Гибридный усилитель Mugen второе рождение

[ivan62]

Для начала предистория.
Собрал данный усилитель, запустил.
Со временем появилпсь идея, добавить данному усилителю линейности, заменить входной и выходной каскады.
Сделать его блочным для удобства настройки ремонта.
Изменить кастрированную защиту.
В целом много идей которые уже вполне реализованны.
Нужна помощь в ламповой части.
Автор статьи: http://radiopages.ru/hybrid_m.html
Ветка для обсуждения: https://vk.com/club163561324

Входной каскад:

Диф. каскад автором был введён в исходную схему для организации общей отрицательной обратной связи. Позже он пришёл к выводу, что усилитель хорош и без неё. Однако, диф. каскад оставил.
Между тем, он проявляет себя во всей своей красе только при идентичных элементах. А говорить об идентичности ламп, пусть даже в одном баллоне, можно только с большой натяжкой. Да и подавление чётных гармоник тут тоже лишнее. Раз лампы стоят, пусть нас радуют звуком!
Поэтому предлагаю избавиться от диф. каскада.
Разумеется, обычный резистивный тоже не наш вариант. Линейность от наших переделок страдать не должна.
Рассматриваем варианты, как здесь: http://radiopages.ru/lampa.html

Кстати, катодный повторитель тоже стоит переделать. Сюда напрашивается по классике - 6Н6П (из-за низкого внутреннего сопротивления) и источник тока в катод. Только не на микросхемах! пара транзисторов брешь в кошельке не пробьют, а по частотным свойствам всяко лучше будут.
Итак, наш усилитель будет без общей отрицательной обратной связи, следовательно от всех каскадов нам требуется высокая линейность! Пусть даже в ущерб усилению.
Первый каскад у нас ламповый. Классический резистивный каскад не подходит - высокое усиление, но линейность не очень.
Как показали исследования Андрея Чуффоли и Евгения Карпова, наилучшую линейность лампа даёт с активным источником тока в нагрузке. При этом коэффициент усиления такого каскада практически равен мю лампы.
Как показали эксперименты, источник тока на полевых транзисторах обеспечивает бОльшую амплитуду выходного сигнала.
Недостатком такого решения является малая нагрузочная способность. Но и так ламповый каскад с высоким выходным сопротивлением скрестить с транзисторным низкоимпедансным каскадом без дополнительных ухищрений не получится.
Напрашивается катодный повторитель.
Он, собственно, и был в авторском варианте. Часто предлагали его доработать: заменить резистор в катоде на активный источник тока... на микросхеме. Как показывает практика, микросхемы в таклм включении в звуковых цепях имеют неважные динамические характеристики. Поэтому источник тока лучше собрать на транзисторах.
Но! Не знаю, как давно гуляет эта идея, мне она попалась относительно недавно. Существенно повысить линейность катодного повторителя можно, если источник тока сделать динамическим, то есть управляемым сигналом.
Евгений Карпов такое решение применил в своём последнем гибридном усилителе. Правда, почему-то только в выходном каскаде.
Итоговая схема ламповой части вырисовывается такая:

Собственно, в плане схемотехники сюда вряд ли получится что-то добавить для улучшения линейности.
Ах, да - можно зашунтировать R4 электролитическим конденсатором. Но небольшая местная ООС не помешает. Усиления хватит, а линейность повысится.

Осталось выбрать лампы и режимы.
А почему бы не использовать лампу 6Ф3П? Триодная часть там очень неплоха, а мощный пентод в триодном режиме для катодного повторителя будет самое то. По одной лампе на каждый канал в итоге потребуется.
Может кто посчитать режимы и в симуляторе покрутить?
Варианты ламп (самые распространённые):
1. 6Ф3П - две лампы в одном балоне. Триод на вход, пентод (в триодном включении) в повторитель

2. 6Н1П - первый каскад
3. 6Н23П - первый каскад

В катодный повторитель лампы с низким внутренним сопротивлением:
1. 6Н6П
2. 6Н23П

Выбираем!

(6Н2П - минимальные искажения при смещении 0,23В. Это слишком мало.)

[Сергей Гапоненко]

Подход очень интересный, но выбор ламп не самый лучший.
Имеет смысл рассматривать 6Э6П, 6с45П в выходной каскад.
Во входной предлагаю рассмотреть 6С3П(4П).

[ivan62]

Было желание обойтись одной 6ф3п. Но покрутить с режимами нет возможности в симуляторе.

---------- Сообщение добавлено 07:20 ---------- Предыдущее сообщение было 07:17 ----------



---------- Сообщение добавлено 07:20 ---------- Предыдущее сообщение было 07:20 ----------

Собственно оригинал.

---------- Сообщение добавлено 07:22 ---------- Предыдущее сообщение было 07:20 ----------




К сожалению на схем нет меня проигнорили и помимо транзисторной части ничего хорошего не сказали. Может тут помогут.

---------- Сообщение добавлено 07:23 ---------- Предыдущее сообщение было 07:22 ----------

Аппарат весьма музыкальный.

[Semigor]

Все это с успехом можно заменить гибридным СРПП на одной лампочке 6Э6П, (6Н6П, 6Н30П) и одном транзисторе BSP129, (CPC5602, DN2540).

[ivan62]

По транзисторной части было решено так:
Доводы автора, что не бывает полностью комплементарных транзисторов и потому он сделал выходной каскад на одинаковых транзисторах, считаю не убедительными.
Да, транзисторы разной структуры немного отличаются. Но и каскады Шеклаи и Дарлингтона тоже по своим свойствам отличаются... и далеко не чуть-чуть!
Известный гуру усилителей в своих конструкциях использует комплементарные каскады... по схеме Шеклаи, отмечая их лучшие свойства по сравнению с Дарлингтоном.
Предлагаю за основу взять вариант выходного каскада Дугласа:
Разумеется, мы его доработаем и адаптируем под себя.
Выходной каскад без особых премудростей, по образцу от Дугласа Селфа:
И второй момент: Когда я тестировал такой каскад, то без обратной связи наблюдал сильную нестабильность нуля на выходе.
Городить сюда интегратор очень не хочется.
Замена источников тока обычными резисторами (как в оригинале МюГена) колебания нуля успокоила.
Но так хочется оставить ГТС - с ними и линейность и входное сопротивление повыше.
Может кто испытает эту схему? Фишка в том, что я экспериментировал с германиевыми транзисторами
Кремний может повести себя по другому.
Или помогут конструктивные решения: транзисторы Т1, Т2, Т4, Т5 разместить максимально близко друг к другу, возможно, даже закрыть общим кожухом, для повышения термостабильности.

---------- Сообщение добавлено 09:31 ---------- Предыдущее сообщение было 07:54 ----------

Все это с успехом можно заменить гибридным СРПП на одной лампочке 6Э6П, (6Н6П, 6Н30П) и одном транзисторе BSP129, (CPC5602, DN2540).

По нагрузочной способности катодный повторитель лучше. Да и по линейности предложенная связка думаю, что переиграет SRPP.
Этот каскад хорош при высокоомной нагрузке. У него своих минусов хватает.

[Semigor]

По нагрузочной способности катодный повторитель лучше.

Ну, то что у вас нарисовано, правильнее назвать эмиттерным повторителем, а не катодным, поскольку его выходное сопротивление определяется именно транзистором. В связи с этим не понятно, зачем тут вообще нужна лампа.

[fakel]

Ну, то что у вас нарисовано, правильнее назвать эмиттерным повторителем, а не катодным, поскольку его выходное сопротивление определяется именно транзистором. В связи с этим не понятно, зачем тут вообще нужна лампа.

Ты будешь смеяться но это Шиклаи!

---------- Сообщение добавлено 13:06 ---------- Предыдущее сообщение было 13:04 ----------

Предлагаю за основу взять вариант выходного каскада Дугласа
Разумеется, мы его доработаем и адаптируем под себя.

Упрощай цепи смещения. Вольтодобавки будет достаточно

---------- Сообщение добавлено 13:08 ---------- Предыдущее сообщение было 13:06 ----------

Когда я тестировал такой каскад, то без обратной связи наблюдал сильную нестабильность нуля на выходе.
Городить сюда интегратор очень не хочется.

Используй межкаскадный понижающий трансформатор. Я в свое время наигрался с емкостной связью лампы и транзисторного ВК. Больше не хочу.

---------- Сообщение добавлено 13:09 ---------- Предыдущее сообщение было 13:08 ----------

Но так хочется оставить ГТС - с ними и линейность и входное сопротивление повыше.

Вольтодобавка: по постоянке - резистор, по сигналу - источник тока

---------- Сообщение добавлено 13:13 ---------- Предыдущее сообщение было 13:09 ----------

Может кто испытает эту схему?

Давным давно. Шиклаи в традиционном виде не очень хороша для звука - драйвер закрывается. Чтобы не закрывался - надо уменьшать базоэмиттерный резик, шунтирующий эмиттерный переход выходника. Но тогда падает петлевое и Шиклай требует низкого выходного сопротивления преда. Попытка примирить противоречия здесь https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=79543

---------- Сообщение добавлено 13:18 ---------- Предыдущее сообщение было 13:13 ----------

или так

Однако, диф. каскад оставил.
Между тем, он проявляет себя во всей своей красе только при идентичных элементах. А говорить об идентичности ламп, пусть даже в одном баллоне, можно только с большой натяжкой. Да и подавление чётных гармоник тут тоже лишнее. Раз лампы стоят, пусть нас радуют звуком!
Поэтому предлагаю избавиться от диф. каскада.

спектр искажений ДК можно регулировать, например, так https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=60304

[Semigor]

Offтопик:

Ты будешь смеяться но это Шиклаи!

Не, я помню, что все схемы - это Шиклаи

[fakel]

Сюда напрашивается по классике - 6Н6П (из-за низкого внутреннего сопротивления) и источник тока в катод.

вариант, проще чем в топе https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=67926

---------- Сообщение добавлено 13:26 ---------- Предыдущее сообщение было 13:24 ----------

Доводы автора, что не бывает полностью комплементарных транзисторов и потому он сделал выходной каскад на одинаковых транзисторах, считаю не убедительными.

Как в схеме автора - правильно считаешь. А вот если схема - цирклотрон...

---------- Сообщение добавлено 13:28 ---------- Предыдущее сообщение было 13:26 ----------

Первый каскад у нас ламповый. Классический резистивный каскад не подходит - высокое усиление, но линейность не очень.
Как показали исследования Андрея Чуффоли и Евгения Карпова, наилучшую линейность лампа даёт с активным источником тока в нагрузке. При этом коэффициент усиления такого каскада практически равен мю лампы.

Не забывай про нелинейное входное сопротивление ВК. Именно оно здесь определяет линейность УНа, поэтому пляски с ИТ бесполезны, пока не выровняешь Rвх ВК

---------- Сообщение добавлено 13:29 ---------- Предыдущее сообщение было 13:28 ----------

Поэтому источник тока лучше собрать на транзисторах.

Бери сигнал со стоков нижнего, а лучше верхнего транзистора. Там сопротивление ниже (еще ниже на верхнем, такой двухэтажный Дарлингтон получается)

---------- Сообщение добавлено 13:33 ---------- Предыдущее сообщение было 13:29 ----------

Ах, да - можно зашунтировать R4 электролитическим конденсатором. Но небольшая местная ООС не помешает. Усиления хватит, а линейность повысится.

Не повысится. Потому что поскольку ток зафиксирован ИТ, на катодном резике не выделится сигнал ООС. Единственное, что повысится - это фон, т.к. выходнгое сопротивление лампы возрастет и коэфф-т подавления пульсаций питания равный отношению дифф сопротивления ИТ к сопротивлению каскада - уменьшится. Поэтому кондер в катоде - обязателен

---------- Сообщение добавлено 13:34 ---------- Предыдущее сообщение было 13:33 ----------

Было желание обойтись одной 6ф3п. Но покрутить с режимами нет возможности в симуляторе.

В Микрокапе есть аналог - 6BM8 - триод и 6BM8P - пентод

---------- Сообщение добавлено 13:39 ---------- Предыдущее сообщение было 13:34 ----------

Но и каскады Шеклаи и Дарлингтона тоже по своим свойствам отличаются... и далеко не чуть-чуть!

Конкретно в схеме стоит диод Баксандалла, который выравнивает Дарлингтон с Шиклаи, путем ухудшения второго до первого

---------- Сообщение добавлено 13:42 ---------- Предыдущее сообщение было 13:39 ----------

По нагрузочной способности катодный повторитель лучше. Да и по линейности предложенная связка думаю, что переиграет SRPP.
Этот каскад хорош при высокоомной нагрузке. У него своих минусов хватает.

Семигор дело говорит: выходное сопротивление его УН - несколько десятков Ом, особенно если экр сетку завести на эмиттер

[теоретизирующий практик]

Offтопик:

Используй межкаскадный понижающий трансформатор. Я в свое время наигрался с емкостной связью лампы и транзисторного ВК. Больше не хочу.

А что там не так? Сложность адекватного контроля включения - выключения? Ухудшение ТТХ? Или и то и другое? Кажущаяся простота гальванической развязки конденсатором сильно впечатляет.

P.S. А если конденсаторно-трансформаторная связь? Трансформатор сильно проще и лучше будет. Особенно для цирклотрона.

[hydr]

Как показали исследования Андрея Чуффоли и Евгения Карпова, наилучшую линейность лампа даёт с активным источником тока в нагрузке. При этом коэффициент усиления такого каскада практически равен мю лампы.
Как показали эксперименты, источник тока на полевых транзисторах обеспечивает бОльшую амплитуду выходного сигнала.
Недостатком такого решения является малая нагрузочная способность. Но и так ламповый каскад с высоким выходным сопротивлением скрестить с транзисторным низкоимпедансным каскадом без дополнительных ухищрений не получится.
Напрашивается катодный повторитель.
Он, собственно, и был в авторском варианте. Часто предлагали его доработать: заменить резистор в катоде на активный источник тока... на микросхеме. Как показывает практика, микросхемы в таклм включении в звуковых цепях имеют неважные динамические характеристики. Поэтому источник тока лучше собрать на транзисторах.
Но! Не знаю, как давно гуляет эта идея, мне она попалась относительно недавно. Существенно повысить линейность катодного повторителя можно, если источник тока сделать динамическим, то есть управляемым сигналом.
Евгений Карпов такое решение применил в своём последнем гибридном усилителе. Правда, почему-то только в выходном каскаде.

Собственно по ламповой части рецепт Вами уже получен. Очень правильное и авторитетное суждение Факела, - на выходе ламповой схемы трансформатор (личный опыт говорит о том, что все остальные варианты на голову ниже). С. Гапоненко сказал ....... 6С45П.....
Вот Вам и вся ламповая часть. 6С45П с трансформатором в аноде и коэффициентом трансформации по вкусу.
Пользовал сам результаты отличные. Не забыть параллельно первичке воткнуть 33кОм.

Offтопик:
Это в сказках триоды хорошо работают на бесконечное сопротивление нагрузки. А в реальной жизни такие схемные решения только накручивают на себя сложности: " лепим источник тока - плохо работает на реальную и переходные мама не горюй, ага - подправим повторителем, у этого своих заморочек полно, (так же все теоретические изыски рассыпаются при столкновении с реальной нагрузкой), ага подправим - влепим еще один источник тока. Потом можно еще заняться модернизацией источников тока. Широкополосный источник тока с нелинейностью менее -100дб на двух транзисторах? И так до........

С уважением hydr.

[Hennady]

Шиклаи в традиционном виде не очень хороша для звука

Offтопик:
когда то ты называл это бредом )))

[fakel]

Offтопик:
когда то ты называл это бредом )))

Пруф!

Не забыть параллельно первичке воткнуть 33кОм.

Вторичке и не резик а цобель

---------- Сообщение добавлено 21:40 ---------- Предыдущее сообщение было 21:39 ----------

Offтопик:

Очень правильное и авторитетное

не надо давить авторитетом, тем более чужим подвергай все сомнению

---------- Сообщение добавлено 21:41 ---------- Предыдущее сообщение было 21:40 ----------

6С45П с трансформатором в аноде и коэффициентом трансформации по вкусу.

Требует очень качественного электролита в катоде, а с фикс смещением уплывает

---------- Сообщение добавлено 21:42 ---------- Предыдущее сообщение было 21:41 ----------

А что там не так?

Память по постоянке из-за четных членов во входной характеристике, иначе говоря - выпрямление (детектирующий эффект)

---------- Сообщение добавлено 21:44 ---------- Предыдущее сообщение было 21:42 ----------

А если конденсаторно-трансформаторная связь?

В смысле без подмагничивания? Симметричный УН в помощь. А если симметричный УН раскачивает симметричный ВК, то транс получается на удивление простым и предсказуемым

[hydr]

Вторичке и не резик а цобель

Требует очень качественного электролита в катоде, а с фикс смещением уплывает

И в первичке и не цобель а резик. Тут вот какая штука нормальному межкаскаднику цобель не нужен. Это если он мотался слой- секция а вот ежели ленивый, рассказывающий сказки про вредность секционирования мотальщик тогда и цобелем не всегда спасешь ситуацию.
Почему резистор и почему в первичке:
1. По памяти ошибся с номиналом не 33кОм а 27 кОм. Если больше то 5я подымается с -100дб до -90дб, если меньше то резко подымаются с -120дб до -100дб 7я и 9я. В принципе для большинства гибридов это по барабану с их выходным каскадом, но порядок есть порядок.
2. В первичке по тому как нефиг нагружать током реактивные сопротивления образованные индуктивностью рассеяния.

Хороший и большой электролит нужен везде где используется автомат.

С уважением hydr.

[Pilot-65]

ivan62, я поддерживаю предложения hydr и fakel по поводу межкаскадника. Но есть неучтенный момент. Усилители с каскадом на 1 лампе, часто звучат хуже двухкаскадников. Почему так происходит, можно долго рассуждать и спорить. Вы, в разговоре затронули 6ф3п. А ведь на ней получаются замечательно звучащие усилители. Да мощность всего 2,5 Вт, да недостатки в басовом диапазоне. Но в случает с каменным повторителем, все это устраняется. Схема будет выглядеть примерно так

По сути левая часть схемы, уже самодостаточный УНЧ и позволяет выкинуть лишние транзисторы в выходной части. Такой мощный драйвер, без напряжения качнет простейший повторитель и обеспечит выходную мощность от 50 Вт. К плюсам схемы можно отнести довольно короткий тракт и гарантированно хорошее звучание. При макетировании можно применить твз1-9 или другой подобный трансформатор. В дальнейшем конечно намотаете правильный, с нужным Ктр. Цепочку из диодов, задающих ток, лучше заменить транзистором, установленным на радиатор. В общем простая схема, не дефицитные детали, собирается за вечер.

[Сергей Гапоненко]

Pilot-65 написал: "Усилители с каскадом на 1 лампе, часто звучат хуже двухкаскадников. Почему так происходит, можно долго рассуждать и спорить.
- резонное замечание.
Поэтому желательно при проектировании однокаскадных УН сразу закладывать сильноточную лампу типа 6С45П, 6Н30П, 6э6П (триодное включение) с током примерно 25-30 мА. Тогда не будет зависимости от входного сопротивления транзисторного каскада (об этом правильно написал Fakel). Но чем больше ток, тем меньше усиление по напряжению. например, у 6Н30П - примерно 10 всего. Для мощного усилителя нужен 2-каскадный УН.

[jett]

Выходной каскад без особых премудростей, по образцу от Дугласа Селфа:
И второй момент: Когда я тестировал такой каскад, то без обратной связи наблюдал сильную нестабильность нуля на выходе.
Городить сюда интегратор очень не хочется.

Без интегратора он и не будет работать, в смысле ноль на выходе будет гулять. Кроме того, без ООС такие вых. каскады имеют право на жизнь только в классе А, но не в АВ. К тому же, обычная двойка повторителей, а не Шиклаи, просто субъективно звучит лучше. Ну и наконец, а какое отношение вся эта схема имеет к Мю-гену ?

[hydr]

Pilot-65 написал: "Усилители с каскадом на 1 лампе, часто звучат хуже двухкаскадников. Почему так происходит, можно долго рассуждать и спорить.
- резонное замечание.
Поэтому желательно при проектировании однокаскадных УН сразу закладывать сильноточную лампу типа 6С45П, 6Н30П, 6э6П (триодное включение) с током примерно 25-30 мА. .......
....Но чем больше ток, тем меньше усиление по напряжению. например, у 6Н30П - примерно 10 всего. Для мощного усилителя нужен 2-каскадный УН.

Сначала за здравие, потом за упокой. При использовании 6С45П драйвером не нужен второй каскад. Ку =50 и Ri = 1200Ом.

С уважением hydr.

[Сергей Гапоненко]

Сначала за здравие, потом за упокой. При использовании 6С45П драйвером не нужен второй каскад. Ку =50 и Ri = 1200Ом.

С уважением hydr.

Ну да, сумбурно высказался я, согласен. Но если нужна побольше мощность, то с мю=50 Ку получится примерно 25, больше (30-35) - с конденсатором в катодной цепи, который повысит КНИ, или с мю-повторителем (но это приведет к добавлению второго триода).
Полагаю, что двухкаскадный ламповый УН надо проектировать, если нужно усиление по напряжению 50, не меньше. Тогда возникнет дилемма: делать два каскада с общим катодом или каскад с общим катодом на слаботочной лампе типа 6Н2П (12АХ7), 6Г2 плюс катодный повторитель на сильноточной типа 6Н6-6Н30П.
Здесь я не могу твердо сказать, что лучше. Возможны варианты. Я делал второй вариант по схеме Айкидо , предложенную Дж.Броски (фото), звучал очень прилично, но примуществ не увидел с однокаскадным на 6С45П, кроме Ку, один коллега на вегалабе повторил и оценил Айкидо на 12Ах7-6Н6П выше , чем SRPP на 6Э6П.

Режимы не лучшие, так как 12Ах7 любит более высокое напряжение, чем 6Н6. К тому же, сильное повышение напряжения на 6н6 одновременно потребляемую мощность повысит.



Если отказаться от катодного повторителя и делать два каскада с общим катодом, можно во втором каскаде ставить 6С19П, получим Ку около 2. Такая схема была в интернете с очень хорошим отзывом. Но такая концепция уже в этой ветке есть и показана выше на пентоде.

Вообще интересно, действительно, завысить мощность лампового УН до 2-3 Вт и получить "два в одном!". Вечером слушаем ламповый на небольшой мощности, а днем - гибридный с транзисторным УТ.
Если еще добавить твердотельный УН с переключателем, получим третий вариант. Причем, мне кажется интересным сделать транзисторный УН с питанием от лампового, т.е. высоковольтный. Возможно, это приблизит его звучание к ламповому (в хорошем смысле, не в смысле "улучшайзера-гармонайзера", подкрашивающего голоса).
С биампингом можно иметь полностью твердотельный в нижнем регистре и полностью ламповый - в верхнем регистре. Чем не сюжет для проекта? 4 опции: ламповый маломощный, гибридный очень мощный, твердотельный очень мощный и биампинг ламповый-твердотельный.

[Hennady]

Схема будет выглядеть примерно так

С5 в такой схеме лишний, его просто переподключить на землю, если несбабилизированое питание...
Взвешенная "средняя точка" имеет смысл при её заземлении, при однополярном - ИМХО нет....