Усилители для статиков

[Apos]

Предлагаю в этой теме обсудить схемотехнику усилителей, предназначенных для работы с электростатиками.

[ADDED=Apos]1131615097[/ADDED]
Особые требования, предъявляемые к этим усилителям, всем известны - это работа на ёмкостную нагрузку и вызванное этим "нестандартное" распределение рассеиваемой усилителями мощности по частотам.

Один из вариантов, наиболее часто встречающийся, но совершенно очевидно неоптимальный - это использование обычного ИНУН с повышающим трансформатором на выходе. Единственное достоинство - можно использовать для первых экспериментов что-то из уже имеющегося в наличии.
В качестве повышающего трансформатора используютсятрансформаторы, выполненные по тем же правилам, что и выходные трансформаторы ламповых усилителей.
Есть данные и по применению стандартных ТАН:

Ламповые УНЧ на трансформаторах ТАН
(полная авторская версия)

Сергей Комаров, UA3ALW Журнал "Радио" № 5 за 2005 г.

Мысль использовать стандартные силовые трансформаторы ТАН и ТН на частоту 50 Гц с симметричной расщепленной сетевой обмоткой, в качестве выходных трансформаторов для двухтактных ламповых усилителей лежит, в общем-то, на поверхности. К тому же, эти трансформаторы имеют еще и двойной симметричный набор анодных и накальных обмоток.

Может, эта мысль и еще кому приходила в голову, но я довел ее до конкретных расчетов, рекомендаций, готовых повторяемых конструкций усилителей и предлагаю на Ваш суд.

Введение в тему, исходные положения и размышления
http://www.radiostation.ru/home/usilitel-tan.html

Схема 1. Двухтактный ультралинейный УНЧ на EL84 (6П14П)
http://www.radiostation.ru/home/usilitel-tan1.html

Схема 2. Двухтактный почти "триодный" УНЧ на 6П3С, 6П3С-Е (6L6 G, 5881)
http://www.radiostation.ru/home/usilitel-tan2.html

Схема 2-а. Двухтактный ультралинейный УНЧ на 6П3С, 6П3С-Е (6L6 G, 5881)
http://www.radiostation.ru/home/usilitel-tan2a.html

Схема 3. Двойной, двухтактный ультралинейный УНЧ на 4-х 6П3С (6L6 GC)
http://www.radiostation.ru/home/usilitel-tan3.html

Схема 4. Ультралинейный дифференциальный УНЧ на 6П3С, 6П3С-Е (6L6 G, 5881)
http://www.radiostation.ru/home/usilitel-tan4.html

Полные справочные данные на радиолампы, трансформаторы и дроссели
http://www.radiostation.ru/home/usilitel-tanapp.html

Если можно использовать ТАНы в качестве выходных в ламповых усилителях, то почему бы не попробовать использовать их в качестве повышающих?

Более логичным же мне представляется использование бестрансформаторных транзисторных или ламповых усилителей, оптимизированных для частотных полос - усилители относительно меньшей мощности с бОльшим выходным напряжением для работы на НЧ-излучатель с бОльшим зазором и меньшей ёмкостью, и второе - усилители с большей требуемой мощностью для работы на СЧ-ВЧ-излучатель с меньшим зазором и большой ёмкостью.

[ankus]

Предлагаю в этой теме обсудить схемотехнику усилителей, предназначенных для работы с электростатиками.

[ADDED=Apos]1131615097[/ADDED]
Если можно использовать ТАНы в качестве выходных в ламповых усилителях, то почему бы не попробовать использовать их в качестве повышающих?
Более логичным же мне представляется использование бестрансформаторных транзисторных или ламповых усилителей, оптимизированных для частотных полос - усилители относительно меньшей мощности с бОльшим выходным напряжением для работы на НЧ-излучатель с бОльшим зазором и меньшей ёмкостью, и второе - усилители с большей требуемой мощностью для работы на СЧ-ВЧ-излучатель с меньшим зазором и большой ёмкостью.

Хорошая тема для форума.
В ламповом УМЗЧ для динамического громкоговорителя сетевой трансформатор ТАН или ТН в качестве выходного работает как понижающий без какой-либо перегрузки.
Для реального электростата можно было бы суммировать напряжения с повышающих обмоток для достижения нескольких киловольт, однако допустимые напряжения между первичной и вторичной обмотками выходят за допустимые пределы для унифицированных трансформатров. Для электростата нужны достаточно широкополосные и ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ трансформаторы. Секционирование, изоляция и проч.
При сужении полосы рабочих частот требования к трансформаторам оказываются менее противоречивыми - это естественно. Но в итоге появляется необходимость в разделении и даже защите менее широкополосных трансформаторов от внеполосных сигналов, что приводит к разделению полос и для усилителей.

[Apos]

в итоге появляется необходимость в разделении и даже защите менее широкополосных трансформаторов от внеполосных сигналов, что приводит к разделению полос и для усилителей.

Для усилителей полосы разделять надо в любом случае - ещё и потому, что требования к широкополосному усилителю суровые - 500 вольт размах на выходе и 10 нанофарад емкость нагрузки, на верхней частоте это будут сотни ватт. А для полосовых получается намного легче и можно их оптимизировать. Для НЧ - размах 500, но ёмкость нагрузки меньше из-за большего зазора, который определяется бОльшим требуемым смещением мембраны, и на низких частотах мощность для перезаряда этой ёмкости нужна небольшая. Для СЧ-ВЧ мощность требуется побольше, так как и ёмкость излучателя больше из-за меньшего зазора, и импеданс ниже на верхней границе диапазона, но зато и размах напряжения на выходе усила требуется поменьше, вольт 200, зазор меньше - чувствительность больше.
На хоботе в обсуждение схемотехники сильно не углублялись, ограничились только этими самыми общими рекомендациями. Может, там схемотехников сильных нет...
А здесь же такие зубры, монстры и титаны схемотехники, неуж-то не подскажут...
Здесь нужен специфический опыт разработки таких усилителей, для промышленного применения. Из всего радиолюбительского встретился только усилитель для питания пьезопреобразователя в журнале "Радио" в 99 году - 100 вольт на выходе при питании 2х120, КТ850/851, с кривой частотнозависимой ООС.
Ещё припоминается, как NB однажды говорил об опытах с мостовыми усилителями с ПСС (т-с-с-с! ) - размах напряжения на выходе полумостов из-за синфазной составляющей (при приложенном к нагрузке вполне вменяемом противофазном напряжении) такой, что непривычному человеку может поплохеть от одного вида осциллограмм... Нельзя ли эту особенность усилителей с ПСС использовать тут с пользой?

[Nota Bene]

500 вольт размах на выходе и 10 нанофарад емкость нагрузки, на верхней частоте это будут сотни ватт.

Заметьте, реактивных ватт (в нагрузке)...

об опытах с мостовыми усилителями с ПСС

Неплохая мысль...

непривычному человеку может поплохеть от одного вида осциллограмм...

Это было связано с эффектами совсем другого рода - тяжело было заставить работать последовательно включенные источники тока

[ankus]

... Для НЧ - размах 500, но ёмкость нагрузки меньше из-за большего зазора, который определяется бОльшим требуемым смещением мембраны, и на низких частотах мощность для перезаряда этой ёмкости нужна небольшая.

Я как-то не ожидал увидеть здесь такого низкого значения напряжения (да еще размах - р-р?). Мне представляется, если уж разговор идет о низкочастотных излучателях (хотя бы со 100 Гц), что следует ориентироваться на напряжения для низкочастотной панели 7-10 кВ пост. и 2-3 кВ переменного напряжения для симметричной схемы статика.

Для СЧ-ВЧ мощность требуется побольше, так как и ёмкость излучателя больше из-за меньшего зазора, и импеданс ниже на верхней границе диапазона, но зато и размах напряжения на выходе усила требуется поменьше, вольт 200, зазор меньше - чувствительность больше.

Зазор меньше, но и площадь его существенно уменьшается. Иначе направленность окажется излишне острой для условий домашнего прослушивания. И опять же с напряжениями явно недобор.
Эффективность и чувствительность излучателей сильно растет с повышением постоянного напряжения для преобразователя.

Здесь нужен специфический опыт разработки таких усилителей, для промышленного применения. Из всего радиолюбительского встретился только усилитель для питания пьезопреобразователя в журнале "Радио" в 99 году - 100 вольт на выходе при питании 2х120, КТ850/851, с кривой частотнозависимой ООС.

Полагаю, что нужно сначала определиться с э/а преобразователями, а уж потом искать усилители.
О статьях в "Радио": надеюсь, с первого номера следующего года эта тема пойдет достаточно подробно. Думаю, что Сергей Комаров тоже внесет свой вклад.
С наилучшими пожеланиями
Анатолий

[фЕДОР ЧАЛЫЙ]

Предлагаю в этой теме обсудить схемотехнику усилителей, предназначенных для работы с электростатиками.

Вот схемка транзисторного ушного усилителя STAX SRM-313. В контексте поднятой темы может и пригодится...

[Apos]

следует ориентироваться на напряжения для низкочастотной панели 7-10 кВ пост. и 2-3 кВ переменного напряжения для симметричной схемы статика.

Перебор, аднака... ЭПП (электрическая пробивная прочность) воздуха - примерно миллиметр на киловольт. При таких напряжениях зазор придётся делать сантиметра два, чтобы при крайних положениях мембрана не приближалась ближе 13 мм к электроду. Или покрытие наносить на электроды не просто защищающее при касании, а качественное, постоянно выдерживающее такую напряжённость поля.

[ankus]

Перебор, аднака... Или покрытие наносить на электроды не просто защищающее при касании, а качественное, постоянно выдерживающее такую напряжённость поля.

Именно так. при том амплитуда смещения мембраны должна быть ограничена как полосой пропускания в тракте усиления, так и конструктивно - соответствующим выбором размеров. "Недобор" чреват плохим использованием устройства (с его достоинствами) в части чувствительности и максимального звукового давления.
Возвращаясь к идее использования ТАН или ТН, следует заметить, что в этом случае критичным параметром оказывается индуктивность рассеяния, которая с емкостью преобразователя создает ФНЧ, ограничивающий полосу пропускания. В двухтакных каскадах, работающих в режимах с отсечкой (класса АВ), индуктивность рассеяния между половинами первичной обмотки способствует появлению специфических искажений переключения, что при реактивной нагрузке может привести к "звону". Если для излучателя СЧ этот фильтр окажется полезным, то для высокочастотной секции этот параметр обязательно нужно минимизировать. Таким образом, для ВЧ секции все-таки желательно изготовить трансформатор с минимальной индуктивностью рассеяния.

[Apos]

Да, насчёт напряжения я поскромничал... Задавал этот вопрос KRIdas-у на хоботе, он подтвердил, что слои краски на электродах существенно добавляют пробивной прочности и их ЭПП может превышать ЭПП собственно воздушного зазора. Из этого можно сделать вывод, что к нанесению защитного покрытия придётся относиться серьёзно - в частности, не помешает зенковать (а может, и пескоструить) отверстия, чтобы не было острых кромок, на которых слой краски будет получаться тоньше.
Кто из химиков подскажет состав для нанесения покрытия с максимальной ЭПП и минимальной диэлектрической проницаемостью?

[ADDED=Apos]1132021277[/ADDED]
Кто как считает, есть ли у SRPP существенные преимущества перед каскадами с резистивной нагрузкой, которые бы оправдали заморочки с питанием накалов верхних ламп через трансформаторы с высоковольтной межобмоточной изоляцией?