Гибридный усилитель - проект Zarathustra

[deemon]

Вот , наконец-то нарисовал схему своего гибридного усилителя . Вообще , я уж не раз замечал , что мне проще сделать схему , чем её нарисовать и выложить куда-нибудь Идея этой схемы возникла 10 лет назад - сначала я обнаружил прекрасные звуковые свойства лампы 6Э5П , а потом стал пробовать её с разными выходными каскадами . Я пробовал много чего , вплоть до ГМ-70 , и тогда же решил испытать свою давнюю идейку - сделать параллельный повторитель со смещением напряжением , чтобы устранить органически присущие классическому варианту недостатки , а именно ограничение по выходному току и довольно большие потери по напряжению выхода . Результат превзошёл все ожидания . Мнение о том , что такое смещение неминуемо приведёт к тепловой нестабильности каскада - оказалось совершенно неверным . Если обеспечить тепловую связь между мощными транзисторами и диодами в источнике смещения , то проблем нет никаких , а есть только преимущества . Ток выхода в таком каскаде теперь равен входному току каскада , умноженному на произведение усиления предвыходного и выходного транзисторов , и в данном случае может достигать 15 ампер , а выходной каскад , что интересно , может работать в режиме rail-to-rail , то есть практически до напряжения питания . Кроме того , из-за жёсткой связи переходов БЭ всех транзисторов значительно улучшается симметрия каскада на высоких частотах , так как устранена несимметрия токов заряда и разряда ёмкостей переходов при резких перепадах в сигнале . А это , кроме того , позволяет устранить "ступеньку" в классе АВ , и позволяет работать без ООС с малыми искажениями . Что положительно сказывается на звуке , понятное дело

Дальше я развивал эту идею , и сделал несколько разных версий такого усилителя , отличавшихся разными вариантами входного каскада SRPP на лампах 6Э5П и выходного каскада , в том числе был и вариант выхода в чистом классе А с током покоя до 4 ампер . Несмотря на различия , у всех этих усилителей характер звука похож , что и неудивительно - концепция-то одна . Пэтому я и назвал весь этот проект одним именем - Zarathustra . Почему именно так ? Наверно , потому что характер звука этого усилителя навёл меня на эту мысль .... но это , впрочем , уже "лирика"

Насчёт особенностей схемы . Во-первых , тут применено любопытное решение каскада SRPP на тетродах . Как видно из схемы , экранная сетка нижнего тетрода включена не на его анод , как это обычно делают , получая из тетрода триод , а на выход каскада . Это позволяет охватить каскад местной ООС , притом на экранную сетку . В результате - искажения каскада SRPP приближаются к таковым у триодного каскада , что улучшает его звук . Также снижается выходное сопротивление каскада . Далее , в выходном каскаде применено не обычное двуполярное включение питания , а "виртуальная средняя точка" на конденсаторах . Это решает сразу несколько проблем . Во-первых , исключает появление постоянного тока в цепи нагрузки , во-вторых , устраняет перезаряд ёмкостей питания от диодного моста при их несимметричном разряде сигналом . Это позволяет устранить очень неприятные импульсные искажения , возникающие при работе на большой мощности и на низких частотах ( ниже 50 герц ) . Кроме того , такое решение помогает устранить помехи из-за несимметрии половинок вторичной обмотки транса питания и диодов моста . А так как земля входного сигнала подключена на среднюю точку , то и сами кондёры питания оказываются как бы "исключены" из звуковой цепи , что уменьшает их влияние на качество звука .

И ещё один нюанс - подавление фона в цепях накала . Как видно из схемы - к накальным обмоткам подключены конденсаторы по 0,22 мкф . В отличие от известного способа - подачи смещение на накал от + питания , этот вариант позволяет максимально устранить фон . Дело в том , что в моём варианте токи утечки катод-накал заряжают эти конденсаторы до тех пор , пока они не зарядятся до оптимального напряжения , при котором токи эти обращаются в ноль . А ведь именно при таком напряжении и фон будет минимальным . Получается как бы "автосмещение" накала . Кроме того , благодаря этим конденсаторам переменное напряжение накала на выводах нити делается симметричным относительно земли схемы , что тоже устраняет фон , притом без отвода от середины обмотки накала . Получается и проще , и лучше .

Надеюсь , что по схеме всё будет понятно , на все вопросы с удовольствием отвечу .



P.S. Картинку перезагрузил заново - устранил ошибку в названии транзистора .

P.P.S. Ещё раз перезагрузил картинку , исправил напряжение питания на обмотке трансформатора - правильно 160 вольт .

[ZugDuk]

Осцилл "железный" или в компьютере?

Советский

[variator]

подключил напрямую к карте ЕМУ

Она не ЦАП в бытовом плеере, выходного ФНЧ не имеет ? ( Это действительно вопрос - я этого не знаю)
...И как на ее выходе выглядит просто синус ( не, не 1 кГц, 10 и 20 )?
Я просто предполагаю - "жесткость" звучания не может ли проявиться от
(цитата: "срач от ЕМУ").

---------- Добавлено в 21:51 ---------- Предыдущее сообщение в 21:46 ----------

Переключил на усилитель JVC

Усил полный, положенные входные ФНЧ имеет, и:

Звук мягче

А может все проще - Вы переслушали однотактников и привыкли к звуку с преобладанием четных гармоник а этот каскад очень даже симметричный. Как считаете ?

[ZugDuk]

Ну она конечно не шедевр, но и не полное Г. Жесткость звучание ИМХО на последних 2ух спектрах. Может еще из за неопрятного конструктива макета. А вообще без понятия. Пускай кто нибудь по опытней скажет из за чего такое может быть. Самое главное, что этой жесткости конкретно меньше, когда та же ЕМУ играет через JVC.

[SAPR]

Ну она конечно не шедевр, но и не полное Г. Жесткость звучание ИМХО на последних 2ух спектрах. Может еще из за неопрятного конструктива макета. А вообще без понятия. Пускай кто нибудь по опытней скажет из за чего такое может быть. Самое главное, что этой жесткости конкретно меньше, когда та же ЕМУ играет через JVC.

Железо ведь имеется? Попробуйте просто паралл. повторитель (на том же железе) послушать.

[anli]

Самое главное, что этой жесткости конкретно меньше, когда та же ЕМУ играет через JVC.

Может, ты наконец-таки расслышал свою карту, а на JVC "все кошки серы были"?

[variator]

она конечно не шедевр

Offтопик:
...Да и какая. Ну, номер и PCI\USB ? У меня вот никакой нет

Железо ведь имеется? Попробуйте просто

... или: карта- JVC - ПП ? ( или наоборот )

[ZugDuk]

Offтопик:

А может все проще - Вы переслушали однотактников и привыкли к звуку с преобладанием четных гармоник а этот каскад очень даже симметричный. Как считаете ?

Я перед этим усилком еще подергался немного с однотактами в классе А. Все слили JVC. Но каждый это сделал по своему. И между собой они конкретно отличались. Ну вот у меня от этого случился небольшой опыт на тему мягкости/жесткости. Гармоники, а именно 2ая ИМХО не определяют мягкость или жесткость. На это влияет тип транзисторов. Мягко звучали полевики 2SC1058. На втором месте IRFP240. Все биполяры звучали жестче, но наиболее приятными из всех оказались наши КТ908. Жестко звучали вот эти тошибы 2SC5200 и маленькие пластмассовые тошибы 2SC1837 тоже, хотя чуть по меньше.

---------- Добавлено в 22:18 ---------- Предыдущее сообщение в 22:11 ----------

Может, ты наконец-таки расслышал свою карту, а на JVC "все кошки серы были"?

Э, не. По крайней мере это не так просто. JVC ЗВУЧИТ. Это слышно сразу, всегда и по любому. На счет разборчивости. Меньше каши на СРЕДНИХ уровнях у ВК Zarathustra. Звук четче. Но на низких уровнях ничего хорошего нет и JVC прозрачней. У JVC явно проблема с энергетикой. Вообще его можно слушать только до 10 В амплитуды p-p. Это очень негромко. Дальше начинается перегрузка. У него очень маленький БП и радиатор. Но при всем при этом с малыми уровнями работает хорошо.

[deemon]

Ну так вот , тут на форуме уже был разговор на похожую тему , вот тут мы говорили с Костей Мусатовым насчёт "относительности земли" , так сказать -
https://forum.vegalab.ru/showthread....B0%D0%B4/page9
И там , в посте 173 , я приводил одну простую , вполне реальную схемку , работу которой можно толковать двояко - как неинвертирующий повторитель и как инвертирующий усилитель с параллельной ООС , смотря с какой стороны взглянуть Так вот , в нашем случае , есть такой же нюанс , и он вовсе не связан с принципом действия ПКПС . Если нарисовать выходной каскад отдельно , то что мы увидим ? Мы увидим , что средняя точка выходных кондёров связана только с сигнальной землёй УНЧ , но не связана со средной точкой вторичной обмотки силового транса . Это - принципиальный момент . В самом деле , наш каскад - это повторитель , он повторяет всё , что есть на входе , и подаёт это на нагрузку , и берёт энергию для этого от кондёров питания , разряжая их - положительный вытекающий ток берётся от верхнего кондёра , а отрицательный - от нижнего . Если сигнал имеет только переменную составляющую - то кондёры разряжаются симметрично , и симметрично же заряжаются от выпрямителя ... но что будет , если мы подадим на вход постоянное напряжение ? А будет то , что каскад будет пытаться "повторить" это на нагрузке ( он же не знает , что у нас такое питание ) , разряжая только верхний кондёр , например ..... но блок питания в нашем случае - НЕ может зарядить только верхний кондёр , он заряжает их оба . Результат - этот постоянный ток ( пусть даже небольшой ) , будет медленно , но верно разряжать например верхний кондёр питания , пока совсем не перекосит наше питание , и это в данном случае - НОРМАЛЬНОЕ поведение каскада . В самом деле , каскад мог бы сказать - "хотите , чтобы я давал на выходе постоянный ток - так дайте же мне постоянное питание , чёрт возьми"

Но можно посмотреть на это и с другой стороны . Как было в той теме . Если мы возьмём каскад без кондёра на входе и без резисторов с шин питания , будем подавать на его вход некий сигнал , и включим между (+) и (-) питания резисторы ( да хоть по 30 ком ) , и будем смотреть на потенциал их общей точки - мы увидим интересную вещь . При подаче постоянки на вход ( например + ) мы увидим , как на нагрузке появилась эта постоянка ( тоже + ) , но в то же время - на общей точке резисторов появился (-) , который постепенно ползёт дальше ВНИЗ , пока не "упрётся" в ограничение питания . То есть , наш каскад для переменной составляющей является повторителем ( схема с ОК ) со 100% местной ООС , а для постоянной составляющей этот же каскад является инвертирующим усилителем с ОЭ , и вообще без ООС , что интересно Правда , в эмиттерной цепи нашего каскада стоит "резистор" , стабилизирующий его в некоторой степени - это как раз сопротивление нашей нагрузки .... но понятно же , что по постоянному току этой стабилизации недостаточно , ибо по постоянному току в "нагрузке" у нас - только кондёры питания , а их сопротивление по постоянному току - в теории бесконечно велико . И вот , чтобы стабилизировать наш каскад по постоянному току - мы делаем очевидную вещь . Мы соединяем "выход" нашего УПТ ( а это , как я говорил выше - общая точка двух резисторов на 30 ком ) со входом . УПТ у нас инвертирующий , а значит - мы получаем параллельную ООС по напряжению , которая как раз и делает потенциал на выходе равным середине питания .... но , и это важно - чтобы не мешать нашей ООС работать , мы должны обязательно подавать сигнал через конденсатор . Тогда эта ООС будет иметь максимальную глубину - с одной стороны два резика по 30 ком , а с другой - кондёр , так ведь ? И именно так и сделано в нашем УНЧ , что характерно ... и именно поэтому я и говорю - при подаче сигнала без кондёра работа ВК будет нарушена . И самое интересное - неважно , большой или малый будет разбаланс постоянки на входе . Даже если одна половинка выходного напряжения будет на 0,1% меньше другой - всё равно , разностный ток постоянки будет медленно и тупо перезаряжать выходные кондёры , и наш УПТ будет-таки работать , пока не перекосит выходное питание , а ООС , которая может его стабилизировать - блокирована из-за отсутствия кондёра на входе .

P.S. Кстати , следствие из этих рассуждений - если нам надо зачем-то подать на вход такого ВК сигнал без кондёра , надо обязательно соединить среднюю точку выходных кондёров со средней точкой обмотки питания . Что мы сделаем в этом случае ? А мы просто-напросто сделаем сопротивление нагрузки нашего "виртуального УПТ" близким к НУЛЮ . А значит - мы устраним необходимость в стабилизирующей ООС , и каскад будет работать нормально - перекос исчезнет . И это , кстати , легко проверить на опыте

[SAPR]

Мы увидим , что средняя точка выходных кондёров связана только с сигнальной землёй УНЧ , но не связана со средной точкой вторичной обмотки силового транса . Это - принципиальный момент .

Вот уж принципиально ... Называется - автономное питание. Ничего сложного - только положительные моменты. Не нужно, к примеру, защищать АС от постоянки.

при подаче сигнала без кондёра работа ВК будет нарушена .

Козе понятно, что на ВК с автономным питанием сигнал нужно подавать через разделительный конденсатор. (а что, ZugDuk, по другому подавал???).

deemon, это все тонкости?

[ZugDuk]

Offтопик:

а что, ZugDuk, по другому подавал???

Я же написал, что хотел увидеть меандр в красивой форме.

[deemon]

Вот уж принципиально ... Называется - автономное питание. Ничего сложного - только положительные моменты. Не нужно, к примеру, защищать АС от постоянки.

Ну конечно , это самое лучшее решение в данном случае - потому я его и применил Кстати , защита от постоянки - не единственное преимущество этого решения .

Козе понятно, что на ВК с автономным питанием сигнал нужно подавать через разделительный конденсатор. (а что, ZugDuk, по другому подавал???).

Странный вопрос .... он же сам сказал , что подавал БЕЗ кондёра . А когда я этим объяснил причину "глюка" с питанием - ты же назвал это "глупостью" .... ну и где тут глупость ?

deemon, это все тонкости?

Ну , это конечно не самая "тонкая тонкость" в электронике ... но тем не менее .

[SAPR]

Я же написал, что хотел увидеть меандр в красивой форме.

Т. е. без разделительного конденсатора? И слушали так же?
В свете выше заданных вопросов - оказывается "тонкая тонкость"

Ну , это конечно не самая "тонкая тонкость" в электронике ... но тем не менее .

---------- Добавлено в 23:08 ---------- Предыдущее сообщение в 23:06 ----------


---------- Добавлено в 23:08 ---------- Предыдущее сообщение в 23:08 ----------

Странный вопрос .... он же сам сказал , что подавал БЕЗ кондёра . А когда я этим объяснил причину "глюка" с питанием - ты же назвал это "глупостью" .... ну и где тут глупость ?

Не ожидал... и не вникнул: извиняйте.

[deemon]

Ничего , бывает

[ZugDuk]

Т. е. без разделительного конденсатора? И слушали так же?

Блин, зачем же я вообще упомянул про этот меандр Лучше о чем нибудь другом поговорить. Например о том, как улучшить звук. Думаю попробовать:
1. Улучшить питание, т.е. поставить еще конденсатор, чтобы мост и этот конденсатор были около трансформатора, а потом через маленькие резисторы питание шло на ВК (просто сейчас питание довольно ужасно выглядит ). Еще думаю повесить RC цепочку снаббер (правда пока не знаю каких номиналов).
2. Запитать батарейку от батарейки , точнее аккума.
3. Переделать кое что в монтаже, например резисторы 30К подсоединить не к коллекторам транзисторов, как сейчас, а куда нибудь, где электричество по спокойней Также повесть пленочные кондеры с плюса на минус прямо на коллекторы транзисторов.

Что еще можно сделать ?

[deemon]

Что еще можно сделать ?

Вообще , так как каскад показал в этом варианте монтажа склонность к возбуждению ( чего у меня , например , нет ) - то это говорит о необходимости принять некие меры . Например , включить блокировочный кондёр по питанию , между шинами + и - , прямо между коллекторами выходных транзисторов . Далее , провода питания , идущие от кондёров питания на плату ВК , неободимо свивать , и также надо свивать провода , идущие к нагрузке и на вход каскада ( и это было показано на фотке моего усила в теме ) .

Далее , надо проверить наличие антипаразитного резистора ( 75 ом ) на входе каскада . Его отсутствие тоже может привести к возбуду при длинных проводах на входе .

Резисторы 30 ком надо включать , как показано на схеме , никаких проблем с ними нет - питание симметрично , и при правильной сборке каскада фон питания и так достаточно подавлен , чтобы его не было слышно в акустике с чутьём в 100 дБ - этого , ИМХО , более чем достаточно .
То же касается и "батарейки" - там же фактически применена двойная стабилизация питания , и фон от питание очень сильно подавлен - его практически нет .
Также я никогда не видел тут необходимости в каких-либо снабберах , у меня усилитель устойчиво работает и без них .

[SAPR]

Offтопик:

Блин, зачем же я вообще упомянул про этот меандр

Да нормально. Век живи ... и учись, соответственно (а я читать более внимательно стану )

[deemon]

И ещё один момент - сама по себе идея этого усила заключается в том , чтобы звук определялся лампой , а работа выходного каскада - повторять этот сигнал в нагрузке . Так что я даже и не слушал звук отдельно выходного повторителя .... тут ведь ещё дело в том , что он сам представляет собой довольно заметную ёмкостную нагрузку на вход , и некоторая "жёсткость" звука может быть обусловлена этим .... в общем , имеет смысл собрать всю схему полностью , и послушать звук в целом , так сказать

[ZugDuk]

deemon,
Спасибо за советы, постараюсь все учесть.

Далее , провода питания , идущие от кондёров питания на плату ВК , неободимо свивать

У меня все довольно близко, может получится пара витков.

и также надо свивать провода , идущие к нагрузке и на вход каскада

Вход у меня прямо рядом с банками питания (железный RCA разъем), потому что на схеме земля - это точка соединения банок, по этому я разъем рядом с ними и припаял.

Далее , надо проверить наличие антипаразитного резистора ( 75 ом ) на входе каскада .

Есть 50 Ом.

Резисторы 30 ком надо включать , как показано на схеме ,

Прямо на коллекторы ? Думаю, что лучше хотя бы на конденсаторы питания.

никаких проблем с ними нет - питание симметрично , и при правильной сборке каскада фон питания и так достаточно подавлен , чтобы его не было слышно в акустике с чутьём в 100 дБ - этого , ИМХО , более чем достаточно .

На коллекторах сигнальный ток.

То же касается и "батарейки" - там же фактически применена двойная стабилизация питания , и фон от питание очень сильно подавлен - его практически нет .

Да понятно, что кренка фон в 0 задавливает, да еще и транзисторы. Но не фон меня тревожит, а связь с сетью через емкость трансформатора (и вообще этот трансформатор, уж больно он убогий). Не знаю как это может влиять, просто от аккума хуже не будет, а лучше может быть

Также я никогда не видел тут необходимости в каких-либо снабберах , у меня усилитель устойчиво работает и без них .

Они снижают ВЧ помеху от работы моста со вторичкой трансформатора. Например Костя Мусатов их ставит. У меня трансформаторы, как у Кости и диоды тоже. Разница только в том, что у него 2ух полярное питание, а я 2 обмотки последовательно соединил, чтобы получилась 1 большая для этой схемы.

И ещё один момент - сама по себе идея этого усила заключается в том , чтобы звук определялся лампой , а работа выходного каскада - повторять этот сигнал в нагрузке .

Ну звук тут, как и везде, скорее всего определяется многими деталями. Искажений, особенно 3 гармоника, ВК дает больше, чем твой SRPP на лампах.

тут ведь ещё дело в том , что он сам представляет собой довольно заметную ёмкостную нагрузку на вход

А какую нагрузку ? Усилок JVC, например, имеет прямо на RCA гнезде конденсатор, без резистора, вот он как раз имеет эту нагрузку в явном виде.

в общем , имеет смысл собрать всю схему полностью , и послушать звук в целом , так сказать

Ламповый каскад собран, но ИМХО рано его цеплять. Небольшая ламповая мазня от этого каскада просто сложится с жесткостью ВК и все. Думаю, что сначала нужно добиться максимум качества от ВК.

[deemon]

У меня все довольно близко, может получится пара витков.

Ну всё равно - провода будут ближе , значит , паразитная индуктивность будет меньше , а это по любому хорошо .

Вход у меня прямо рядом с банками питания (железный RCA разъем), потому что на схеме земля - это точка соединения банок, по этому я разъем рядом с ними и припаял.

Это правильно , и в эту же точку надо подключить и землю нагрузки . То есть , три провода должны сойтись в одной точке - земля входа , земля выхода и общая точка кондёров . Если так - то всё ОК .

Прямо на коллекторы ? Думаю, что лучше хотя бы на конденсаторы питания.

Практически , тут нет разницы . Ведь при правильном монтаже от коллектора до питания всё равно расстояние небольшое , там на этом проводе будет мизерная разница напряжений , а потом ведь стоит 30 ком и сопротивление источника сигнала - они образуют "делитель" , который этот мизер ещё больше убьёт .... в общем , тут можно не волноваться об этом .

Они снижают ВЧ помеху от работы моста со вторичкой трансформатора. Например Костя Мусатов их ставит. У меня трансформаторы, как у Кости и диоды тоже. Разница только в том, что у него 2ух полярное питание, а я 2 обмотки последовательно соединил, чтобы получилась 1 большая для этой схемы.

В одном моём усилке я ставил снаббер параллельно вторичке транса питания - но я не заметил его влияния на звук . Если диоды стоят не супер-быстрые - можно оставить его , чисто для порядка ... но с диодами Шоттки - думаю , смысла особого нет .

---------- Добавлено в 01:24 ---------- Предыдущее сообщение в 01:20 ----------

Ламповый каскад собран, но ИМХО рано его цеплять. Небольшая ламповая мазня от этого каскада просто сложится с жесткостью ВК и все. Думаю, что сначала нужно добиться максимум качества от ВК.

А это вообще любопытный вопрос ... звук - вещь странная , он не подчиняется правилам арифметики . Как бы там ни было - надо , конечно , ВК "отрихтовать" по полной программе , но основной звук всё же определяется не им , по крайней мере в нашем случае ...

[anli]

тут ведь ещё дело в том , что он сам представляет собой довольно заметную ёмкостную нагрузку на вход

О, точно!! К тому же их две.

А какую нагрузку ?

В даташите графиков нет, а входная ёмкость не только большая, но и нелинейная. Сотни две-три пикофарад на корпус, наверное.

Усилок JVC, например, имеет прямо на RCA гнезде конденсатор, без резистора, вот он как раз имеет эту нагрузку в явном виде.

Во-первых, эта ёмкость в JVC линейна. Во-вторых, ты, наверное, не используешь максимальную амплитуду в варианте с JVC. Но достаточно "во-первых"