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 .

[SAPR]

Тогда давайте опредилимся, что понимать под А/AB. Выходной ток драйверов может превышать их ток покоя, но транзисторы драйвера никогда не закрываются. Супер А?

Давайте. . По сути, у Заратустры драйвером является "батарейка" - она обеспечивает постоянный ток (равный току покоя) через входную пару и базовый ток выходных транзисторов. В режиме покоя это будет минимальный ток протекающий через "батарейку". При наличии сигнала (любой полярности) он может только увеличиваться (за счет увеличения тока базы либо верхнего, либо нижнего выходного транзистора). Потому и пишу, что у Заратустры и "батарейка" и входная пара - всегда в А.

[fakel]

Давайте. . По сути, у Заратустры драйвером является "батарейка" - она обеспечивает постоянный ток (равный току покоя) через входную пару и базовый ток выходных транзисторов. В режиме покоя это будет минимальный ток протекающий через "батарейку". При наличии сигнала (любой полярности) он может только увеличиваться

Допустим, так (хотя моделирование говорит обратное)
Но что это дает (что преследуем?) Понизить ток покоя драйвера не получится (а зачем? ну да ладно, не важно) т.к. пропорция токов драйвер/ВК жестко завязана на площади кристаллов.

[SAPR]

Допустим, так (хотя моделирование говорит обратное)

С чего вдруг? Кстати , тут и моделировать\ считать не надо - достаточно нарисовать все токи в Заратустре.
А вообще - то все это было перелопачено еще в начале темы.

Понизить ток покоя драйвера не получится

Легко. Достаточно между выводами батарейки включить делитель из трех резисторов - и базы выходных тр-ов подключить к среднему.
Кстати, тогда первая пара может быть высокочастотной средней мощности.
И еще. В отличии от параллельного повторителя через тр-ры первой пары Заратустры всегда течет постоянный ток, независимо от сигнала.
У параллельного повторителя (и у Ваших схем) при увеличении сигнала ток верхнего тр-ра первой пары уменьшается. И при ограничении верхний транзистор первой пары входит в отсечку.

[fakel]

Легко. Достаточно между выводами батарейки включить делитель из трех резисторов - и базы выходных тр-ов подключить к среднему.
Кстати, тогда первая пара может быть высокочастотной средней мощности.

То же можно сделать и в ПП (моей схеме). Но не рекомендую - поимеем искажения на крайних резиках, через которые протекают базовые токи. Эти искажения будут приложены ко входу ВК

---------- Добавлено в 14:33 ---------- Предыдущее сообщение в 14:28 ----------

Снизив V4 V5 https://forum.vegalab.ru/attachment....9&d=1303884949
в дрвйвер можно поставить низковольтные и низкочастотные (ИТ опционально)

[fakel]

У мнэ вопрос к спецам по заратустре. Есть ли смысл в ум резисторы 33 кОм в базах драйверов разделить каждый на два резистора с включением между ними электролита? Понятно это снизит вх. сопротивление, но так мне кажется помехи с питания оконечников будут лезть в базы. Думается это не есть хорошо. Или может быть есть другой способ избавиться от помех? Думаю, если резик который со стороны базы сделать намного больше добавочного, ничего страшного не случится.... Вообще интересный конец, затейливый.
Факелу: надо скорее воплощать замысел выходного каскада в железе, и проверить, так ли он хорош как в проэкте. Споры не прекратятся до тех пор, пока он не увидит свет в реале. А так замысел тоже интересен.

Убрать резики - разгрузить УН, что очень заметно (проверено) улучшит звучание. Поставить транс, вторичку гальванически посадить на землю.
Или так: один резик на движок второго резика (переменника). Крайние ноги переменника к источнику стабильного напряжения +/-2В. (еще одна батарейка! )

Я берусь за паяло тогда, когда решу вопрос о преимуществе одного решения перед другим. Продолжительность жизни, понимаешь...

[ZugDuk]

Я берусь за паяло тогда, когда решу вопрос о преимуществе одного решения перед другим.

Будет преимущество относительно заратустры однозначно.

[Voldemar]

Я берусь за паяло тогда, когда решу вопрос о преимуществе одного решения перед другим

Offтопик:
Судя по бесконечным постам про компьютерное симулирование - никогда

[SAPR]

Offтопик:

Судя по бесконечным постам про компьютерное симулирование - никогда

Можно мозгами работать - а можно и лопатой - навоз ковырять.

[Voldemar]

Offтопик:

Можно мозгами работать - а можно и лопатой - навоз ковырять.

Offтопик:
Это у кого какая судьба. Если кому-то нравится с навозом работать - его проблемы (хотя подозреваю, в сельком хозяйстве без мозгов тоже вряд ли можно обойтись).

[SAPR]

Offтопик:

Offтопик:
Это у кого какая судьба. Если кому-то нравится с навозом работать - его проблемы (хотя подозреваю, в сельком хозяйстве без мозгов тоже вряд ли можно обойтись).

Ну, ну. Кто на что учился. Лично меня интерисует не то, что fakel (или кто-то другой) залудил\ запаял - а то, что он придумал (идеи).

[install]

Огромное спасибо Deemon , что сподвиг меня использовать ПП в гибриднике !
До этого делал классические варианты с Хитачи на выходе, циклотрон на Тошибе – все на полевиках ( один из макетов на фото ). Когда же появился новый заказ, прочитав ветку про Заратустру, и длительно отслушав НЭМ AI-50, решил применить ПП в гибриднике ( так сказать, эксперимент за чужие деньги .
Но т.к. времени было мало, входная часть была на отработанной схеме усиленного СРПП на 6н6п ( Саратов, 1961 г.), а выход практически по А.Агееву, только коллектора драйверных транзисторов подключались в точки вольтдобавки.
Из новшеств Deemon использовались смещение накала конденсаторами и задача нуля ВК резисторами ( правда по 47 кОм). Все выпрямители классические , все земли привязаны.
Комплектация обычная, 5200/1943 без подбора, MF резисторы ( хотя им место на помойке ), Хитачи электролиты, Солены разделительные, К73-16 шунты, провода из раздербаненных Канар , припой левый и т.п. ( кстати, с заказчиком все это было оговорено, на всякий случай)…
Первое включение – гавно. Потом выясняется, напарник фазировку колонок перепутал.
После часа прогрева все стало вставать на свои места, а после нескольких дней уже не возможно было слушать макет, который до этого был эталоном…
И все это на любой акустике, начиная от моих рабочих Tannoy 611 и заканчивая домашними Klipsh RF7.
Основные недостатки классического ПП ( очень болезненное, по причине большого количества сгоревших 5200\1943 , ИМХО ) :
- сильно греются и оказывают влияние на звук эмитерные резисторы драйвера;
- также влияют на звук кондеры вольтдобавки;
- не желательно использовать при напряжении питания более +-35 В.
Грабли, неоднократно описанные, но на которые я наступил, лечились следующим :
- цобель на выход;
- 0,1 ом в эмиттеры выходников;
- 5,1 ом им же в базы.

При всем при этом усилитель звучит отлично !

Для меня это явилось выводом о большом потенциале Заратустры, коею в ближайшее время в оригинале ( кроме плавающей выходной земли )я и буду повторять. Время не поджимает, померяю, поделюсь.
C уважением, Андрей

[lansib]

Уважаемый Андрей (install)!
Вы оказались моим земляком, я родом из тех мест, из Таврического р-на, когда-то (очень давно) работал на заводе им.Козицкого (завод практически в центре Омска находится).
Сейчас я в другом регионе проживаю.
Теперь по теме "Заратустра":
Надо отдать дань уважения Дмитрию Кирееву (позывной deemon) за его разработку и практические советы на этом форуме (кое-где и на других форумах он выступал весьма конструктивно) по УМЗЧ "заратустра".
Я повторил эту схемотехнику в конкретном "железе", использовал весь металл конструктива от УМЗЧ "Park 280" (был такой конструктив лет двенадцать назад выпущен какой-то фирмочкой с Украины). Естественно пришлось делать перекомпановку, добавлять новое в конструктив в соответствии с новой схемотехникой (если спишемся по личной почте, то я пришлю фото конструктива и внутренней начинки).
Теперь о том, что же получилось.
В своих постах по ответам на вопросы форумчан deemon неоднократно касался темы конструктива, который надо соблюдать во избежание возбудов и неизбежных аварий из-за этого.
Мой конструктив отличается от того, что использовал и рекомендовал deemon, поскольку я втискивался уже в имеющийся корпус, но конечно максимально применял все требования рационального монтажа и противовозбудных приемов (везде применены витые провода, кстати о проводах: рекомендую использовать витую пару 5-й категории - это в одной оболочке четыре витых пары одножильного провода d 0,51мм, медь очень качественная и скручивать не надо, пары прекрасно скручены.
Я все межблочные кабели по формуле экран/жила выбросил и сделал свои на основе витой пары - две пары на "горячий" и "земля", а остальные две пары как экранные и соединил их с земляным проводом на выходном конце кабеля, а на входном конце они просто "висят" и стрелкой фламастером нарисовал направление правильного подключения кабеля. Звуковая "картина" на таких кабелях весьма отличается в качественную сторону).
И в заключение о работе УМЗЧ "заратустра": после завершения монтажа в конструктиве все заработало сразу же (единственное требование не допускать ошибок при монтаже или разработке плат, а в схемах, которые опубликовал deemon ошибок абсолютно нет, все номиналы схемных элементов выверены им и все параметры точно выдерживаются).
Я использовал платы собственной разработки для полунавесного монтажа (т.е. обходился без травления и все что с этим связано, в платах же, в точках пайки, устанавливал стоечки из медного провода 1,3мм слегка расклепывая их чтобы не выпадали и на них вел монтаж элементов).
Что касается звука... усилитель передает все, что было в источнике звука и никаких своих добавок, передает мощно без завалов и искажений, практически не чувствует нагрузки (многое завит конечено от мощности питания выходного каскада - транс, емкости).
Сравнивая с полностью ламповым УМЗЧ PrimaLuna ProLogue Four я отдал предпочтение "заратустре" в части передаче низких частот т.е. НЧ более акцентированы и период затухания короче, чем в ламповом ( видимо по причине отсутствия на выходе индуктивной составляющей выходного трансформатора). В ламповом УМ низы были более "мягкие ", если можно так выразится, а все остальное абсолютно одинаково.
Не потребовалось никаких подборов и массы времени для настройки, предусмтренные подстройки по схеме действуют безупречно. Я не сжег ни одной детали: спаял, включил, выставил режимы и все, дальше, как сказал в каком-то посте deemon, можно слушать звук.
Прочитав Ваш пост особенно строки про ПП, про вольтодобавку и Агеева решил написать данную заметку, может кто-то не очень продвинутый в "микрокапах" и теоретических спорах (на форумах компьютерных теоретиков великое множество) , а больше тяготеющий к практической деятельности что-то построить для себя
прочтет мой практический опыт и воспользуется схемотехникой от deemon.
Да и Вам посоветовал бы не тратить время на вариации схемные, если Вам необходима практичекская схема.
Транзисторы выходного каскада я подбирал и для этого смастерил испытательный стенд (подборка представляла собой измерение тока базы при выставлении тока коллектора в таких вот параметрах: 50мА; 100мА;0,5А;1А;1,5А;2А и потом наиболее близкие по измеренному току базы формировал в пары).
На это остановлюсь, с уважением Леонид Новиков,Москва (stopkadr47@mail.ru).

[install]

Дорогой Леонид!
В Тавричянке был не раз, когда работал в СБ АСКО.Насчет завода им.Козицкого вынужден огорчить - теперь там бизнес, блядь, центры...
Спасибо за советы, учту.
А вообще то я родом из Москвы, хоть это и не моя заслуга.
С уважением, Андрей

[Vla41]

Спасибо Deemon! Сбылась мечта, собрал безООСный усилитель. Первые впечатления – очень, очень хорошо. Основное отличие – я бы назвал не «замыленность» послезвучий и сбалансированное звучание. Как писал, автор ничего не выпячивает. По конструкции – придерживайтесь советов автора. У меня не возникло проблем с возбуждением. Из настроек выставил общий ток, напряжение на конденсаторах выхода. Выход 2 пары ток при вкл. 0,26А после прогрева 0,3А далее не изменяется значительно, температура радиаторов 55гр. Среднее напряжение на конд. выставилось увеличением сопр. на 2,5к. Транзисторы не удалось идеально подобрать, установлены с близкими параметрами. Ветка длинная, тяжело прочитать всю. Я выбрал полезные советы. Пользуйтесь.А алгоритм запу&#1.rar[ATTACH]

[FEDGEN]

Собрал ламповую часть. Схема прекрасно работает. Проверил на возбуд(его нет),фон не слышно(надо его поискать).Собирал из того что было под рукой,главное четыре 6э5п нашлись.По звуку пока прислушиваюсь.

[Bublik]

Собрал ламповую часть, отдельным устройством, с двумя выходами. Работает с одного выхода на эмиттерный повторитель Игоря Семынина из схемы под названием "Каменный однотактник", вместо транзисторного УН , с другого выхода на эмиттерный повторитель Игоря Семынина под названием "Ушной усилитель", через резисторы. Звук очень хорош. Ушам гораздо приятней, чем с КТ602 - ми транзисторами в УН "каменного однотактника". Ушам значительно приятнее и в паре с ушным усилителем. Нюансов больше, звук шире, мягче. Лампы нашлись 65 г., одной партии. Весь подбор свелся к тому, что поменял в паре две лампы между собой. Спасибо и автору лампового каскада и автору каменного однотактника!

[Alexhase]

Я тоже хочу прокомментировать звучание этого усилителя. Дело в том что я писал свой вывод по данному аппарату больше года назад, но спустя этот срок эксплуатации данного усилителя и сравнивая его с многими промышленными и ручного изготовлениями аппаратами я сделал несколько дополнительных выводов о которых хочу поделиться:

1) Я сравнивал этот усилитель с промышленными аппаратами в ценовой категории до 50т.р., дороже в своем городе просто не нашел и Zarathustra играет намного лучше всех этих УНЧ даже с простыми компонентами. Но данный УНЧ по моему мнению требует очень хорошие компоненты. Я заменил резисторы на Metal Film ResistorsRN60D – самые дешевые данного типа. Я был очень сильно удивлен насколько чище и прозрачнее стал звук. Данный аппарат обходится очень не дешево, в принципе как и любой другой, но хорошие конденсаторы на 330мкф 450В и пара десятка резисторов RN60 уже выливается в хорошую сумму, но он того стоит.

2) В сравнении с самодельными аппаратами, а именно с ламповыми и транзисторными в классе “А” я сделал вывод, что данный УНЧ мне понравился больше. Дело в том, что у каждого УНЧ есть свои недостатки и достоинства, например у лампового аппарата не хватает широкой полосы звучания и мощности, я думаю немного ламповых усилителях похвастаются таким параметром как диапазон воспроизведения. У моего аппарата получился этот параметр следующий: Диапазон воспроизведения с неравномерностью по краям частот -1,2Дб 10Гц…100Кгц. Можно сделать еще шире на нижней границе, увеличив емкость разделительного конденсатора, но при этом сильно увеличивается отдача по НЧ я остановился на емкости в 1,8 мкф. Верхнюю границу диапазона я не вижу смысла увеличивать, т.к. на слух уровня ВЧ вполне хватает. УНЧ класса “A” играет детальнее на ВЧ и СЧ чем Zarathustra, но эта разница уменьшается после хорошего прогрева гибридного усилителя, а по напористому и глубокому басу Zarathustra явно справляется лучше. Есть одна особенность данного усилителя в том, что голос воспроизводится менее заметно и отстраненнее чем на транзисторный УНЧ, но меня это не смущает, т.к. в моей музыке мало вокальных партий. Но для любителей рок музыки этот нюанс может сыграть основную роль.

3) Огромное преимущество данного УНЧ по сравнению с транзисторными аппаратами, это очень малая утомляемость при длительном прослушивании. С этим усилителем любой слабый компонент системы сильно ощущается и многие кто слышал этот усилитель отдают предпочтение именно ему.

Привожу параметры моего усилителя:

Технические характеристики усилителя:
1. Диапазон воспроизведения с неравномерностью по краям частот -1,2Дб 10Гц…100Кгц
2. Входная чувствительность для достижения максимальной выходной мощности 1070мВ
3. Входной импеданс 50Ком
4. Выходной импеданс 0,09 Ом, коэффициент демпфирования на 8 Ом 88
5. Выходная максимальная мощность 4Ом 40Вт
6. Коэффициент усиления 28Дб
7. Энергопотребление максимальное 130Вт
8. Габаритные размеры 290Х355Х90
9. Масса 8 Кг.

Большое спасибо автору за столь удачное схемотехническое решение!

[ZugDuk]

УХ ты какая чушь. Да он у тебя слил усилку Анли в классе А по всем статьям, в том числе и по басу.

А это вообще шедевр:

Огромное преимущество данного УНЧ по сравнению с транзисторными аппаратами, это очень малая утомляемость при длительном прослушивании.

Как может быть у искажающего выходного каскада в АБ без ООС малая утомляемость ? Даже в классе А без ООС ее меньше, чем у нормального ООСника, у которого утомляемости нет вообще.

Не нужно сравнивать с промышленными усилками до 50 тысяч рублей. Ты все равно не поймешь, чем они лучше. Нужно дать нормальному человеку, не больному аудиофилией, усь на недельку, пускай он послушает свои любимые записи (только чтоб музыка была разная, попса, рок, металл) и скажет, как оно слушается. В сравнении хотя бы с музыкальным центром. Потому что LMка 3886 звучит точно лучше. Просто более правильно, чем этот усь. А фирменный нормальный усилитель еще лучше.

[Lemmy]

Offтопик:
ZugDuk,
шутник блин

[Alexhase]

УХ ты какая чушь. Да он у тебя слил усилку Анли в классе А по всем статьям, в том числе и по басу.

А это вообще шедевр:

Как может быть у искажающего выходного каскада в АБ без ООС малая утомляемость ? Даже в классе А без ООС ее меньше, чем у нормального ООСника, у которого утомляемости нет вообще.

Не нужно сравнивать с промышленными усилками до 50 тысяч рублей. Ты все равно не поймешь, чем они лучше. Нужно дать нормальному человеку, не больному аудиофилией, усь на недельку, пускай он послушает свои любимые записи (только чтоб музыка была разная, попса, рок, металл) и скажет, как оно слушается. В сравнении хотя бы с музыкальным центром. Потому что LMка 3886 звучит точно лучше. Просто более правильно, чем этот усь. А фирменный нормальный усилитель еще лучше.

Offтопик:
Видимо у вас "злой зуб" по поводу этого аппарата или с автором данной темы не дружишь? Но, это не означает, что ты имеешь право полевать грязью чужие выводы! Ты сам не привел ни одного конкретного вывода + ошибся я сравнивал этот усилитель не только с УПТ Андрея. И выводы о прослушивании я излагал не только свои, но и других слушателей. Заметь я не писал название ни одного конкретного усилителя с которым проводил сравнения. Хотя для тебя это абсолютно ничего не означает…