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 .

[straus]

питание батарейки Вложение 341798

А кто это на LM317 резистор со входа повесил?

[kekss]

А кто это на LM317 резистор со входа повесил?

ошибка только в рисунке, на плате правильно

[KSM74]

ВК-две пары SA1943,SC5200

Китайское фуфлецо? Подобранны по КУ? Мне намедни довелось промерить две "пары" у 5200 h21e - 82 и 91, у 1943 142 и 156.
Интересно, насколько больше будут гармоники у ВК на такой псевдочетвёрке, по сравнению с теоретической четвёркой у которой все транзисторы будут иметь КУ - 100?

---------- Сообщение добавлено 11:43 ---------- Предыдущее сообщение было 08:47 ----------

ошибка только в рисунке, на плате правильно

Кривые рисунки или удалять, или исправлять, дабы другим "пионерам" не попадать в просак.

[LANOV]

Китайское фуфлецо? Подобранны по КУ? Мне намедни довелось промерить две "пары" у 5200 h21e - 82 и 91, у 1943 142 и 156.
Интересно, насколько больше будут гармоники у ВК на такой псевдочетвёрке, по сравнению с теоретической четвёркой у которой все транзисторы будут иметь КУ - 100?

---------- Сообщение добавлено 11:43 ---------- Предыдущее сообщение было 08:47 ----------


Кривые рисунки или удалять, или исправлять, дабы другим "пионерам" не попадать в просак.

100% поддерживаю это мнение, не надо захламлять форум схемами с ошибками.

[FEDGEN]

ошибка только в рисунке, на плате правильно

Если подозрение на фейк то купите что-то вроде кт818-819г или им подобныкт805-837 и навесным способом смакетируйте ВК без радиатора и послушайте,на минуту должно хватить до разогрева.

[bondar100]

Вопрос скорее риторический, чем философский. Безусловно линейность будет возрастать со снижением амплитуды тока, и сохранением выходной мощности, пропорциональным увеличением амплитуды напряжения. Проверено! Это справедливо даже для биполяров с как под линеечку нарисованным h "const" в зависимости от тока.
Но заводится с этим имеет смысл при использовании трансформатора на выходе. Плюсом получим высокий кпд в режиме А и не надо городить спец акустику. Но 180В это многовато. Для надежной работы такой схемы Uкэ должно раза этак в 2,5 превышать напряжения питания.

С уважением hydr.

Спасибо. Очень хорошая новость, что практически подтверждено улучшение качества при снижении тока.

Не "городить акустику" в моем случае поздно - уже нагорожено. Вопрос лишь в том как соединить динамики.

Пара MJL4281A MJL4302A имеет ОБР 100 Вольт при токе 1 А (этого тока мне хватило бы в пике).
Но на каждом транзисторе если будет падать 100 Вольт, то в сумме получится 200 вольт R-to-R. Не правильно думаю?

Offтопик:
На закрытом транзисторе падение напряжения может быть больше 100 вольт, но при этом ток же через него небольшой. А Uкэ на открытом транзисторе, будет не больше 100 Вольт. Не правильно думаю?

Буду рад, за совет, сколько вольт питания ВК Заратустры сможет выдержать указанная выше пара из расчета на нагрузку 160 Ом (по минимуму импеданса головок, пассивные фильтры отсутствуют).
(Для подстраховки можно установить 2 пары на выхлоп).

[hydr]

.................................. из расчета на нагрузку 160 Ом (по минимуму импеданса головок, пассивные фильтры отсутствуют).

А Вы определились с чувствительностью акустики и вытекающим из этого знания, требованием к выходной мощности?

С уважением hydr.

[bondar100]

Offтопик:

А Вы определились с чувствительностью акустики и вытекающим из этого знания, требованием к выходной мощности?

С уважением hydr.

У меня СЧ звено самое слабое и тихое, поэтому из него нужно выжать максимум, который смогут выдать СЧ головки. Вот сейчас посчитал еще раз аккуратно, получил, что мне лучше делать в параллель две нитки по 20 последовательных головок. Одна головка больше 2,83 Вольта RSM не держит, что равно 8 вольт в размахе или те же 160 вольт размаха на 20 штук.
Это получается СЧ секция сопротивлением 40 Ом (а не 160 Ом, как мне беспечно казалось).

Чувствительность не знаю, зачем нужна в этом случае, но она будет 90 Дб/Вт*м (для Лин.Масс. чувствительность вычисляется не как для обычной АС, а в половину меньше). Максимальное давление на 80 Вт RSM около 108-109 Дб. Но я не очень понимаю, чем полезны эти цифры. ОБР транзисторов ведь в RSM вычисляется.

Если исходить, что 160 Вольт размаха нагружаются на 40 Ом, то получается, что размах пикового тока будет 4А, но это нужно делить на 2 транзистора (NPN+PNP), как мне кажется, поскольку этот размах проходит через два плеча...
И если поставить 2 пары на выход, то каждому транзистору достанется максимум 80 Вольт Uкэ и 1А, что будет внутри ОБР с запасом по току в 3 раза (если брать график 100 мсек).
Наверное.

Мои извинения автору ветки. Если скажите - удалю это быстро.

[hydr]

Offтопик:

Если исходить, что 160 Вольт размаха нагружаются на 40 Ом, то получается,

Offтопик:
Получается более 300Вт выходной, это на фига то?

С уважением hydr.

[FEDGEN]

Offтопик:


У меня СЧ звено самое слабое и тихое, поэтому из него нужно выжать максимум, который смогут выдать СЧ головки. Вот сейчас посчитал еще раз аккуратно, получил, что мне лучше делать в параллель две нитки по 20 последовательных головок. Одна головка больше 2,83 Вольта RSM не держит, что равно 8 вольт в размахе или те же 160 вольт размаха на 20 штук.
Это получается СЧ секция сопротивлением 40 Ом (а не 160 Ом, как мне беспечно казалось).

Чувствительность не знаю, зачем нужна в этом случае, но она будет 90 Дб/Вт*м (для Лин.Масс. чувствительность вычисляется не как для обычной АС, а в половину меньше). Максимальное давление на 80 Вт RSM около 108-109 Дб. Но я не очень понимаю, чем полезны эти цифры. ОБР транзисторов ведь в RSM вычисляется.

Если исходить, что 160 Вольт размаха нагружаются на 40 Ом, то получается, что размах пикового тока будет 4А, но это нужно делить на 2 транзистора (NPN+PNP), как мне кажется, поскольку этот размах проходит через два плеча...
И если поставить 2 пары на выход, то каждому транзистору достанется максимум 80 Вольт Uкэ и 1А, что будет внутри ОБР с запасом по току в 3 раза (если брать график 100 мсек).
Наверное.

Мои извинения автору ветки. Если скажите - удалю это быстро.

Есть в наличии повышающие трансформаторы т.е. подключаются в низковольтному унч на выходе высокое напряжение естественно звуковые от пром унчика филипс .

[bondar100]

Offтопик:

Получается более 300Вт выходной, это на фига то?

Не понимаю, откуда там 300 Вт на 160 вольтах размаха? RSM 80 Ватт. Вы, наверное, с амплитудой перепутали.

---------- Сообщение добавлено 22:08 ---------- Предыдущее сообщение было 22:01 ----------

Offтопик:

Есть в наличии повышающие трансформаторы т.е. подключаются в низковольтному унч на выходе высокое напряжение естественно звуковые от пром унчика филипс .

Я надеялся, может ламповый УН сможет выдать 160 Вольт в размахе. Я просто еще не приступил изучать все эти лампы и их возможности. Или же там уже начнутся заметные искажения на таких амплитудах, и лучше будет поставить повышающий трансформер...
Но с трансформатором между УН и УТ, я подозреваю, будет проблема согласования сопротивлений - высоковольтная сторона будет иметь повышенное сопротивление кратно повышению напряжения, а нам нужно наоборот - выходное пониже, а входное повыше.

[FEDGEN]

В этом унчике стоят обычные блоки унч в классе D к выходу унч подключент трансформатор,вот данные
https://resource.boschsecurity.com/d...1868002443.pdf
есть трансы с ранней версии они по мщнее
если интересно то пишите в личку

[U.L.F.]

Китайское фуфлецо? Подобранны по КУ? Мне намедни довелось промерить две "пары" у 5200 h21e - 82 и 91, у 1943 142 и 156.
Интересно, насколько больше будут гармоники у ВК на такой псевдочетвёрке, по сравнению с теоретической четвёркой у которой все транзисторы будут иметь КУ - 100?
...

Мне недавно довелось 10 пар промерить. У всех 5200 - 100-110, у всех 1943 - 150-155. Т.е. разброс в пределах рnp или npn минимальный, а вот пар как таковых то тоже нет.

---------- Сообщение добавлено 23:21 ---------- Предыдущее сообщение было 23:16 ----------

Я надеялся, может ламповый УН сможет выдать 160 Вольт в размахе. Я просто еще не приступил изучать все эти лампы и их возможности. Или же там уже начнутся заметные искажения на таких амплитудах, и лучше будет поставить повышающий трансформер...
Но с трансформатором между УН и УТ, я подозреваю, будет проблема согласования сопротивлений - высоковольтная сторона будет иметь повышенное сопротивление кратно повышению напряжения, а нам нужно наоборот - выходное пониже, а входное повыше.

А зачем вам 160 вольт сигнала на выходе УН? СРПП на 6Э5П в принципе может вольт 60 выдать(при входном сигнале около 2В), может и чуть больше, но зачем оно тут то нужно? Или у Вас выходной каскад в Заратустре тоже ламповый, на какой-нибудь ГМ-70 или ГУ-48?

[deemon]

Я надеялся, может ламповый УН сможет выдать 160 Вольт в размахе. Я просто еще не приступил изучать все эти лампы и их возможности. Или же там уже начнутся заметные искажения на таких амплитудах, и лучше будет поставить повышающий трансформер...

Вообще , каскады на 6Э5П , судя по моим опытам - при питании +400 вольт могут выдавать примерно 150 вольт амплитуды ( 300 вольт размах , он же p-p ) . Я ведь первый раз увидел эту лампу в каком-то старом советском осциллографе - там они стояли на выходе усилителя Y , дифференциальным каскадом качали непосредственно пластины трубки . Там как раз требуется большой размах сигнала , притом с хорошей полосой - так что и в УНЧ с большим выходным напряжением эти лампы конечно смогут себя хорошо показать Причём , насколько я помню - 100 вольт амплитуды , или 200V p-p ( а как раз столько надо для раскачки "королевы триодов" , лампы ГМ-70 ) я получал без сеточных токов , а вот чтобы разогнать сигнал дальше - приходилось включать лампу к низкоомному источнику сигнала ( сопротивление не больше 1 ком ) , и соответственно , регулятор громкости - если он включён на входе лампы - тоже должен быть низкоомный , иначе из-за сеточного тока срезалась "верхушка" сигнала уже на входе каскада . Но ГМ-70 я раскачал без особых проблем ( режим - 950 вольт на аноде , -100 вольт смещение , ток покоя около 100 ма ) , а больше сигнала мне и не надо было ...

[U.L.F.]

Вы про тетродное включение?
Просто в триоде в српп с Кус 30 и смещении 2-3в , откуда там 150 вольт?

[bondar100]

А зачем вам 160 вольт сигнала на выходе УН?

Несколькими постами выше объяснял на этой же странице #5572. Высокоомная нагрузка, если коротко.
ВК - на транзисторах из поста 5570 на этой же странице.

---------- Сообщение добавлено 12:21 ---------- Предыдущее сообщение было 11:58 ----------

deemon,
Если меня интересует амплитуда 80 Вольт на выходе УН, то это 2,7 Вольта амплитуды на входе. В этой связи ничего в схеме УН мне менять не нужно? Можно пользовать как есть?

[hydr]

Offтопик:

Не понимаю, откуда там 300 Вт на 160 вольтах размаха? RSM 80 Ватт. Вы, наверное, с амплитудой перепутали.

Offтопик:
Есть такой термин Peak - to - Peak Voltage , размах это совсем про другое. Неправильно понял неправильную формулировку.

Идея снизить искажения ВК гибрида, снижением амплитуды тока сигнала за счет подъема напряжения питания, хороша но в меру.
Нужно сопоставлять снижение искажений ВК с ростом искажений драйвера. ИМХО, свыше 50В (RMS), если хочется, что бы нечетные не вылазили за - 70дб и при этом выходное не превышало пары кОм, то от лампового драйвера этого за дешево не получить.

С уважением hydr.

[bondar100]

Offтопик:

Есть такой термин Peak - to - Peak Voltage , размах это совсем про другое. Неправильно понял неправильную формулировку.

Так в англо-русском словаре написано, что p-to-p переводится как размах колебаний.
А размах - это удвоенная амплитуда гармонических колебаний. У нас в ВУЗе такое определение давали. Других определений я не встречал.
Просто интересно, какие еще определения размаха колебаний могут быть?

По поводу УН не совсем понял, выходное сопротивление ламп что ли зависит от амплитуды напряжения? Это ж ужос какой...
Мне надо 57 Vrms на выходе. Это 1,9 Vrms на входе. На таком сигнале можно ожидать, что УН Заратустры будет давать искажения выше -70 Дб?

[stan marsh]

Высокоомная нагрузка

Тогда надо делать OTL, что мелочиться-то?!

[frezer]

Имеет ли смысл делать постоянное отрицательное смещение на выходе активного электронного регулятора громкости встроенного в Заратустру? Чтобы катод нижней лампы на землю посадить без резистора и конденсатора.
На выходе регулятора стоит ОУ в инвертирующем включении, на неинвертирующий вход смещение подать через повторитель на ОУ.