Однотактник на ГМ70

[PMCF]

В данном проекте пытаюсь получить уверенный артикулированный бас от лампового однотактника, с сохранением положительных качеств лампового звука на СЧ и ВЧ.
Пока макетируется только выходной каскад. Выходная лампа – ГМ70 с графитовым анодом (предполагаемый режим Ua=1130V, Ia=110mA, смещение сетки фиксированное Ug= -110V, внутреннее сопротивление лампы в рабочей точке около 1к7, катод на земле, сопротивление нагрузки 4 Ом приведенное к аноду Ra около 10 кОм). Накал выпрямленный стабилизированный (пульсации гладкие около 1мВ пик-пик) собран, анодное предполагается стабилизированное (три стабилизированных источника напряжения на 370В с эмиттерными повторителями в качестве регулирующих элементов, соединяются последовательно), смещение сетки от стабилизированного источника отрицательного напряжения.
Выходные SE трансформаторы – на киловаттном железе ОСМ1-1,0. С таким железом большой проблемой является ранний завал АЧХ из-за больших межслоевых и межобмоточных емкостей. Поэтому решено было делать намотку со средней щечкой (катушка состоит из двух галет). Это около 4 раз снижает межслоевые емкости в первичке, хотя (необходимый компромисс) увеличивает индуктивность рассеяния. Для снижения межобмоточных емкостей применено минимальное секционирование, первичка 6+12+6 слоев проводом 0,49мм по лаку, вторичка 4+4 слоев проводом 1,15 по лаку.
По факту, однако, все намеченные слои не уместились, пришлось первичку делать 6+10+6 слоев, получилось 3544 витка, активное сопротивление около 120 Ом. В каждом слое вторички 72 витка, все восемь слоев соединяются в параллель. Коэффициент трансформации n=3544/72 = 49,22, n*n=2423.
Расчетный суммарный немагнитный зазор получается 0,48мм, поставил 2х0,2=0,4мм, с учетом неидеальности прилегания «подков» железа. Индуктивность первички собранных трансов на частоте 100Гц около 75Гн. Один из выводов вторички соединен на «массу» железа. Для измерения предполагаемой АЧХ выходного каскада, провел измерения с генератором и осциллографом. Сигнал с генератора подается на первичку транса через резистор 1к6, который имитирует внутреннее сопротивление лампы. Вторичка транса нагружена сопротивлением 4 Ом. По амплитудам входной и выходной синусоид на разных частотах постороена АЧХ. На 10 Гц завал составляет -0,35дБ, на 20кГц завал около -1,5дБ. На более высоких частотах видны резонансы, исключить которые с большим железом является трудной задачей, и пока не решенной в данной конструкции транса.
Прилагаю фото входной и выходной синусоид на 10Гц, и меандры на 100Гц.

[PMCF]

Меня немного успокоила прогнозируемая АЧХ с вышеукзанным трансом, поскольку в топовых аппаратах она существенно хуже по НЧ.

"Ламповый усилитель Renaissance-25SE Цена: 130 000 euro Номинальная выходная мощность - 25 Вт, чувствительность - 1 В, частотный диапазон - 18-22000 Гц."

[hydr]

Поэтому решено было делать намотку со средней щечкой (катушка состоит из двух галет). Это около 4 раз снижает межслоевые емкости в первичке,

Один из выводов вторички соединен на «массу» железа.

1. Не очень понятно как средняя щечка снижает межслоеые емкости "около 4 раз". А, что при этом с межобмоточными емкостями?

2. Разница в активном сопротивлении параллельных ветвей вторички будет существена а это рост индуктивности рассеяния ( в принципе такое соединение возможно и иногда даже полезно, но тогда конструкция первички должна быть иной).

3. Не смотря на соединении вторички с "массой" сердечника у Вас по сути, при снятии АЧХ, вторичка висела в воздухе. Для ламп с таким напряжением на аноде эксплуатация усилителя с незаземленной вторичкой опасна. Даже если есть стопроцентная гарантия по изоляции, емкостные токи обеспечат ощутимый удар и дырку в шкуре.
С заземленной же вторичкой АЧХ может Вас разочаровать.

С уважением hydr.

[Svjatoslav_]

PMCF, респект! За то что взялись за ламповый Эверест. ))))
И пожелание успешно его покорить.
Вопросы.
1. Какое измеренное выходное сопротивление усилителя в диапазоне 20-100 Гц?
2. Были проблемы с "артикулированным" басом от других ламповых SE? Решение этой проблемы видите в бОльшей мощности усилителя?

[PMCF]

2 hydr. Благодарю за профессиональные комментарии. Жаль только, я не нашел указаний какой "тогда конструкция первички должна быть". В трансформаторных делах много профессиональных секретов.

Снижение межслоевых емкостей при галетной намотке - я согласен, это некорректное выражение, но часто его применяют как некий жаргон, когда читающий должен додумывать что имеется в виду в более точных формулировках. Это же относится к фразам, когда говорят о "снижении межслоевой емкости" при Z-обмотке. На самом деле снижаются в 2 раза межслоевые емкостные токи, за счет снижения в 2 раза межвитковых напряжений, и снижаются в 4 раза джоулевы потери:
"Межслоевую емкость С можно оценить зная площадь слоя и расстояние между слоями (диаметр провода с изоляцией+изолирующая прокладка, у которой может быть и диэлектрическая проницаемость больше 1). Межслоевой емкостный ток I равен U*omega*C где U- напряжение выдаваемое одним слоем. Джоулевы потери I^2*R где R- сопротивление обмотки."
А емкость - это чистая геометрия и диэлектрическая проницаемость, которые не меняются при галетировании. При сравнении энергии в "межслоевом конденсаторе" C*U**2, при традиционной, Z-обмотке, и галетной обмотке, простой расчет с помощью программы Excel показывает снижение энергии в соответствии с коэффициентами 1, около 0,7 при Z, и 0,25 при галетной.

Про заземление одного из выводов вторички, Вы имеете в виду обязательность посадки на заземляющий провод в розетке, или достаточно будет в моих макетных измерениях соединить вторичку с общим проводом на выходе генератора?

---------- Сообщение добавлено 15:27 ---------- Предыдущее сообщение было 15:19 ----------

PMCF, респект! За то что взялись за ламповый Эверест. ))))
И пожелание успешно его покорить.
Вопросы.
1. Какое измеренное выходное сопротивление усилителя в диапазоне 20-100 Гц?
2. Были проблемы с "артикулированным" басом от других ламповых SE? Решение этой проблемы видите в бОльшей мощности усилителя?

До усилителя пока еще далеко, собираются пока только его основные блоки. Грубая прикидка выходного сопротивления говорит, что при квадрате коэффициента трансформации около 2500, и внутреннем сопротивлении лампы 1к7, Rвых будет менее 1 Ом, в районе 0,7 Ом.
Артикуляция баса действительно получше на ГМ-70 по сравнению с 300В, слушал разные варианты. Причины пока не понятны, но дело не только в Rвых. Фантазировать по этому поводу не хотелось бы.

[Svjatoslav_]

Если сравнивались в идентичных условиях, то скорее всего дело именно в Rвых, и во вторую очередь, в энерговооружённости ("беспрпосадочности") БП.
Не раз сталкивался с тем, что расчёты сильно занижают Rвых, а реальное в разы, или на порядок больше.
Что и "размазывает" "артикуляцию" несогласованной АС.

[jett]

скорее всего дело именно в Rвых

Я тоже так думаю.

[PMCF]

Я тоже так думаю.

Ответ неверный, на 300В Rвых было 0,6 Ом, на ГМ70 было 1,1 Ом, однако в последнем случае бас походил на германиевый безОООСник с Rвых 0,07 Ом.
Если читать про усилители Макарова, то у него тоже Rвых более 1 Ом. Масса выходного транса, однако, сверхбольшая.

[riosit]

Ответ неверный, на 300В Rвых было 0,6 Ом, на ГМ70 было 1,1 Ом, однако в последнем случае бас походил на германиевый безОООСник с Rвых 0,07 Ом. Если читать про усилители Макарова, то у него тоже Rвых более 1 Ом. Масса выходного транса, однако, сверхбольшая.

точности ради:

Выходной импеданс у Императора менее 0,4 Ом, разумеется, без ОООС, поскольку её нет.

[Нодир]

Не очень понятно как средняя щечка снижает межслоеые емкости

Снижение межслоевых емкостей при галетной намотке - я согласен, это некорректное выражение, но часто его применяют как некий жаргон, когда читающий должен додумывать что имеется в виду в более точных формулировках.

Думаю, Владимир имел в виду - собственную распределенную емкость обмотки.
При галетном секционировании, прилично снижается емкость, но растет индуктивность рассевания трансформатора. Оба параметра, как известно, влияют на ВЧ диапазон... "как всегда" компромис, или выбирать из двух зол меньшее. По мне, в данном проекте, емкость - бОльшее зло, т.к. она "прокачивается" током, и для этого нужны лампы с малым внутренним сопротивлением. Чего не скажешь о ГМ70.
Так что выбранный автором способ секционирования, видится верным.

[aleck]

Владимир!

Лучше возьмите 845 вместо ГМ 70. Анодное меньше!

И главное: Всегда держите левую руку за спиной при любых измерениях, если вы правша.

[hydr]

Жаль только, я не нашел указаний какой "тогда конструкция первички должна быть"

и снижаются в 4 раза джоулевы потери

А емкость - это чистая геометрия и диэлектрическая проницаемость, которые не меняются при галетировании. При сравнении энергии в "межслоевом конденсаторе" C*U**2, при традиционной,

Про заземление одного из выводов вторички, Вы имеете в виду обязательность посадки на заземляющий провод в розетке, или достаточно будет в моих макетных измерениях соединить вторичку с общим проводом на выходе генератора?

С конца.

1. Да, с генератором.

2. Все правильно расчет динамической емкости удобней всего (и наглядней) вести через вычисление интегральной суммы энергии на элементарных емкостях. Разность напряжений вычисляется не сложно. Нужно только помнить о том, что на частотах близких к Fрез этот метод дает серьезную погрешность из-за поворота фазы, который делает трудно определяемой разность напряжений.
А в приннципе подход при котором мы стараемся расположить обмотки так, что бы сумма квадратов напряжения приложенного к элементарным емкостям была минимальна, абсолютно верен.
Относительно межслоевой емкости. Она минимальна когда у вас каждый слой в секции обмотки начинается с одной и той же стороны катушки. Это порождает неудобства с коммутацией, но .....
Есть еще один прием, снижающий межобмоточную. При сохранении суммарной толщины межобмоточной изоляции толщину изоляции между конкретными секциями распределить пропорционально разности напряжения между этими секциями.

3. Джоулевы исчезающе мало связаны с емкостью. Ток через емкость реактивный.

4. Если ток в ветвях вторичной обмотки снижается к периферии обмотки то ровно так же должена снижаться напряженность поля создаваемая секциями первичной обмотки. Этого достигают изменением числа секций и пр. ухищрениями. Грубо говоря суть в том, что бы ближайшие к друг другу секции первички и вторички создавали одинаковую напряженность магнитного поля. В этом случае внешнее поле (выходящее за пределы катушки) будет практически отсутствовать, что есть очень хорошо с точки зрения уменьшения Ls.
Полезность этого приема заключается в том, что индуктивность рассеяния пропорциональна квадрату напряженности поля и объему в котором это поле заключено. Если мы побороли внешнее поле с помощью вышеуказанного приема, то вот поле между секциями непобедимо и равно сумме полей рядом расположенных секций первички и вторички.
Понятно, что объем пространства между секциями увеличивается к периферии катушки, но одновременно мы с вами уменьшаем ток в секциях и соответсвенно резко валится величина энергии магнитного поля (Н^2) ( есть хитрая возможность увеличивать толщину межобмоточной к периферии не увеличивая индуктивность рассеяния).

Лучше всего когда энергия магнитного поля (V * m0 *Н^2)/2 во всех промежутках будет одинакова.
Это условие наименьшего Ls и заодно гарантия от частных резонансов.

С уважением hydr.

[jett]

Ответ неверный, на 300В Rвых было 0,6 Ом, на ГМ70 было 1,1 Ом, однако в последнем случае бас походил на германиевый безОООСник с Rвых 0,07 Ом.

Ну так кроме вых. сопротивления есть еще просто характер звучания данной лампы, одни из них басовитые, бас глубокий и тяжелый, но... однообразный (6с45п, например), другие имеют такой себе легкий басок (6н14п), третьи роскошно гудят на мидбасе (6н8с) и т. д.

[Svjatoslav_]

Ответ неверный, на 300В Rвых было 0,6 Ом, на ГМ70 было 1,1 Ом, однако в последнем случае бас походил на германиевый безОООСник с Rвых 0,07 Ом.
Если читать про усилители Макарова, то у него тоже Rвых более 1 Ом. Масса выходного транса, однако, сверхбольшая.

А как у них было насчёт второго фактора - энерговооружённости блоков питания? Стабилизированные/нестабилизированные?
Силовые трансформаторы были одного конструктивного типа?

Лучше бы эту непонятку с разным характером "баса" этих двух прямонакалок разрешить на стадии макета.

Если не секрет, какая применена межслойная изоляция в ТВЗ? Ещё интересно, на какой точно частоте в нём происходит "режекция" выходного напряжения (40 кГц?), и какая полоса мощности по стандартному уровню -3 дБ.


Off. Не стоит бояться повышенного или высокого (сотни Ом, килоомы) Rвых усилителя. Оно даже предпочтительно. Всё равно акустика стыкуется с теми параметрами усилителя, что будут в итоге. Состыковать можно любой вариант.

Германий - вообще тема отдельная. На нём даже с ОООС можно получить спектр Кг как у лампового однотактника. ))))

[PMCF]

1. Да, с генератором.

Соединил общий генератора с железом транса, на 10 и 20кГц изменения практически никакие, резонансы на тех же частотах, может только на 100кГц выходное чуть просело.

---------- Сообщение добавлено 14:29 ---------- Предыдущее сообщение было 14:25 ----------

А как у них было насчёт второго фактора - энерговооружённости блоков питания? Стабилизированные/нестабилизированные?
Силовые трансформаторы были одного конструктивного типа?
Лучше бы эту непонятку с разным характером "баса" этих двух прямонакалок разрешить на стадии макета.
Если не секрет, какая применена межслойная изоляция в ТВЗ? Ещё интересно, на какой точно частоте в нём происходит "режекция" выходного напряжения (40 кГц?), и какая полоса мощности по стандартному уровню -3 дБ.

Во всех отслушанных вариантах БП были традиционные, с дросселями. В деталях различия наверное были, энерговооруженность конечно далека от макаровских критериев. Поэтому я делаю стабилизированное анодное, чтобы не ставить кучу кондеров в анод.
Межслоевая изоляция - прочная лавсановая пленка (0,015мм) в два слоя. Мотал не я, более опытный в этом деле товарищ (несколько ГМ70 уже работают с его трансами).
Первый минимум на АЧХ соответствует около 38кГц. Полосу мощности померяю уже наверное на готовом выходном каскаде, предположительно чуть больше 20кГц.

[Михаил45]

С уважением отношусь к твоему титаническому СЕ труду. У Макарова был? Хобби хорошо, но это лишь еще один бессмысленный шаг к правильному решению.

[PMCF]

С уважением отношусь к твоему титаническому СЕ труду. У Макарова был? Хобби хорошо, но это лишь еще один бессмысленный шаг к правильному решению.

Я пока не чувствую, что правильное решение лежит в другой стороне, наоборот с каждым годом укрепляюсь в правильности СЕ.

[Svjatoslav_]

...Хобби хорошо, но это лишь еще один бессмысленный шаг к правильному решению.

Ничего необычного не вижу. "Пристрелка" по крайним точкам аудиополя, чтобы выбрать на нём свой комфортный участок.
Который часто бывает случайным результатом удачного совпадения свойств УМЗЧ, АС, комнаты прослушивания и жанровых предпочтений обладателя сего.
Если жанровые предпочтения широкие, то иногда таких комлектов (АС/УМЗЧ) два, или больше.

Я пока не чувствую, что правильное решение лежит в другой стороне, наоборот с каждым годом укрепляюсь в правильности СЕ.

Это если принять за "правильность" обязательный аграмадный уровень 2-й гармоники УМЗЧ при полном истреблении остальных. ))))

[теоретизирующий практик]

Это если принять за "правильность" обязательный аграмадный уровень 2-й гармоники УМЗЧ при полном истреблении остальных. ))))

Понятие агромадности весьма относительное, но в любом случае при существенной 2й "гармоничной" гармоники как правило в реальном сигнале появляется множество интермодуляционных тонов, далеко не гармонично звучащих. Посмотрите недавние результаты по ЗАРАТУСТЕ, 2я гармоника около 0,6%, лес "интермодов", но тем не менее субъективные оценки хорошие. Как то всё субъективно, особенно если тестирование не слепым методом.

[stan marsh]

Offтопик:
Построение УНЧ на ГМ-70 - это инициация. Совершенно глупое и бесполезное действо с целью доказательств аудиомужественности. Ну, как сиганье голожопых дикарей с пальмы вниз головой... Зато, потом можно переходить к более осмысленному и нужному.