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]

Цена 80 тыс...

Вот собаки страшные не прошло и пол года, а они ещё 20тыс... накинули!

[Sacha]

Господи, зачем?




А, ну на ЛО-70 с шупом из МГШВ или РК-75 может быть....

Осцилограф С1-118 - двухлучевой. И щупы в норме. Попробуй - недолго.

---------- Сообщение добавлено 09:53 ---------- Предыдущее сообщение было 09:40 ----------

Offтопик:

Да, точно! Я-то думал, что первый пост всегда в доступе у топикстартера...
Просто сколько уже было интересных решений с 2010 года...

---------- Сообщение добавлено 10:04 ---------- Предыдущее сообщение было 10:01 ----------

Offтопик:

Цена 80 тыс...

---------- Сообщение добавлено 10:09 ---------- Предыдущее сообщение было 10:04 ----------

Sacha,

Про ВК на 110В:

1. Были ли еще какие-нибудь особенности (кроме эммитерных резисторов) для такого напряжения?
2. Батарейку применяли по какой схеме (на ОУ или россыпью) и диоды помещали в какое место?

Батарейка по 2 схеме на транзисторах. Один номинал резистора пришлось изменить, что бы уменьшить ток покоя до 100 мА на транзистор. Остальное без изменений. Главное выставить нуль на выходе ( при этом напряжения питания плеч будут не одинаковы из за разных характеристик npn и pnp транзисторов. От этого не уйти никуда. Диоды термостабилизации стоят в отверстиях радиатора вплотную с транзисторами, с термопастой.

[Alex]

Осцилограф С1-118 - двухлучевой. И щупы в норме. Попробуй - недолго.

Зачем мне "это" пробовать, у меня щупы нормальные, 1:10, никаких резисторов к ним цеплять не надо - у них входное 10Мом и 12пФ.

[bondar100]

Sacha, Спасибо.

[И. ЗАМОТКИН]

Вот собаки страшные не прошло и пол года, а они ещё 20тыс... накинули!

Это не они. Это какие-то передасты ндс на 11 процентов повысили.

[Sacha]

Здравствуйте! Я писал, что раньше был приверженцем чисто ламповых усилителей. И что бы улучшить их характеристики думал о качественном фазоинверторе с межкаскадным трансформатором. И пришел к интересному схемному решению, которое можно использовать и в этом гибридном усилителе. Все знают преимущества межкаскадных трансформаторов, но габариты из за тока подмагничивания и малом КПД отпугивают. Решение состоит в том, что используется фазоинверсный каскад, а анодной нагрузкой его служит трансформатор. По постоянному току обмотки включены в противофазе, что устраняет ток подмагничивания, но поскольку это фазоинверсный каскад то по переменному току обмотки включены в фазе, что складывает токи в них. И получается каскад, где трансформатор без подмагничивания, т.е. имеет малые габариты и поскольку это трансформаторный каскад и высокий КПД. А для раскачки выходного каскада с входным сопротивлением около 10 ком нужна мощность не более 1 вт Uвых в квадрате деленное на входное сопротивление. Я пока еще не пробовал этот каскад У кого есть возможность - попробуйте и отпишитесь, пожалуйста! Можно использовать любой трансформатор с отводом на 110 вольт и анодной обмоткой на 120-250 вольт примерно.
Но лучше ставить лампу 6Н30П или 6Н6П, подобрав ток порядка 20- 25 мА. Правда надо знать что сопротивление первички не должно быть более 10% от внутреннего сопротивления лампы. А в этом каскаде вообще нет резисторов в анодной цепи, кстати, которые вносят искажения в сигнал и не только тепловые. Да и теряется на них вся мощность источника питания. А транс расчитывается как для двухтактника. Примерно так .А с лампой 6Э5П еще лучше.При ее внутреннем сопротивлении в триодном режиме порядка 1.2 ком.И главное никаких резисторов и проходных конденсаторов! Вот и транс намотал к этому проекту. Частотная характеристика впечатляет - 15гц-100кгц при неравномерности 1дб. А вот проверка на макете.

[fakel]

У кого есть возможность - попробуйте и отпишитесь, пожалуйста!

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=81779

[giv94]

Пробовал я такой каскад с тороидальным МКТ на аморфном железе, но случайно поставил в катодное ГСТ германиевый транзистор обратной полярности. Каскад у меня работал, но сильно шумел. Каскад требует тщательной подборки пар. Не стал разбираться что и как, так как для заратхустры он нафиг не нужен и перемотал в бифиляр для его СРПП.

[fakel]

А в этом каскаде вообще нет резисторов в анодной цепи, кстати, которые вносят искажения в сигнал.

Горшочек, не вари!

[Alex]

вообще нет резисторов в анодной цепи, кстати, которые вносят искажения в сигнал

Резисторы?

Не, ну вообще-то вносят, конечно, но по сравниению с самой лампой.....

[fakel]

то по переменному току обмотки включены в фазе, что складывает токи в них.

напряжение складывает, а ток - он один

[akara.pavel]

deemon, здравствуйте уважаемый вопрос при изменении подстроечника в батареечке как меняется напряжение на резисторе 50 ом
с уважением павел

[deemon]

deemon, здравствуйте уважаемый вопрос при изменении подстроечника в батареечке как меняется напряжение на резисторе 50 ом
с уважением павел

Оно меняется в небольших пределах , притом должно зависеть от температуры ( с ростом температуры снижается ) ... при комнатной температуре должно изменяться примерно в пределах 1,2-1,3 вольт . Вообще , порядок настройки каскада был подробно описан на ранних страницах темы - лучше там почитать , вся инфа там есть .

[install]

Собрал ячейку ОСВИ по схеме #4189 стр.210. При регулировке R34 искажения, по сравнению с исходной схемой, уменьшаются максимум в 2 раза, при этом перераспределяется соотношение четных и нечетных гармоник. Существенного снижения Кг, как в другой схеме Дмитрия с ОСВИ на ОУ, не происходит (

[киса]

Собрал ячейку ОСВИ по схеме #4189 стр.210. При регулировке R34 искажения, по сравнению с исходной схемой, уменьшаются максимум в 2 раза, при этом перераспределяется соотношение четных и нечетных гармоник. Существенного снижения Кг, как в другой схеме Дмитрия с ОСВИ на ОУ, не происходит

Привет Андрей. Ты меня опередил с ОСВИ, ну и ладно. С этим ремонтом в квартире наверно не скоро бы добрался до макета схемы. Можно задать тебе несколько уточняющих вопросов?
1. Какой ток покоя был у испытуемого канала?
2. Какой величины в % или дБ были гармоники при этом включая пятую или даже седьмую.
3. Какое было питающее напряжение?
4. При каком размахе выходного напряжения от пика до пика производились измерения гармоник?
Спасибо. С уважением, Юрий.

[IDDQD]

Собрал ячейку ОСВИ по схеме #4189 стр.210. При регулировке R34 искажения, по сравнению с исходной схемой, уменьшаются максимум в 2 раза...

Эта ячейка плохо подходит для такого выходного каскада (т.е. для "обычного" параллельника) - малое и нелинейное входное сопротивление ВК, большая и нелинейная входная ёмкость ВК, плюс выходное сопротивление УНа должно быть в определённых рамках. В доработанной схеме эффективность ячейки порядка 30 db (в симуляторе естественно... ) У Факела "есть" подобная ячейка, но реальную схему он зажал...

[install]

1.Ток покоя усилителя 100 мА на транзистор, выход не запараллеленные, 1 пара.
3.Питание от +-30В до +-40В. С ОСВИ картина спектра не менялась, без ОСВИ при 40В спектр чище.
2,4. С ОСВИ примерно 0.015-0,025 % при 13 В RMS, Rн=5.5 Ом.Что интересно, в зависимости от R34 имеем -80 дБ 2 и 3 гармоники, -90 дБ 4я и 5я или можно вообще убрать нечетные гармоники, остаются -70 дБ 2я и -86 дБ 4я.

Транзисторы ВС546/556 , ток ИТ 27 мА. Попробую еще поиграться с типами транзисторов и режимами.

С уважением, Андрей

[frezer]

можно вообще убрать нечетные гармоники, остаются -70 дБ 2я и -86 дБ 4я.

С уважением, Андрей

Ну вот как хорошо, на слух то как? не пробовали?

[киса]

1.Ток покоя усилителя 100 мА на транзистор, выход не запараллеленные, 1 пара.
3.Питание от +-30В до +-40В. С ОСВИ картина спектра не менялась, без ОСВИ при 40В спектр чище.
2,4. С ОСВИ примерно 0.015-0,025 % при 13 В RMS, Rн=5.5 Ом.Что интересно, в зависимости от R34 имеем -80 дБ 2 и 3 гармоники, -90 дБ 4я и 5я или можно вообще убрать нечетные гармоники, остаются -70 дБ 2я и -86 дБ 4я.

Транзисторы ВС546/556 , ток ИТ 27 мА. Попробую еще поиграться с типами транзисторов и режимами.

Большое спасибо Андрей за развёрнутое описание режимов измерений. Мой вариант схемы несколько отличается от Вашей.
1. Ток покоя у меня был всего 120 мА на канал. Выход у меня на двух парах транзисторов.
2. При питании +/-30 В на нагрузке 7,3 Ома при 10 В RMS повторитель выдавал 3, 5, 7 гармоники на уровне от -60 дБ до -75 дБ.
3. Увеличил ток покоя одного канала до 0,42 А. Правда пришлось снизить питание до +/- 20 В, из-за боязни перегрева транзисторов. Нагрузка 7,3 Ома при размахе от пика до пика 25 В на частоте 1 кГц все гармоники ушли за порог измерения. Это ниже -80 дБ. Измерял чисто повторитель, без УН.
Как я уже писал в https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2638403 мной был доработан и УН, введением туда двух жёлтых светодиодов. Вот теперь и настало время их соединить и оценить звук нового УН и каскада Заратухстры с большим током покоя. Я остался доволен этой связкой.
С уважением, Юрий.

[install]

По ОСВИ применительно к схеме #4189 есть идейка. Вместо транзисторов применить ОУ , сигналы входа и выхода подавать соответственно на неинвертирующий и инвертирующий входы, балансировать, с выхода сигнал коррекции через резистор подавать в точку R34 R1. За счет плавающего питания ОУ, синфазка дожна быть в норме. Как-то так

P.S. Пока все только на макете, но уже в ближайшее время буду отдавать плату на разводку. Скорее всего , без всяких ОСВИ-прибамбасов. Там и послушаю.