтах на выходниках) они должны держать ОБР на токе ~5-6 Ампер, для запаса - 7.
Это по-любому две, а лучше три пары.
Ну и соответственно о падении беты на больших токах говорить не получается.

Кстати спасибо за ссылку, очень интересное общение по поводу и без. Там правильно отметили, что не нужно путать среднее значение с пиковым. Спасибо.

Не за что, для этого и делалось.

[frezer]

Интересно, а с батарейкой на базе параллельного стабилизатора кто-нибудь слушал?
https://forum.vegalab.ru/showthread....19#post2749419

Много "религиозного" в отношении батарейки. Есть ещё универсальный вариант последовательно-параллельного стабилизатора - на мощном ОУ. Например LA6500, он наверное самый доступный, в каких-то копировальных аппаратах стоял. С конденсатором выходное сопротивление у него неплохое.

[Serge_L]

на мощном ОУ. Например LA6500

Такого много, для управления моторами. Но линейность у них...

[deemon]

Такого много, для управления моторами. Но линейность у них...

Так ведь , если на выходе батарейки стоит электролит - то все звуковые частоты потребляемого тока пойдут через него , а от ОУ нужно только , чтобы он средний ток отслеживал и DC напряжение держал - так что особой линейности от него и не требуется тут . Другое дело , какая там стабильность DC offset от температуры ?

[киса]

Всем добрый вечер. Поздравляю всех со старым Новым годом. Прошу прощения, что обращаюсь в этой теме, а не на толкучке.

У кого остался лишний комплект плат УН на двух лампах? Прошу отписаться в личку. Хочется сравнить звучание всех вариантов УН. Авто смещение, с батарейкой, с BSP129 это для варианта на двух лампах. Варианты УН на одной лампе уже собраны и бьют копытом. Спасибо всем.
С уважением, Юрий.

[Furious_Dima]

BSP129

У него высокая входная ёмкость, при Rs как в этой теме 75Ом он 1) он может быть нестабильным 2) импеданс даже в звуковой полосе, особенно после 10кГц оставит желать лучшего по сравнению с конкурентами.
По звуку прогнозирую что с ним звучит жестче, с колючим верхом и в целом более плоско чем просто SRPP.
Вечные токовые комплексы форумов.

[frad]

Запустил оба канала.
Играет. Какая бяка вылезла, первое это то, что загудел трансформатор, при токе покоя обоих каналов гуд слышно с метра в тишине, причем при подключении одного канала гудение ослабляется, как только второй канал подключен и гуд становится в два раза громче. Пока транс стоял вне корпуса я этого не замечал кстати, в корпусе как будто бы в разы громче становится. Второе это изменилось напряжение батарейки правого канала, было 15,6мВ в батарейки с током предвыхода 113мА и выхода 147мА у NJL3281D и около 100мА у MJL3281, а стало в батарейке 11,2мВ. Во втором канале как было 17,4мВ так и осталось, 17,3мВ намерил. Буду поднимать до 15-17мВ. С трансформатором пока не придумал что сделать. Резистор в батарейке кстати 0,13 Ом.

[Serge_L]

загудел трансформатор

А защита от постоянки есть?

[frad]

А защита от постоянки есть?

В софт-старте и БП рг от Максима только который стоит. Достаточный он там или нет сказать не готов.

[Serge_L]

У Вас на фото гигантский тор. Торы очень чувствительны к наличию постоянки в сети. И выражается внешне именно гудением. Вот я и спрашиваю: защита от постоянки предусмотрена? В цепи трансформатора.

[BesPav]

в корпусе как будто бы в разы громче становится.

Что за тор, кем и как мотан известно?
Вытащите из корпуса, сделайте пару витков по внешней окружности тора, прямо по его боковой стенке снаружи, без захода в дырку бублика. На концах провода измерьте есть ли напряжение когда первичка подключена в сеть.

[frad]

У Вас на фото гигантский тор. Торы очень чувствительны к наличию постоянки в сети. И выражается внешне именно гудением. Вот я и спрашиваю: защита от постоянки предусмотрена? В цепи трансформатора.

Схема БП софт-старта с фильтром постоянки. Вот к этому софт-старту и подключал.

---------- Сообщение добавлено 18:03 ---------- Предыдущее сообщение было 17:58 ----------

Что за тор, кем и как мотан известно?
Вытащите из корпуса, сделайте пару витков по внешней окружности тора, прямо по его боковой стенке снаружи, без захода в дырку бублика. На концах провода измерьте есть ли напряжение когда первичка подключена в сеть.

Намотан в Ростове на Тортрансе. Пользуюсь ими на постоянной основе, всегда все хорошо было. И сейчас их тор работает в есе-3, вообще не гудит. А по габаритам такой же. 400Вт.
Договорился с производителем что возьмут на модернизацию. Может перемотают, и пропитают лаком или еще что предложат. Вообщем отпишусь тогда, но ставить такой смысла нет ни какого, я тогда постоянно буду к нему прислушиваться и думать гудит он или нет.

[Furious_Dima]

киса, в каком режиме 6э5 используете?