Транзисторный ламповик Сергея Рубальского

[toro]

Кто нибудь уже макетировал/отслушивал усилитель Сергея Рубальского с последнего Суховского РадиоХобби, №5-6 2014, стр.38, С.Рубальский «Транзисторная альтернатива ламповому однотакту». Отличительная функция - регулируемый уровень гармонических искажений. Собираюсь повторить схема довольно проста, и в статье описаны и классифицированы "новые" искажения в УМ и простые способы их измерения. Могу скрины с приложить если это можно здесь.

Сергей Рубальский структурировал информацию о "транзисторном ламповике",
частично с 3 -го пункта по 9 пункт ссылки на результаты, полученные в макете - "железе".
1.Статья и тут
2.Файлы эмуляции в МС10
3.Принципиальная схема ВК и варианты макетных плат 1 2 3
4. Фото макета
5. Диф фильтр
6. Спектр гармоник макета ВК
7. Регулировка спектра гармоник макета ВК, меандр
8.Искажения при мягком клиппинге в макете 1 2
9.Оценка искажений амплитудно-фазового спектра сложного сигнала в макете

Дополнительно в теме рассматривались вопросы:
1. Искажения амплитудно-частотной характеристики (полюса)
2. Зависимость линейных и нелинейных искажений
3. Связь искажений АХ и ГВЗ в динамике.
4. Искажения фазо-частотной характеристики, запас фазы, устойчивость
5. Статическое и динамическое входное сопротивление ВК в полосе частот и нагрузок и
выходное динамическое сопротивление ВК в диапазоне токов покоя
6. Статическая и динамическая амплитудные характеристики
7. Переключательные искажения
8. Амплитудные искажения.
9. Клиппинг
10. Стресс тест
11. Искажения Амплитудно-фазового спектра сложных сигналов.
12. "Транзисторный ламповик" для наушников.

[wert]

Это новая версия усилителя? Плата под него есть или выше по топику искать

ВК без изменений, плату выкладывал много раз.
УНы описаны в статье, плату не выкладывал, собирал навесным монтажом на макетке.
Если есть желание избавиться от разделительных конденсаторов УН, сделаю УН по мотивам Universa без разделительных конденсаторов по входу и выходу.

[киса]

Зёбра_, Ждём результатов! Пиши. С уважением Юрий.

[dalidovich]

wert, Univers А как будет звук в этом случае?

[wert]

Univers А как будет звук в этом случае?

УН по мотивам Univers очень чистый по звуку. Многим может не понравится, нет привычной музыкальной подкраски.
Для любителей подкраски можно будет на входе коммутировать разделительный конденсатор, с ним или без в тракте прохождения звукового сигнала.
Все нужно слушать и выбирать то, что нравится.

[variator]

УН по мотивам Univers очень чистый по звуку

Подтвержу, и искажения такого же порядка, сотые доли процента. Делал и пользовал подобную схему лет пять назад, выкладывал SAPR. Только вот какая хрень была с входным разделительным, точнее без него. У первого транзистора ток коллектра был 1 мА и микроамперный базовый выделялся какой то сотней милливольт на входном резисторе (R1 на рис. 27 последней страницы статьи, кто забыл , пост №4). Кручу регулятор громкости - меняется шунтирование цепи базы- немного смещается режим первых транзисторов-перезаряжаются кондеры все последовательно, в динамической нагрузке, разделительный (у меня, между УН и ВК) и большая емкость на выходе. И динамик заметно так, "дышал". С конденсатором на входе эфекта такого нет. Можно еще нюансы порасписывать, но по моему, не все так однозначно.

[wert]

Кручу регулятор громкости - меняется шунтирование цепи базы- немного смещается режим первых транзисторов

Полевик вместо первого биполяра ставится на ура, в этом случае без входного конденсатора можно работать, потенциал затвора равен потенциалу массы.
Погоняю УН в такой конфигурации, выложу чуть позже.

[variator]

Так точно! Только "гранаты" нужной системы (проводимости, ой, канальности!) не было.
wert, как то повода не было спросить... одна из схем с батарейкой вместо электролита, почему отказались? (или не отказались?!)

[dalidovich]

wert, Спасибо. Ждём.

[wert]

одна из схем с батарейкой вместо электролита, почему отказались? (или не отказались?!)

Транзистор не лампа, чтобы токи разряда установить минимальные для батарейки, а лучше небольшой микрозарядный, нужно немного пошаманить - потанцевать с бубном. Так как разделительного конденсатора после УН нет, эти регулировки влияют на вых напряжение УН и ВК. Идея не нова для ламп, для транзисторов пробовал, понравилось, предложил. В статье разные варианты, все имеют право на жизнь.

[киса]

wert, Для включённого усилителя мы сможем подобрать режимы и батарейка не будет разряжаться. Вопрос в другом:"Как в выключенном состоянии нам обеспечить нулевой ток разряда батарейки?"
По схеме я вижу только Б-Э переход транзистора Q2 и переменный резистор Х1 максимальной величиной 151,0 Ом. Возможно при регулировке получим и меньшее значение. Пусть 90 Ом. Тогда 1,5 В - напряжение батарейки минус 0,6 В напряжение Б-Э транзистора Q2 и получаем 0,9 В. Поделим 0,9 В на 90 Ом, получим ток 10 мА. Вы предлагаете применить часовую батарейку. Я решил, что это просто шутка. Для 120 мкА базового тока может и хватит, но не более. Обратим свой взор на пальчиковые. Обратимся к интернету. Он выдал ссылку http://menshikov-y.narod.ru/Bat_AA.htm
Оказывается ёмкость пальчиковых батареек в зависимость от производителя колеблется от 600 мАч до 2200 мАч. Но выгоднее брать более дешёвые. Выберем среднее значение 1000 мАч. Тогда 1000 мАч/10 мА=100 часов. Надо отметить, что в неделе у нас 168 часов. Если каждый день мы будем слушать музыку по 9,7 часа, то через неделю получится 68 часов прослушивания и те 100 часов на разряд батарейки.
Конечно мы можем сказать, что при включении усилителя мы будем заряжать батарейку, но увы батарейка не аккумулятор и больше 10% закачать не удастся. В тесте использовали ток нагрузки 100 мА, а у нас только 10 мА, так что потери на внутреннее сопротивление будут меньше. Согласен ваша правда, но там и разряд батарейки делали до 0,9 В, а нам такой режим уже не нужен. Уплывут все режимы. Пусть даже ошибка в моих рассуждениях 100% и хватит на две недели, но раз в две недели бежать(или идти) в магазин за парой новых батареек как-то "напряжно." В две недели две батарейки, за год 52 батарейки при самой оптимистичной цене в 30 рублей за штуку это 1560р.
Можно ввести реле, которое при появлении питания будет подсоединять батарейку, а при отсутствии отключать. Но это уже совсем другая схема. Поправьте меня, если я ошибаюсь. Пишите. С уважением Юрий.

[duty]

Еще один блок питания делать вместо батарейки.

[wert]

получим ток 10 мА. Вы предлагаете применить часовую батарейку. Я решил, что это просто шутка. Для 120 мкА базового тока может и хватит, но не более.

Вы правы, в выключенном состоянии ток потребления от батарейки 5 мА.
Остается либо отключать батарейку через микрореле, либо использовать всеми любимый конденсатор, качество которого должно быть очень высоким, а емкость достаточно большой, электролит подойдет не менее 1000 мкФ.
Как по мне так лучше батарейка, если еще и отключать будем вместе с УНЧ, тогда совсем хорошо.
Благодарю за исследования и критические замечания.

[begemot61]

В статье приводится пример тепловых искажений.
Можно немного поподробней о том как симулятор их учитывает в Ваших примерах?
Я так понимаю что использовались файлы из поста 18.


Кстати, у меня почему-то на схемах из 18 поста отображаются какие-то надписи с иероглифами.
Это так и задумано? Нельзя ли перевести что они означают.
Или у меня просто что-то не так с симулятором?

[wert]

В статье приводится пример тепловых искажений.

Выше обсуждался вопрос.
если коротко.
Симулятором прямым способом пока невозможно моделировать тепловые искажения.
По жизненному циклу, в том числе при разработке, обычно используют два общих подхода оценки - верификация и валидация.
Верификация это оценка соответствия при помощи прямых методов фиксации результата, измерения. Есть параметр, измеряем, фиксируем.
Валидация, это оценка скрытых процессов, когда нельзя прямым измерением подтвердить параметр.
К валидации обычно относят химические процессы, сварка, пайка, покраска, надежностные параметры.
Применяемые способы: расчет, расчетно-опытный, макетирование, по образу и подобию.
Так как в МС нельзя напрямую измерить тепловые эффекты, я предложил оценивать их последствия через диф уравнения (в МС применим оператор DEL) - методом оценки мгновенных изменений монотонных сигналов (авторская разработка)
Указанным методом в двухтактном ВК двойка (тройка) ЭП при вых напряжениях более 20 В фиксируем амплитудные искажения, причем при уменьшении нагрузки искажения исчезают. При использовании в параллель вых транзисторов амплитудные искажения уменьшаются с колич. транзисторов в плече. И еще есть ряд признаков, которые подтверждают связь мгновенных искажений монотонных сигналов с рассеиваемой мощностью на активных элементах.
Т.е. применил метод косвенной оценки - валидацию.
На практике переключательные, клипп и тепловые искажения предложил измерять при помощи фильтра ВЧ на выходе ВК, УНЧ и проч устройств. Фильтром выделяем рожденные искажениями артефакты, спектральные составляющие которых могут достигать отметки 500 кГц.

---------- Сообщение добавлено 20.02 ---------- Предыдущее сообщение было 20.00 ----------

на схемах из 18 поста отображаются какие-то надписи с иероглифами.

К сожалению, мы не доросли до официальных версий программных продуктов, поэтому такое бывает.
На форуме Амелиных по МС рассказано как с иероглифами бороться. Все зависит от версий МС и способов их установки.

[begemot61]

Так как в МС нельзя напрямую измерить тепловые эффекты,

Симулятор сам по себе и не должен этим заниматься.
Это происходит при использовании соответствующей модели компонента.


Кроме того, в симуляторе измерить ничего нельзя. В нём можно только промоделировать.
Измерить можно только в железе.
Не считайте это придиркой, просто мне кажется что надо всегда разделять моделирование и измерение.

Симулятором прямым способом пока невозможно моделировать тепловые искажения

Это интересное откровение. Не знал. Видимо как не знали этого и те кто
занимается моделированием тепловых процессов в SPICE
Например вот здесь:
http://www.irf.com/technical-info/wh.../tp-071122.pdf
или здесь:
http://www.vishay.com/docs/73554/73554.pdf
или здесь:
http://www.nxp.com/documents/applica...te/AN11261.pdf

если коротко

Это совсем необязательно. Главное чтоб было понятно

я предложил оценивать их последствия через диф уравнения (в МС применим оператор DEL) - методом оценки мгновенных изменений монотонных сигналов (авторская разработка)

Я не совсем понял, каким образом ваши модели отражают изменение температуры кристалла.
И как именно это отражено в моделях, которые вы приводили

[wert]

Это интересное откровение. Не знал. Видимо как не знали этого и те кто
занимается моделированием тепловых процессов в SPICE

Не вопрос.
Модельки есть, сделайте прямым моделированием в МС - среда, радиатор, кристалл, будет очень интересно.
Все исследования по ссылкам, это косвенные методы оценки, валидация.
Скорее всего, все кто моделируют тепловые процессы об этом знают

Я не совсем понял, каким образом ваши модели отражают изменение температуры кристалла.
И как именно это отражено в моделях, которые вы приводили

простые вопросы просто решаются.
Совместите выделяемые мощности на элементах с искажениями, скорее всего ближе будете к ответу на вами заданный вопрос.
потом, где вы видели ссылки в статье на моделирование тепловых процессов, речь шла только о фиксации их последствий в виде искажений.

[begemot61]

речь шла только о фиксации их последствий в виде искажений

Вот и я об том же. Тепловых искажений в Вашем моделировании нет. Поскольку нет связи между мощностью и температурой в модели.
И последствия чего тогда фиксируются? И с какого перепуга это тогда называется тепловыми искажениями?

[wert]

УН по мотивам Univers с полевиком на входе.
Позволяет исключить из схемы входной разделительный конденсатор, или включить для окраса и музыкальности.
Результат моделирования с IRF 9630 на рисунке и модельку прикрепляю, у кого есть желание, поищите другие варианты транзитора на входе.

---------- Сообщение добавлено 08.08 ---------- Предыдущее сообщение было 07.56 ----------

Тепловых искажений в Вашем моделировании нет. Поскольку нет связи между мощностью и температурой в модели.

Если это так, тогда скорее всего при максимальных мощностях на нагрузке температура кристалла выходного транзистора отрицательна,
или все же есть связь между выделяемой мощностью на активном элементе и температурой кристалла?
Если все же есть связь, тогда можно предположить, что при максимальных выделяемых мощностях на активном элементе скорее всего будет максимальная температура кристалла.
Теперь, чтобы удовлетворить свое любопытство, промоделируйте на моих примерах или на своих, когда появляются искажения, при каких выделяемых мощностях на активных элементах. Будут затруднения, обращайтесь, помогу.

[begemot61]

Если все же есть связь, тогда можно предположить

Что-бы была связь, её нужно туда ввести.

Будут затруднения, обращайтесь, помогу

Конечно, будьте любезны.
Покажите пожалуйста где в Вашей модели транзисторов учитывается влияние мощности рассеивания на температуру.
Если Вы считаете что симулятор сам по себе неким волшебным образом это учитывает-можно ссылку на описание этого процесса.

[wert]

Если Вы считаете что симулятор сам по себе неким волшебным образом это учитывает-можно ссылку на описание этого процесса.

Почитайте в инете каким образом создаются модели транзисторов, как вводятся характеристики элементов, как учитываются максимальные режимы, загибы характеристик, от чего зависят эти загибы и проч. Если Вы работали на кристальных производствах или институтах, тогда Вы наверняка знаете как это делается. Попытайтесь связать рассеиваемую мощность на транзисторе и искажения, если это не аргумент, тогда я вам не смогу помочь. Еще найдите связь THD IMD и искажениями, которые я назвал тепловыми, если Вам удастся найти такую связь, я с Вами соглашусь. Но, дайте хоть какие то аргументы в пользу ваших возражений, а вопросами мы и сами умеем закидавать
С поста 59 почитайте, обратите внимание на 91,98