УПТ-цирклотрон или ВАСИЛЁК-2
Как и обещал в последнем посте, я продолжил работу над цирклотроном с целью улучшения параметров устройства.
Я думаю этот тип усилителей не получил должного распространения по причине сложности изготовления с приемлемым качеством, необходимости использования дорогостоящих комплектующих и неудобства в использовании в виду больших габаритов и тепловыделения.
Познакомившись с разработками последних лет меня в наибольшей степени заинтересовало семейство усилителей типа цирклотрон и что бы разобраться получше я изготовил три варианта усилителя (два опубликованы на форуме https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=75365 и https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=74921 ), а первый был гибридом, отличающимся от второго только тем, что дифкаскад был выполнен на лампе 6Н21Б с питанием 120В . Эти конструкции отличались приятным звуком, но и имели свои недостатки. Главные из них: большое тепловыделение, габариты, вес. Кроме того портили удовольствие: относительно большой уровень фона и быстро растущие с увеличением выходного сигнала нелинейные и интермодуляционные искажения.
В процессе поиска новых подходов, когда уже работали первые макеты, наткнулся на ссылку : http://rep.bntu.by/bitstream/handle/...pdf?sequence=1 ,где предлагалось практически то же, что я сделал, но с ошибками в приведенной схеме и параметрами, которые при повторении приведенной в статье схемы мне достичь не удалось. Очень бы хотелось познакомиться с автором, очень талантливый молодой человек, а ошибки у всех бывают…
В результате доработки этой схемы и внесения в нее своих идей появилось два варианта цирклотронов, первый уже испытан в двух вариантах (на MOSFET и на Дарлингтонах).
Второй вариант уже в процессе испытаний, когда будет все проверено опубликую.
К основным достоинствам предлагаемого к рассмотрению усилителя можно отнести:
- возможность выбора режима выходного каскада от А до АВ или даже В, в зависимости от предъявляемых требований,
- усилитель являются широкополосными усилителями постоянного тока, что позволяет желающим усиливать и инфразвук и ультразвук, а кому не надо – можно поставить соответствующие фильтрующие цепочки на входе и выходе,
- использование доступных комплектующих (всего 3 активных компонента на канал плюс пара старых транзисторов для организации смещения, свободно продающиеся в интернет магазинах по невысокой стоимости) без необходимости их подбора по параметрам,
- характерное для цирклотронов прекрасное звучание, сохраняющееся при малых токах покоя (для каждого вида полупроводников оптимальные величины тока разные , но в разы меньше классических цирклотронов) ,
- меньший вес, габариты и тепловыделение, соответственно,
- безразличие к величине сопротивления нагрузки (изменяется только амплитуда на которой начинаются ограничения выходного сигнала, а выходное сопротивление на малом сигнале вообще померить доступными мне методами не удалось – меньше 0,01 Ом),
- практически отсутствие переходных процессов при включении ( если на вход не подается сигнал, то в выключенном состоянии, при включении, при работе и при выключении в динамиках тишина)
- возможность без существенных переделок использовать другие доступные комплектующие, конечно с изменением характеристик устройства, но при правильном выборе возможно сохранение или даже улучшение параметров устройства.
Надеюсь схема достаточно проста для понимания и представляет из себя драйвер-фазоинвертор и два повторителя с «плавающими питаниями». Однако есть и ряд особенностей:
- в фазоинвертор я добавил потенциометр, позволяющий добиться наиболее точного совпадения амплитуд его выходных сигналов, которые могут быть вызваны разбросом параметров резисторов,
- потенциометр в общей точке выходных каскадов позволяет сбалансировать токи покоя и добиться минимума второй гармоники,
- потенциометр цепей смещения выходных каскадов устанавливает ток покоя за счет подачи отрицательного напряжения желаемой величины на общую точку выходных каскадов, при том, что их входные цепи находятся в покое под нулевым потенциалом,
- транзисторы цепей смещения удобно использовать в качестве шайб под винты, крепящие выходные транзисторы на радиаторе, что увеличивает тепловой контакт, ускоряет их прогрев и поскольку их два, реакция будет и в том случае, если перегревается только один выходной транзистор.
Как большинство фурманчан, наверняка, догадываются, в примененной схеме возбуждения выходных каскадов максимально достижимая амплитуда выходного сигнала ограничена удвоенной амплитудой на выходе плеч фазоинвертора минус потери в выходных каскадах, а так же напряжением питания выходных каскадов под максимальным током, минус напряжение насыщения выходных транзисторов (или приближением к настолько нелинейному участку характеристики, что ООС не в состоянии ее компенсировать).
Изменение напряжений питания выходных каскадов при изменении потребляемого тока за счет потерь в трансформаторе и увеличения пульсаций на конденсаторах выпрямителей создают условия для снижения максимально достижимой амплитуды не искаженного выходного напряжения при уменьшении сопротивления нагрузки и при увеличении тока покоя. При проведении испытаний я специально использовал относительно маломощный трансформатор (ТА-127\220-196-50), что бы исследовать эту зависимость.
На рисунках приведены результаты измерений при различных токах покоя на нескольких нагрузках, спектры выходного сигнала, сводные таблицы параметров измерений на нагрузках 1,5 Ом, 2 Ом, 4 Ом, 8 Ом и без нагрузки с уровнями на 1 В меньше ограничения для данной нагрузки.
Результаты тестов для схемы с Дарлингтонами:
Результаты тестов для схемы с MOSFET:
. Результаты получены с помощью программы Rmaa6 http://audio.rightmark.org/index_new_rus.shtml .
Поскольку выход цирклотрона сугубо симметричен и компенсация гармоник в том числе и в нагрузке, измерение параметров представляет из себя отдельную задачу по созданию измерителя с симметричным входом. На первых порах мне удалось решить эту задачку, использовав трансформатор ТВК-110Л. К сожалению, мне так и не удалось его достаточно заэкранировать и нет уверенности, что какая-то часть гармоник не генерируется самим трансформатором. Поэтому я сейчас обдумываю изготовление измерительного дифференциального усилителя для включения на вход звуковой карты. Не удивлюсь, если параметры усилителя окажутся на самом деле лучше, чем удалось пока намерить.
Сообщение от Игоревичь
Именно так, плюс обвязка для удержания ОУ от залипания путем обхода закрытого транзистора по ООС.
Социальные закладки