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 .

[OTROKHOV]

Вот так:

По сравнению с оригинальной схемой - верхний транзистор српп дополнительно нагружен на вольтдобавку, чтобы ток этого транзистора был порядка 20 mA - это нужно для лучшей прокачки больших входных ёмкостей транзисторов ВК. Плюс изменено смещение нижнего транзистора српп - для более симметричного ограничения сигнала. Резистором R5 выставляете равенство напряжений на шинах питания, при этом нагрузка (резистор 4 или 8 Ом) должна быть подключена к выходу усилителя.

Спасибо. Как я понял что если резисторы по 33к оставить, то разделительный конденсатор нужен обязательно?

[Hennady]

По сравнению с оригинальной схемой - верхний транзистор српп дополнительно нагружен на вольтдобавку, чтобы ток этого транзистора был порядка 20 mA - это нужно для лучшей прокачки больших входных ёмкостей транзисторов ВК.

думаю гораздо эффективнее будет это верхнее плечо сделать составным дарлингтоном, чтобы уменьшить выходное сопротивление вместо КМК сомнительной вольтодобавки....

[киса]

Добрый всем вечерок. Хочу задать корифеям один вопросик. Почему рекомендуют в выходной каскад устанавливать 2SC5200 и 2SA1943? Вот у меня транзисторов с буквой "О" 80-160 сейчас нет, а c буквой "R" коэффициент усиления которых 55-110 по 50 шт, но есть подобранные в пары 2SA1302 и 2SC3281 и имеют коэффициент усиления 125-130.
Кто-нибудь пробовал их в ВК Заратустры?
С уважением, Юрий.

[FEDGEN]

Я не видел такой рекомендации,по h-21 есть такая,лучше о 100 до 150 т.е ваши 2SA1302 и 2SC3281 то что надо.
Я тут подумал что в корпусе ТО-3 с датчиком на шляпе для новичков будет самое то.
У меня на транзисторах П4БЭ датчик стоит на шляпе уже второй год пашут.

[киса]

Фёдор добрый вечер. Вспомнил заповедь, что нужно подбирать по прозвонке тестером и только потом смотреть какой коэффициент усиления. Вот и решил проверить: n-p-n 2SC3281 - 0,520; 0,532; 0,539; 0,539; p-n-p 2SA1302 - 0,562; 0,563; 0,566; 0,563. И вот теперь n-p-n 2SC5200L - 0,529; 0,532; 0,533; 0,533; p-n-p 2SA1943L - 0,539; 0,539; 0,540; 0,540. Даже невооружённым глазом видно, что они ближе друг к другу.
С уважением, Юрий.

[FEDGEN]

Фёдор добрый вечер. Вспомнил заповедь, что нужно подбирать по прозвонке тестером и только потом смотреть какой коэффициент усиления. Вот и решил проверить: n-p-n 2SC3281 - 0,520; 0,532; 0,539; 0,539; p-n-p 2SA1302 - 0,562; 0,563; 0,566; 0,563. И вот теперь n-p-n 2SC5200L - 0,529; 0,532; 0,533; 0,533; p-n-p 2SA1943L - 0,539; 0,539; 0,540; 0,540. Даже невооружённым глазом видно, что они ближе друг к другу.
С уважением, Юрий.

Вы что прикалываетесь?
Разница в 0,046 вольта?
Вы с ума не сходите.
У меня нет выбора есть только 5200/1943, в те хорошие времена жале что не набрал кирпичей от санкен,ну да они в два дороже были.
На лаптях от санкен ещё что никто не строил заратустру ?

[киса]

Да нет, я не прикалываюсь. Я констатирую факт, что на парах 2SC3281 и 2SA1302 очень сильно отличаются значения измеренные тестером, до 0,046 несмотря на одинаковость их коэффициента усиления. А вот транзисторы 2SC5200L и 2SA1943L - имеют разброс от 0,006 до 0,01 при различии в коэффициенте усиления 80 и 91.
С уважением, Юрий.

[vladimir sim]

Киса, не трать попусту время. Измерения Uбэ тестером - неправильные, ибо из за сдвига эффекта Эрли в рабочей схеме при Uкэ=30 В будут совсем другие значения. Достаточно подобрать бету с точностью 10 %. Потом , 3281/ 1302-намного лучшие транзисторы, хоть и старые, чем 5200/1943- эти только для кабацких усилителей.

[киса]

Спасибо Владимир. Вот посмотрел как меняется напряжение б-э при различных токах коллектора и различных напряжениях на коллекторе 5 В и 20 В для NJL3281D и NJL1302D фигура 11 и 12. Оказалось, что до тока 10 А они практически совпадают.
С уважением, Юрий.

[bondar100]

ну так если , например , усиление транзисторов предвыхода и выхода равно 100 , то общее усиление по току будет равно 10000 , это значит , что при нагрузке 8 ом входное сопротивление всего каскада будет 80 ком , а у нас на входе стоят 2 резистора по 30 ком ( 15 ком в параллель ) , то есть сопротивление входа определяется уже практически ими , а не нагрузкой . Соответственно , и вносимые искажения из-за различия усиления в плечах каскада - тоже , будут не слишком большие ...

Получается, что для нагрузки 0,5 Ом (при низком напряжении питания R-to-R 15-25 вольт) резисторы между базой и коллектором предвыхода должны быть в несколько раз меньше 5 ком? Например, 1 ком?

[bondar100]

Оспадя, какая каша у людей в головах. При 0,5 Ом нагрузки надо ток покоя увеличить до 0,5-1 Ампера, и все. Больше ничего не нужно.

0,5-1 А - на транзистор?

[bondar100]

Оспадя, какая каша у людей в головах.

Почему нельзя заодно уменьшить на порядок номиналы этих резисторов на 33к ?

[mellowman]

Разбаланс постоянки на выходе проще убрать подбором делителя .

Это не совсем тот делитель, надо делить с +5 батарейки

[bondar100]

Зачем? Что это даст?

Меня волнует то, что транзисторы разной проводимости имеют разную Бету.
Например, NJL1302 и NJL3281, которые я получил как сэмплы, имеют бету 95 и 75 соответственно при токе базы 10 мА.

Поэтому плечи будут иметь разный Кус и значит разное сопротивление для "+" и "-" полуволн - а это четные гармоники.
Причем, этот вклад в итоговое входное сопротивление повторителя будет велик. В результате несколько кОм (может, даже 10 кОм) будет "болтанка".

Может, это можно решить каким-то буфером с низким выходным сопротивлением?

[bondar100]

Я даже не знаю, что и сказать. Которые хочут- тот делает, другие ищут причины и требуют непременно самолучшего, хотя речь идет всего- навсего об обзвучивании сборищ разных сектантов.

Причем тут этот болезненный бред?
Не нравится - не отвечай.
Какие могут быть недовольства?

[KSM74]

Причем тут этот болезненный бред?

По тому что это так и есть. Исходя из ваших начальных данных и имеющихся транзисторов входное сопротивление получившегося параллельника будет в районе килоома. Значит драйвер должен иметь выходное 100 или менее ом. УН Заратустры это не даст. Думаю, это vladimir sim и имел ввиду.

[bondar100]

Значит драйвер должен иметь выходное 100 или менее ом. УН Заратустры это не даст.

Так, я и написал:

Может, это можно решить каким-то буфером с низким выходным сопротивлением?

---------- Сообщение добавлено 11:50 ---------- Предыдущее сообщение было 11:41 ----------

Offтопик:

Думаю, это vladimir sim и имел ввиду.

Ок. Меня больше смутила форма выражения этих мыслей про какие-то "сборища" и "требований самого наилучшего". Что за нелепые претензии от незнакомого мне человека?

[KSM74]

bondar100, ваши монструозные конструкции абсурдны с точки зрения здравого смысла, вот и соответствующая реакция.
В про-аудио, задачи, подобные вашей, решаются давно, установкой отдельного усилителя на каждый динамик через активные фильтры.

[vladimir sim]

KSM74, я был вынужден снять подробный анализ и рекомендации ввиду непродуктивности диалога. Там в натуре монструозность, причем конечная цель не ясна.

[Malinovsky D]

Потом , 3281/ 1302-намного лучшие транзисторы, хоть и старые, чем 5200/1943- эти только для кабацких усилителей.

Если коротко, в чем они уступают?
Я воспользуюсь вашей рекомендацией насчет 817/1047 или 1941-5198, но хотелось бы понимать, чем хуже 5200-1943?
Ибо я в этой теме нифига не шарю.