УН: Ламповый vs. твердокаменный

[Logger]

Два дня заслушивал два варианта УН, твердокаменный обсуждался в ветке "Усилитель Корзинина", ламповый в "Mu follower возвращается", выходной каскад однотактный, на IRFP150, питание +/- 20 В, ток покоя 4,2 А, нагрузка 4 Ом. В обоих случаях спектр искажений на выходе определялся искажениями УН, в случае лампового УН они были немного меньше. Пробовал лампы 6Н23П, 6Н23П-ЕВ, 6Н1П-ЕВ, включал как в SRPP (в этом случае искажения были уже чуть больше чем у транзисторного УН), так и в mu follower.

Хотя я себя заранее настроил что лампа будет играть лучше, но был разочарован... твердокаменный вариант звучал лучше. Для чистоты эксперимента провел прослушивание двум людям в слепую, т.е. они не знали какой вариант УН в данный момент звучит. Говорили примерно одно и то же: у лампы звучание "плоское", не хватает "объемности" и "полноты" звука...

У меня примерно такие же впечатления, могу только добваить, что мне показалось что у лампы верха немного получше, но положения это не спасает, хочется как бы сдлелать погромче что ли, но просто прибавка в громкости "полноты" звуку не прибавляет... и с низами что-то не то, но тут уже не берусь описать что именно

Еще хочу попробовать 6Н8С и 6Н9С, но как то энтузиазм к ламповым УН уже поостыл не пойму кто жрет звук, то ли межкаскадный кондер, то ли интегратор...

В общем, видно придется возвратиться к двердокаменному варианту... Может что-нибудь еще посоветуете?

[Костя Мусатов]

Часто при плавном подъеме питания выходное напряжение изменяется не плавно, а скачками, особенно на начальном этапе. Здесь надо поаккуратнее посмотреть.

[Zyher]

Если сделать задержку анодного автоматическую - то шунтирование входной цепи повторителя можно на ту же автоматику завязать, если после плавного введения анодного будут артефакты оставаться.

Часто при плавном подъеме питания выходное напряжение изменяется не плавно, а скачками, особенно на начальном этапе

это же SRPP - при одинаковом температурном режиме обоих триодов вообще странно, что такой переходной процесс имеет место быть.
Logger, а разделительная ёмкость перед оконечником какая у тебя? 2 секунды это много, может с ёмкостью перестарался?

[Logger]

1) Поменял все выходные транзисторы на 2SK1530, искажения уменьшились на 0.04%! На звук лучше. И еще из-за того что у них корпуса побольше чем у IRFP150N, 2SK1530 меньше нагреваются.

2) Хочу еще поставить между конденсторами фильтра питания выходного каскада небольшие резисторы где-нибудь на 0.22 Ом. В какой-то ветке читал что Сергей советовал их ставить, вроде бы положительно влияет на звук...

3) Насчет устройства задержки анодного питания кажется я понял об чем речь помню в юности собирал такой девайс для телевизора чтобы анодное питание на кинескоп поступало через несколько минут после включения, когда катод прогреется
У меня уже собрано устройство "мягкого" включения УМЗЧ по схеме Корзинина, и у РЭН33, которая там используется, есть несколько свободных контактных групп, думаю его задействовать. Может быть просто увеличить задержку (увеличить R4 и/или C4) срабатывания этого устройства и пустить анодное напряжение через одну из контактных групп этого реле?

4) Насчет выходного сопротивления предыдущего каскада я не знаю как его посчитать схема есть в ветке "Mu follower возвращается" только с поправкой Леонида - сигнал снимается с катода верхнего триода, он сказал что таким образом уменьшается выходное сопротивление...

5) RC-цепочка! Совершенно про нее забыл новогодние праздники дают себя знать поставлю ее после разделительного конденсатора перед интегратором, насколько я понимаю R = 1k, C = 1000р (С идет на землю) должна подойти?
У меня на входе усилителя уже стоит RC-цепочка (1k, 1000пф), ее теперь нужно убрать или лучше оставить?

6) Разделительный конденсатор 0.5мк (между ламповым УН и УМ). А насчет скачков Костя правильно написал: в точке откуда берется сигнал в течении этих двух секунд напряжение меняется как-то странно - скачкообразно, на мультиметре сложно увидеть эту картину, нужно будет на стрелочном посмотреть...

[Л. Зуев]

Logger, вот как может выглядеть схема плавной подачи анодного напряжения на УН. Ключ К необходимо замыкать после прогрева накала лампы.

[Logger]

Logger, вот как может выглядеть схема плавной подачи анодного напряжения на УН. Ключ К необходимо замыкать после прогрева накала лампы.

Спасибо, Леонид! попробую, а до замыкания ключа на выходе этой схемы есть напряжение?
Или после его замыкания оно начинает плавно нарастать?
Что то очень похоже на стабилизатор он не стабилизирует случаем?
Какие предельные входные/выходные напряжения?

Offтопик:
Если кому то удобнее то можно обращаться вместо Logger Александр

[A.R.]

Александр, а не боитесь по 80 Вт на один транзистор рассеивать? Или все-таки параллелите? А радиаторы какие? Видится что-то похожее на батарею центрального отопления

[Л. Зуев]

до замыкания ключа на выходе этой схемы есть напряжение?
Или после его замыкания оно начинает плавно нарастать?

Начинает плавно нарастать после замыкания.

Что то очень похоже на стабилизатор он не стабилизирует случаем?

Это просто сглаживающая RC цепочка с повторителем на полевике.

Какие предельные входные/выходные напряжения?

Предельное входное напряжение ограничено допустимым для полевика. Выходное напряжение будет на несколько вольт меньше входного без учета падения на резисторе 1к.

[Logger]

Александр, а не боитесь по 80 Вт на один транзистор рассеивать? Или все-таки параллелите? А радиаторы какие? Видится что-то похожее на батарею центрального отопления

Все усилки в чистом классе A нагреватели, на этот раз моей целью было создание именно такого уся, т.к. до этого я делал довольно много схем только в AB. Хотелось понять стоит ли перегонять 80% энергии в тепло и после экспериментов я для себя решил что стоит ни один мой предыдущий усь так не играл!
К тому же проблему теплоотвода неплохо решают компьютерные кулеры (это уже обсуждалось в этой ветке, посмотри посты #149 - #155 на 8-й странице) GlacialTech SilentBreeze 462 III. Бесшумные, небольшого размера, зато 80 Вт рассеивают без особых проблем, параллелить приходилось только транзисторы в TO-220 при питании +/- 20В через них больше 2А лучше не пускать, корпуса перегреваются. А 2SK1530 прекрасно работают по одному.

[A.R.]

Бесшумные, небольшого размера, зато 80 Вт рассеивают без особых проблем, параллелить приходилось только транзисторы в TO-220 при питании +/- 20В через них больше 2А лучше не пускать, корпуса перегреваются. А 2SK1530 прекрасно работают по одному.

Просто по даташиту у 2ск1530 такое соотношение ток/Vси близковато к границе ОБР. А если грубо прикинуть, что при том же токе верхний тр-р проходит область где Vси~=40В, это уже не есть гут. Хотя у Вас там следящее питание... Не знаю. Я бы все-таки ограничил питание до +-10В и применил что-нибудь вроде класса А+, как у Сырицо. Заодно можно ток покоя поднять хоть до 8А и поиметь соотв. мощь.

[Logger]

Просто по даташиту у 2ск1530 такое соотношение ток/Vси близковато к границе ОБР. А если грубо прикинуть, что при том же токе верхний тр-р проходит область где Vси~=40В, это уже не есть гут. Хотя у Вас там следящее питание... Не знаю. Я бы все-таки ограничил питание до +-10В и применил что-нибудь вроде класса А+, как у Сырицо. Заодно можно ток покоя поднять хоть до 8А и поиметь соотв. мощь.

Ну давай на пальцах прикинем по режимам:
1) Из даташита по 2SK1530:
Максимальное напряжение СИ = 200В;
Максимальный ток стока = 12А;
Максимальная рассеиваемая мощность (при T = 25) = 150 Вт.

2) Питание у меня +/- 20В, ток покоя 4.2А.
На повторителе (среднем транзисторе) падает напряжение 4В (между СИ, чтобы выйти на горизонтальный участок ВАХ) при указанном токе покоя 4В*4.2А = 16.8Вт - глубоко в пределах ОБР.

3) Верхний транзистор: т.к. на повторителе падает 4В, следовательно на нем 20В - 4В = 16В (но никак уж не 40В!!), мощность 16В*4.2А = 67.2 Вт - тоже в пределах ОБР.

4) Нижний транзистор (источник тока), мощность 20В*4.2А = 84 Вт - в пределах ОБР.

5) При Rн = 4 Ом, и токе покоя 8А питания +/-10В не хватит! 4Ом*8А = 32В!, т.е. для такого тока покоя необходимо повысить питание хотя бы до 32В (а тут еще придется учитывать пороговое напряжение и напряжение падения на повторителе), а тогда мы уж точно выйдем за пределы ОБР. К тому же даже при 10В и 8А на нижнем транзисторе будет рассеиваться 80 Вт, что не намного меньше чем в моем случае и при этом мы рискуем токовой перегрузкой 2SK1530 для которого максимальный ток 12А.

6) А+, это видимо что-то вроде ИТУНа? Я делал похожую схему в ней действительно можно понизить ток покоя где-то до 1-2А, но по своим свойствам она уже ближе к двухтактной схеме на квазикомплементарных транзисторах. Чистый однотакт по звуку мне все же понравился больше.

[Костя Мусатов]

Есть маленькое замечание по расчету ОБР. Полную можность можно считать только на импульсных сигналах. На постоянном токе или на НЧ считать надо по-другому.
Считаем мощность рассеяния. Пусть она 50Вт, при чем в худшей точке. Это означает, что в разных местах положения рабочей точки (на сигнале) мощность меняется. Обычно искать эту точку лень и проще ее посмотреть на симуляторе. В классе А она может совпадать с начальным 0-вым положением, а может и нет. Пусть получится 70Вт. Теперь замерим температуру корпуса транзистора, например 75 градусов. Берем из справочника тепловое сопротивление кристалл-корпус. На 2sk1530 его нет, но оно считается легко, там есть график зависимости мощности от температуры 125 градусов на 150 Вт, получаем 0,83 градуса/Вт. Температура кристала будет 75 + 0,83*70 = 133 градуса. Это меньше допустимых 150 градусов, но запас невелик.

[Logger]

...Обычно искать эту точку лень и проще ее посмотреть на симуляторе.
...Температура кристала будет 75 + 0,83*70 = 133 градуса. Это меньше допустимых 150 градусов, но запас невелик.

А как посмотреть эту точку в симуляторе?
Мне казалось что для класса А важна именно постоянно-рассиваемая мощность...

А вот эти 75 градусов где нужно мерять? На пластмассовом корпусе транзистора или на радиаторе где-нибудь рядом с местом его контакта с железной пластинкой в задней части корпуса транзистора?

[Костя Мусатов]

В симуляторе построй график мгновенной рассеиваемой мощности во времени при максимальном сигнале. Если модель транзистора subskt, то построй зависимость произведения падения напряжения на нем на ток, для удобства можгл ввести в цепь измерительный резистор на 1мОм и на нем измерять ток. На этом графике найдешь пик - это он.
Температуру надо мерить как можно ближе к транзистору, но тогда добавь 0,25 градуса/Вт для контакта корпус-радиатор.
Если известно тепловое сопротивление радиатора, то все можно посчитать без градусника.

[A.R.]

Ну давай на пальцах прикинем по режимам:
[...]
С поскипанными расчетами примерно согласен, но если исток повторителя будет близок к -20В, то на верхнем (каскодном) полевике окажется почти весь размах питания (ну там за вычетом 4В) при фиксированном токе 4А. Повторюсь, я перестраховываюсь и данную конкретную схему перед глазами не держу. Просто проделывал подобные прикидки и для себя однотакт в таком виде забраковал.

5) При Rн = 4 Ом, и токе покоя 8А питания +/-10В не хватит! 4Ом*8А = 32В!,
[...]
6) А+, это видимо что-то вроде ИТУНа?

Нет, я имел ввиду нечто подобное рис. ниже. Извините за неровный почерк Здесь А - упрощенный повторитель, B - плавающий источник питания +-10V, C - простейший повторитель в классе B или C, качающий среднюю точку плавающего источника. При этом ток покоя можно задрать настолько, насколько позволяет ОБР для 10В. 22В - неплавающее питание, цифра 22 достаточно условна. Можно хоть 32, ток в повторителе должен быть при этом равен 8А.

[Logger]

С поскипанными расчетами примерно согласен, но если исток повторителя будет близок к -20В, то на верхнем (каскодном) полевике окажется почти весь размах питания (ну там за вычетом 4В) при фиксированном токе 4А.

Андрей, ты рассматриваешь аварийную ситуацию, вообще говоря исток повторителя это точка нулевого потенциала за этим следит интегратор, если он выйдет из строя и еще сгорит ИТ, то там действительно будет -20В и при этом сгорят не только верхние транзисторы, но еще и, скорее всего, акустика. Поэтому, конечно, будет не лишним собрать схему защиты от постоянного напряжения, варианты которых многократно обсуждались на этом форуме.
В твоей схеме, кстати, то же: если на истоке повторителя будет -10В при 8А он тоже окажется за пределами ОБР, но это аварийная ситуация.

Повторюсь, я перестраховываюсь и данную конкретную схему перед глазами не держу.

А было бы полезно все-таки иметь перед глазами обсуждаемую схему

Просто проделывал подобные прикидки и для себя однотакт в таком виде забраковал.

На вкус и цвет... как говориться
А ты читал статью Карпова "Гибридный мир"?

Нет, я имел ввиду нечто подобное рис. ниже. Извините за неровный почерк Здесь А - упрощенный повторитель, B - плавающий источник питания +-10V, C - простейший повторитель в классе B или C, качающий среднюю точку плавающего источника. При этом ток покоя можно задрать настолько, насколько позволяет ОБР для 10В. 22В - неплавающее питание, цифра 22 достаточно условна. Можно хоть 32, ток в повторителе должен быть при этом равен 8А.

Блок А мне понятен, я рассматривал подобное решение - это упрошенный вариант следящей токовой связи, однако с одним транзистором сложно достичь режима когда ток через повторитель (верхний транзистор) будет неизменным... для этого все же лучше подходит токовое зеркало Уилсона.
Можно поподробнее насчет блоков B и С, что они дают? На первый взгляд их можно безболезненно удалить точка соединения + и - 10 В точно не заземлена?
Еще раз повториюсь насчет выбора режима работы повторителя в классе А, его нужно выбирать не произвольно и исходя не только из ОБР, необходимо еще учитывать сопротивление нагрузки, твой любимый режим (+/-10В, 8А) по грубым прикидкам хорошо подойдет только для 1Ом-ой акустики.

[A.R.]

А было бы полезно все-таки иметь перед глазами обсуждаемую схему

Согласен. Я просто видел оригинал от PSV, а искать то же самое, но с каскодом... Впрочем, дольше эту фразу набивать

На вкус и цвет... как говориться
А ты читал статью Карпова "Гибридный мир"?

Да. По звуковому потенциалу я восторг разделяю. Просто КПД очень плохой. И насчет надежности у меня всегда паранойя.

Блок А мне понятен, я рассматривал подобное решение - это упрошенный вариант следящей токовой связи, однако с одним транзистором сложно достичь режима когда ток через повторитель (верхний транзистор) будет неизменным... для этого все же лучше подходит токовое зеркало Уилсона.

А по мне один х. ТЗ тут ничего не зеркалит, а просто обеспечивает аккуратное смещение управляющему биполяру. И способ задания тока покоя. Для этого можно также использовать падение напряжения на БЭ-переходе, или еще чего-нибудь. Я поэтому там наверху источник тока нарисовал, а не просто резистор.

Можно поподробнее насчет блоков B и С, что они дают? На первый взгляд их можно безболезненно удалить точка соединения + и - 10 В точно не заземлена?

Блок B - плавающий источник питания, его нельзя удалить. Его средняя точка не заземлена, а двигается в такт сигналу блоком C. При этом размах напряжения на нагрузке ~= размаху на блоке C, но рассеяние в покое определяется в основном блоком А. И спектр искажений тоже, хотя и чуть похуже, чем при чистом однотакте. Основное условие -- ток в блоке А д.б. равен пиковому току на нагрузке. Про такие усилители можно почитать в Радио за 2002г. номер 9-10.

Еще раз повториюсь насчет выбора режима работы повторителя в классе А, его нужно выбирать не произвольно и исходя не только из ОБР, необходимо еще учитывать сопротивление нагрузки, твой любимый режим (+/-10В, 8А) по грубым прикидкам хорошо подойдет только для 1Ом-ой акустики.

Ну ладно, прямо так уж сразу незнакомых людей за лохов держать ;) 8 А получилось из расчета размаха +-32В на 4ом. При использовании вышеописанной схемы это не проблема, хотя напряжение питания блока А надо все же снизить, вольт до 5, да и транзисторы придется искать получше. Но дело того стоит

[Logger]

Да. По звуковому потенциалу я восторг разделяю. Просто КПД очень плохой.

Ну КПД в классе А 25% против этого не попрешь однако следящая токовая связь как раз позволяет приблизится к этим 25%-ам. И еще выбор оптимальных режимов работы, напряжения питания и тока покоя.

И насчет надежности у меня всегда паранойя.

Акустику я всегда тоже боюсь спалить...

А по мне один х.

ну можно и так сказать, различных решений всегда можно придумать массу...

ТЗ тут ничего не зеркалит...

Почему нет? Зеркалит, просто соотношение токов не 1:1, а в нашем случае ток покоя повторителя в 360 раз больше тока ТЗ...

Блок B - плавающий источник питания, его нельзя удалить. Его средняя точка не заземлена, а двигается в такт сигналу блоком C. При этом размах напряжения на нагрузке ~= размаху на блоке C, но рассеяние в покое определяется в основном блоком А. И спектр искажений тоже, хотя и чуть похуже, чем при чистом однотакте. Основное условие -- ток в блоке А д.б. равен пиковому току на нагрузке. Про такие усилители можно почитать в Радио за 2002г. номер 9-10.

Интересная идея... я вчера мельком посмотрел сразу и не вьехал, надо будет почитать про это.

Ну ладно, прямо так уж сразу незнакомых людей за лохов держать ;)

Ладно, ты прямо сразу так уж не обижайся, я тебя лохом нигде не называл и малознакомых людей, кстати, сразу за хамов не держи...

8 А получилось из расчета размаха +-32В на 4ом. При использовании вышеописанной схемы это не проблема, хотя напряжение питания блока А надо все же снизить, вольт до 5, да и транзисторы придется искать получше. Но дело того стоит

Если без плавоюшего источника питания то 8А при +/-10 В подходят для одноомной акустики... бывает же 2-х омная, я подумал может ты для своего случая подсчитываешь, ты же не указал какое у тебя Rн, мало ли

[A.R.]

Ну КПД в классе А 25% против этого не попрешь однако следящая токовая связь как раз позволяет приблизится к этим 25%-ам. И еще выбор оптимальных режимов работы, напряжения питания и тока покоя.

Вот мне и интересны способы это обмануть. А+ -- один из них. Если бы не неприятные особенности, связанные с плавающим источником, я бы уже давно такой слушал. А так -- пока другие варианты кручу.

Почему нет? Зеркалит, просто соотношение токов не 1:1, а в нашем случае ток покоя повторителя в 360 раз больше тока ТЗ...

Это можно было бы назвать зеркаленьем, если бы изменяющийся входной ток задавался со стороны коллектора. А он задается, но постоянный, что дает термостабильное смещение управляющему тр-ру Q1, который включен с ОБ. Короче, имеет место обычный каскодный усилитель, но с бантиками

Ладно, ты прямо сразу так уж не обижайся, я тебя лохом нигде не называл и малознакомых людей, кстати, сразу за хамов не держи...

Пошутил я Без обид.

[Logger]

Вот мне и интересны способы это обмануть. А+ -- один из них. Если бы не неприятные особенности, связанные с плавающим источником, я бы уже давно такой слушал. А так -- пока другие варианты кручу.

Мне не нравится что здесь транзисторы в блоке C закрыты, когда будут открываться внесут искажения. Вообще Сырицо пишет что такую схемотехнику целесообразно применять при Pвых > 25 Вт. В моем случае это не нужно, 15 Вт на канал для моей комнаты за глаза хватает.

Может сделать без плавающего источника, а, например, среднюю точку +/-10В заземлить, а +/-22В подавать через мощные полевики, которые будут открываться сигналом когда это необходимо?

Это можно было бы назвать зеркаленьем, если бы изменяющийся входной ток задавался со стороны коллектора. А он задается, но постоянный,

Гы... так а каким должен быть задающий ток если не постоянным?

что дает термостабильное смещение управляющему тр-ру Q1, который включен с ОБ. Короче, имеет место обычный каскодный усилитель, но с бантиками

Ну не знаю, ТЗ Уилсона отличается от обычного ТЗ именно добавлением еще одного транзистора в каскодном включении для термостабилизации, можно, наверное, и так его рассматривать...

Offтопик:

Пошутил я Без обид.

Конечно, без обид и я ведь шуткую нужно же было что-нибудь ответить на такую реплику

[A.R.]

Мне не нравится что здесь транзисторы в блоке C закрыты, когда будут открываться внесут искажения. Вообще Сырицо пишет что такую схемотехнику целесообразно применять при Pвых > 25 Вт. В моем случае это не нужно, 15 Вт на канал для моей комнаты за глаза хватает.

Я тоже думаю, что лучше блок С смещать в АБ. Просто подавление искажений настолько хорошее, что в симуляции с дарлингтонами в Ц (мертвая зона +-1.2В) вся дрянь удавливалась. И дело не в выходной мощности, просто при питании +-5В и токе 5 ампер можно уже использовать хорошие недорогие тр-ры, вроде irfz34n, и иметь то же качество. Да и выходная будет около 5*5*4 = 100W. Нехило?

Может сделать без плавающего источника, а, например, среднюю точку +/-10В заземлить, а +/-22В подавать через мощные полевики, которые будут открываться сигналом когда это необходимо?

Тут возможно несколько вариантов, в т.ч. и с плавающим источником можно по-разному задавать неплавающее напр-е. Пока со средней точкой мне больше всех нравится.

Гы... так а каким должен быть задающий ток если не постоянным?

Да любым, а ток нагрузки должен его отражать с нужным К передачи. Так перебрасывают ток из входного каскада на лампе, например, выходному повторителю, на ходу превращая его в напряжение. При этом нагруженный транзистор (Q1) будет включен с ОЭ, а здесь -- ОБ. Разные вещи.