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 .

[киса]

Транзисторы очень хорошие. Макетировал с ними ВК с батарейкой на ОУ, спектр быстроспадающий, искажения низкие. Для подстраховки от возбудов я надевал ферритовые трубочки на выводы коллектора и базы. Но это в макете с довольно длинными проводами.

Добрый день Андрей. Скажи пожалуйста, а эти транзисторы ты сравнивал по спектру с другими марками транзисторов?
С уважением, Юрий.

[install]

Юрий, приветствую !
Сравнивал с Тошибой 5200\1943 и OnSemi MJL1302\3281. Но только на макете по спектрам. При токе 150 мА на пару тошиба была даже лучше ОнСеми. Наши VL еще лучше. Возможно, надо для каждой пары подбирать оптимальный ток покоя. Ну и конечно, отслушивать.
Жаль спектры остались на преждней работе ( доступ к компам заблокировали).

Для себя делаю ( долгострой ) на MJL\NJL. Была возможность хорошо подобрать пары.

[киса]

Андрей добрый вечер. Я так же измерял гармоники выходного каскада и сравнивал их звучание, но оказалось что УН солирует в этой связке. При уровнях выходной мощности до 4 Вт, а этого вполне хватает для нормального прослушивания, звучание комфортное и качество определяется подключенной акустикой. На выходных мощностях 15-20 Вт появляется некоторый окрас который как показали измерения вносит УН. Но может это у меня неправильные лампы или я их не умею готовить? Возможно надо заново по экспериментировать с разными УН и разными режимами ламп?
Сейчас не в состоянии этим заниматься. Всем спасибо и хорошего звука.

[АБВГД]

Господа, если несложно, можете измерить гармоники, примерно при 15в на выходе, с нагрузкой 8ом и без нагрузки? Какая разница КНИ и в количестве гармоник?

[киса]

Господа, если несложно, можете измерить гармоники, примерно при 15в на выходе, с нагрузкой 8ом и без нагрузки? Какая разница КНИ и в количестве гармоник?

А вам это надо? Просто это не показатель. Нужно слушать и самому выбирать понравившееся звучание.

[АБВГД]

А вам это надо? Просто это не показатель. Нужно слушать и самому выбирать понравившееся звучание.

Хотелось бы увидеть результаты замера КНИ и спектра гармоник с нагрузкой 8ом и без. Возможно у кого-то получились лучшие результаты.
В моём случае, примерно до 15 ватт выходной мощности на 8ом, этот усилитель заслуживает внимания, разница хорошо заметна в лучшую сторону с любым небюджетным транзисторным усилителем с общей ООС:
- заметно менее гудящие низы
- более детальный и уже не плоский звук
- на сложных-крикливых комбинациях не сваливается в грязь (как бы звук слышен разборчивый на крикливых частотах и насыщенном спектре)
Ламповый усилитель превосходит "Zarathustra" по детальности звука, воздушности (звук живой), локализации инструментов и ещё менее гудящие низы. Ламповый усилитель слушаю на небольшой громкости, при практически отсутствии гармоник выше третьей. В Zarathustrе до 15 ватт, хоть и на низком уровне, но присутствуют 4-5-6-7-8 и выше.
Я все усилители сравниваю между собой мгновенным переключением акустики, хорошо слышен объективный результат.

[Alex]

Ламповый усилитель превосходит "Zarathustra" по детальности звука, воздушности (звук живой), локализации инструментов и ещё менее гудящие низы.

Видимо, хороший ламповик, если у него выходное сопротивление меньше чем у Зары.

Если воткнуть какой-нибудь однотаткный безоосный задохлик, имени обоих Известных Порталов, не гудеть оно не может в принципе.

[frad]

Ламповый усилитель превосходит "Zarathustra" по детальности звука, воздушности (звук живой), локализации инструментов и ещё менее гудящие низы.

А покажите свою реализацию пожалуйста. И более подробно напишите как и на чем сделан УН и ВК. Спасибо.

[dekko]

Присоединяюсь)

[yurkov]

Если воткнуть какой-нибудь однотаткный безоосный задохлик, имени обоих Известных Порталов, не гудеть оно не может в принципе.

6С33С в однотакте, в режиме 200в 200ма, раскачивал пробно УН двухламповым что по первой схеме. Хоть по мощности слабее но звук лучше чем выхлоп на транзисторах то же по первой схеме автора, гудежа не заметил. А вообще как сделал усилитель по первой схеме автора , уже четвёртый год пошел и не открывал крышку ещё ни разу. Всё прекрасно работает ничего не ломалось и звук замечательный. Как радиаторы были одной и той же температуры так и держится, значит ток покоя выходников никуда не уплыл.

[АБВГД]

Если воткнуть какой-нибудь однотаткный безоосный задохлик, имени обоих Известных Порталов, не гудеть оно не может в принципе

Я небольшой специалист в области схем и характеристик, но ламповые усилители не сваливаются в гул на низах, воспроизводят не только основной тон струны, а весь спектр, как бы на уши не давит низами, но колышется воздух в комнате и ощущается телом. Низы другие, не гудящие и плотные. Тут видимо роль играют биения частот, чего нет в усилителях с общей ООС, где превалирует основной тон.
В ламповых усилителях главное -ТВЗ, он должен быть максимально линейным.
Приличный звук с таким ТВЗ, на небольшой громкости, выдает и двухтактный на 6П14П, по ультралинейной схеме, но практически нет запаса по громкости. Сравнивал разные небюджетные усилители на транзисторах и гибриды быстрым переключением акустики Heco Celan Revolution. Подобный усилитель А.Манакова на EL34 выдает качественный звук и уже запас по громкости есть. Чем качественнее источник звука, тем больше слышна разница.
Мешают качественному звуку большой спектр гармоник в усилителе.

[stan marsh]

Я небольшой специалист в области схем и характеристик, но ламповые усилители не сваливаются в гул на низах...

Я большой специалист в этой области, поэтому объясняю: "низы" в ламповом усилителе это то, что выше 80Гц, ниже обычно практически ничего нет, и вот этот ммм... "верхний бас" и даёт панч.

[Viktor S]

и вот этот ммм... "верхний бас" и даёт панч.

Ты допускаешь применение активного низкочастотного звена (УМ+АС) для дополнения лампового тракта ниже 60-80-ти?
Такое вообще бывает?
Я не в курсе, интересно.

[stan marsh]

Ты допускаешь применение активного низкочастотного звена (УМ+АС) для дополнения лампового тракта ниже 60-80-ти?

Конечно! Во времена оны была система с общим для обоих каналов РР, с крупным динамиком в большом ящике. Сейчас можно добить низкие частоты мощным транзистором. Или даже просто сабом.

[Alex]

6С33С в однотакте, в режиме 200в 200ма, раскачивал пробно УН двухламповым что по первой схеме. Хоть по мощности слабее но звук лучше чем выхлоп на транзисторах то же по первой схеме автора, гудежа не заметил.

Сильно от АС зависит.
У меня 6С33С тоже не гудело, но во первых у меня выходные трансы очень хорошие, во вторых у меня току в полтора раза больше было. Ну и в 3-х - совсем хорошо он работало когда все что ниже 80-ти шло на отдельную усь и на отдельную пару 12".
(вообще звучало оно весьма неплохо, но ждать каждый раз хотя бы по полчаса пока но разыграется, было не в моготу...)

но ламповые усилители не сваливаются в гул на низах,

Гудят не они сами а при определенных условиях - плохо демпфированные НЧ-динамики, из-за высокого выходного сопротивления усилителя. Особенно у безосников.

В ламповых усилителях главное -ТВЗ,

Разумеется.

Приличный звук с таким ТВЗ, на небольшой громкости, выдает и двухтактный на 6П14П, по ультралинейной схеме, но практически нет запаса по громкости.

Ну то или колонки с низкой чуйкой, или комната большая. У меня в спальне и однотактник на 6П14П (точнее конечно на EL84) в пентоде, вполне с запасом играет.

Ты допускаешь применение активного низкочастотного звена (УМ+АС) для дополнения лампового тракта ниже 60-80-ти?
Такое вообще бывает?

В смысле "бывет"? У меня такое уже почти 20 лет в основной системе, за которые там несколько усилителей поменялось. Были и однотактники и РР, и 6С33С, и 300В, и EL84 и гибридные.
И даже свистоперДелки подключал

Сейчас можно добить низкие частоты мощным транзистором. Или даже просто сабом.

Вопрос о том, называть это "сабом" ("сабами") или НЧ-каналом(ми) - подымался не раз, и какждый раз, все как обычно остались при своем мнении

(хотя как по мне - так пофиг как называть, лишь бы играло хорошо).

[stan marsh]

пофиг как называть, лишь бы играло хорошо

Разумеется!

[АБВГД]

Я большой специалист в этой области, поэтому объясняю: "низы" в ламповом усилителе это то, что выше 80Гц, ниже обычно практически ничего нет, и вот этот ммм... "верхний бас" и даёт панч.

Вы неправы. Как я помню (по памяти), то на 6П14п примерно линейна характеристика усилителя 40-22000 и дело не только в нижнем диапазоне. Тут скорее эффект колыхания воздуха от биения частот, а не от основного тона низов. Хорошо заметна разница на низах и между Zarathustra и любым транзисторным усилителем с общей ООС и она в пользу Zarathustrы. Это как объяснить?
Чтобы не было спора, возьмите безосный гибридный усилитель для наушников и подключите его к входу транзисторного усилителя с общей ООС и послушайте звук на наушники, а затем к его выходу, нагрузив усилитель на резисторы и сразу услышите разницу в звуке и не только на низах, но и в детальности, локализации и тд.

[pyos]

то на 6П14п примерно линейна характеристика усилителя 40-22000

На какой мощности?

дело не только в нижнем диапазоне. Тут скорее эффект колыхания воздуха от биения частот, а не от основного тона низов.

"Ротор поля наподобие дивергенции градуирует себя вдоль спина и там, внутре, обращает материю вопроса в спиритуальные электрические вихри, из коих и возникает синекдоха отвечания".

любым транзисторным усилителем с общей ООС

Любым из когда-либо построенных, или ещё никем не построенные тоже участвовали в сравнении?

[АБВГД]

Гудят не они сами а при определенных условиях - плохо демпфированные НЧ-динамики, из-за высокого выходного сопротивления усилителя. Особенно у безосников.

Сравнивал все усилители на одну акустику и в одном помещении, но гуловатость низов присутствует на транзисторных усилителях с общей ООС. Zarathustra заметно ближе к ламповому по звуку.
У меня были разные небюджетные транзисторные усилители и в отдельности они играют замечательно, это пока не сравнишь по звуку с гибридом или хорошим ламповым. Вот тогда и приходит понимание.

[Alex]

Сравнивал все усилители на одну акустику и в одном помещении, но гуловатость низов присутствует на транзисторных усилителях с общей ООС.

Значит те "транзисторные" - были полной хренью, как и акустика.
Хотя скорее всего это просто художественный свист.

это пока не сравнишь по звуку с гибридом или хорошим ламповы

Вот только подавляющее большинство ламповых - это "бабушкино радиво", с обоих известных порталов.

Вот тогда и приходит понимание.

Что большинство ламповых это в основном для музыки типа "палка-палка-два-струна".

"Эффект Шмакадявки": https://altor1.narod.ru/Trivia/Misc/misc.html