Гибридный усилитель ROSA-HB1

[Alex Ground]

Доброе время суток!
Хочу представить схему гибридного усилителя с обратной связью во 2-ю сетку и выходным каскадом с малыми коммутационными искажениями на транзисторах одной проводимости.


Особенностью входной части схемы является применение маломощного пентода с динамической нагрузкой для получения максимального разомкнутого "виртуального" усиления, и перевод его в триодное включение подачей сигнала обратной связи с выхода усилителя во 2-ю сетку. Таким образом происходит линеаризация не только лампы, как в случае входной части на триоде, но и выходного каскада, а так же межкаскадного конденсатора.
Смещение лампы фиксированное, это позволяет избавиться от искажений катодного конденсатора который необходимо было бы применить в случае автоматического смещения.
Лампа применена 6Ж1П как не требующая высокого напряжения питания, достаточно линейная и распространенная, однако в силу возможности гибкой настройки схемы благодаря фикс.смещению, есть большой простор для экспериментов с различными лампами во входном каскаде.
Выходной каскад является идеей пользователя IDDQD

Скрытый текст

Вот нарисовал интересный ВК:


ВК охвачен ООС по току, чем достигается термостабильность. Входное сопротивление сопоставимо с тройкой ЭП (а значит такой ВК подходит для сверхлинейника). Само-собой, полевики можно параллелить (с добавлением истоковых резисторов). Ток драйвера (предвыходных биполяров) легко выставить в диапазоне 20 - 200 мА, что достаточно для прокачки емкостей нескольких пар выходных мосфетов. Выходное сопротивление с одной парой ~0.09 Ом. В биполярном варианте с током покоя 300 - 400 мА наблюдается эффект экономичного А - транзисторы открываются/закрываются плавно, коммутационные искажения на уровне шумов.

[свернуть]

Версия ВК на биполярных транзисторах меня заинтересовала своими малыми коммутационными искажениями, и хорошей линейностью, что особенно важно для усилителя с малой глубиной ОС. Ещё одной особенностью ВК является стабилизация тока покоя по датчику тока (резистору R29), что исключает необходимость в контроле температуры выходных транзисторов.
Схема ВК была доработана добавлением ещё одной ступени повторителя на входе, с целью увеличения входного сопротивления для работы ВК напрямую от пентода. Так же был доработан узел стабилизации тока покоя для снижения зависимости ТП от напряжения питания и температуры силового транзистора ГСТ, как результат ток покоя практически независим от напряжения питания усилителя и температуры выходных транзисторов . С эмиттера входной двойки повторителей берется сигнал для введения вольтдобавки в нагрузку пентода.
Напряжение "раскачки" выходных двоек выделяется на резисторах R18, R20, благодаря вольтдобавке на конденсаторе С16 переменное напряжение на R18 приложено между Б-Э верхней двойки, таким образом управление выходными двойками симметричное.

На плате предусмотрено место для установки "антизвонных" резисторов R27, R28 в базах выходных транзисторов, их необходимо устанавливать только в случае использования транзисторов более высокочастотных чем указаны в схеме, например при установке популярных транзисторов 2SC5200. В случае установки ВЧ транзисторов с малой бэтой (h21э<20) целесообразно в параллель базовым резисторам включить индуктивность порядка 0.33..0.47мкГн для улучшения коэффициента использования напряжения питания (снижения падения напряжения на резисторах в базах выходных транзисторов в рабочем диапазоне частот). В исходном варианте схемы, при применении рекомендуемых автором транзисторов следует установить на место R27, R28 перемычки.

При установке отличных от указанных на схеме выходных и предвыходных транзисторов ( более высокочастотных) для сохранения устойчивости усилителя может потребоваться установка конденсатора 100пФ 100В между коллектором и базой транзистора VT2

Рекомендуемый ток покоя ВК порядка 220...250мА. При таком токе покоя происходит резкое снижение коммутационных искажений, дальнейшее повышение тока покоя не приносит значительных улучшений.
За поддержанием нуля на выходе следит интегратор на ТЛ071, с его отрицательного плеча питания берется напряжение для регулятора смещения лампы.
Выход интегратора подключен на вход ВК через делитель в который заведена ПОС, для повышения входного сопротивления выходного каскада.

Между усилителем и нагрузкой обязательно необходимо использовать модуль защиты и задержки подключения АС

Модель MicroCap
rosa hb1.cir

Была разработана и собрана односторонняя печатная плата под изготовление ЛУТ.
СМД компоненты типоразмера 1206, ламповая панелька типа ПЛК7-1п, или ПЛК7-4к, посадочное место универсальное. Выходные транзисторы в ТО-247.
Габарит платы 58*76мм.

Файл платы усилителя в SprintLayout (+GERBER)
ROSA HB1 FULL.rar
Перечень комплектующих (parts list)
ROSA HB1 partlist.pdf

Так же товарищем Лепёхин В. была разработана двухсторонняя печатная плата для заводского изготовления, габариты платы 89*79мм.

Транзистор VT4 установлен TIP42 (TO-220) вместо BD140 (TO-126), что бы не устанавливать радиатор в тесном пространстве между конденсаторов (для TO-220 радиатор не обязателен)

Файл платы усилителя от тов. Лепёхин В. в SprintLayout (+GERBER)
ROSA HB1 Lepekhin.rar

Замеры и осциллограммы:
Клип 1кГц:

Меандр 1кГц:

Искажения на нагрузке 5 Ом при выходной мощности 1 Вт:
THD (1кГц)= 0.009%

Искажения на нагрузке 5 Ом при выходной мощности 10 Вт:
THD (1кГц)= 0.015%

*измерения проведены при стабилизации всех питающих напряжений

Простой блок питания со стабилизацией анодного напряжения и тока накала

Предлагаю вариант простого блока питания для данного усилителя.
Вложение 451852
Печатная плата
Габариты: 80*86 мм
Вложение 451854
Файл платы БП в SprintLayout
Вложение 451875

[свернуть]

[Alex]

как поведёт себя унч с выходными KD503 tesla?

В свое время были довольно не плохие, так что должно быть нормально, если у кого до сих пор сохранился этот антиквариат. Их очень давно не выпускают.

[frad]

Обозначусь.

[Паблито]

@Alex Ground - Для Алексея: кратко о сравнении ROSA в моей основной системе с большими напольниками и другим гибридником.
источник фирменные (оригинальные ) CD > пред > искомый усилитель > большие АС с диффузорами из композитных материалов. Все компоненты достаточно высокого уровня, и заводские, и самодельные (т.е. себестоимость самодельного усилителя около 1000 у.е., без серебряных проводов и позолоченных корпусов ;).

Слушал несколько композиций на обеих усилителях, те же композиции что в прошлом обзоре, комфортный уровень громкости 85-90дБ в точке прослушивания: к сожалению, ROSA проигрывает в плане воспроизведения глубокого баса, на некоторых фрагментах слышна явная компрессия, некоторая крикливость в голосах и меньше «воздуха» в целом. А, ещё- слушал Clapton’а альбом Pilgrim – драйв не тот, будто у гитары струны не из того сделаны! Я понимаю, что мои АС очень непросты для контроля – импенданс падает ниже 4х Ом при номинале 8, и музыку я слушаю не всегда легкую для воспроизведения. Тем не менее – таковы реалии... Гибридник, с которым сравнивался «ROSA» - ВК является вариацией схемы с «Веги», авторства одного из неординарных авторов форума. Не Lynx. УН – на лампах, достаточно тривиальный SRPP, больше 15 лет использую в разных реализациях. Избыточные БП для УН и ВК.

Повторюсь: усилитель достаточно музыкальный, с удовольствием поставлю его в свою «винтажную» систему после доводки. Более того, вчера не отрываясь послушал альбом Heartbeat city(The Cars) на «ROSA» в винтажной системе, прямо таки хорошо было!
Возможно, автор предложит модификацию с несколькими парами транзисторов в ВК.

[Alex Ground]

@Alex Ground - Для Алексея: кратко о сравнении ROSA в моей основной системе

Благодарю вас за столь развернутый отзыв!
В качестве мер которые можно предпринять для улучшения "здесь и сейчас" могу предложить перейти от местной к общей ООС, это должно улучшить контроль на НЧ и в целом снизить искажения вносимые ВК на всем рабочем диапазоне, так же, можно попробовать увеличить ток покоя на 50..100 мА.

[alex3]

Скажите, можно ли с данным усилителем использовать регулятор громкости на 25кОм? Не потребуется ли изменение номиналов элементов?

[Carter]

Скажите, можно ли с данным усилителем использовать регулятор громкости на 25кОм? Не потребуется ли изменение номиналов элементов?

Можно. Ёмкость С2 увеличить раза в 2-3.

[Alex Ground]

Скажите, можно ли с данным усилителем использовать регулятор громкости на 25кОм? Не потребуется ли изменение номиналов элементов?

Можно использовать. Изменения не обязательны, но как выше упомянули можно увеличить С2 до порядка 470пФ.

[alex3]

Заказал производство плат в Китае. Если всё сложится, будут платы на продажу.

[frad]

Собрал я Росу.
Роса планировалась как бюджетный вариант усилителя, без каких либо дорогих деталей. Поэтому все что нашлось в тумбочке, то планировалось и поставить. Чего в тумбочке не оказалось купил в Промэлектронике, в основном электролиты, оу ну и так по мелочи. Рекомендованные автором выходные транзисторы покупал на али, изначально поставил MJL21194 и вроде как даже запустил его с этими транзисторами, при токе 5-10мА, но при увеличении тока 300-400мА эти транзисторы сгорали как спички и тянули за собой резисторы в обвязке. В итоге надоело мне их выпаивать и запаивать, варварски разломал и увидел малюсенький кристалл, собственно что и следовало ожидать. Решил попробовать на tip35c с того же али и в этот раз данные транзисторы нормально себя чувствовали при токах 400-500мА. В итоге остановился я на токе 300мА ( 70мВ) после прогрева радиатора, так как при нагреве ток падает, на холодных радиаторах ток стартует порядка 330-350мА. При увеличении тока покоя (400-500мА) у меня начинали подгуживать трансформаторы. Трансформаторы заказные в Ростовском ТорТрансе 2*20В 2А, 10В(12в) 0,5А, 6,3В 1А, 70В 0,02А ( пара штук) . Корпус Китай с расчетом что поместится пара БП и столько трансформаторов, т.е. полное двойное моно с минимальным свободным пространством. Если не ошибаться с монтажом и использовать заведомо нормальные детали, то запускается сразу, мне же пришлось обращаться за помощью и к автору и к форумчанам при настройке, но разобрались в принципе быстро что где сгорело. ( это в тот момент когда горели «левые выходники»). По сборке пожалуй больше и добавить не чего. Столкнулся с фоном и генерацией ВК 28МГц. Но сам виноват, то цобель забыл поставить, то землю обоих каналов вместе соединил. Пока искали причину в базу-коллектор VT2 100п уже впаяли, так и оставил его там, не помешает. Перемычку оставил на местной ООС.
По БП особо добавить не чего, собрал – работает. Единственные моменты, это минус накала на общий провод посадил и общую точку по наводке форумчанина сформировал на этапе диодных мостов. Ну и в схеме анодного питания R2 заменил на 3.3к. и С3 100мкф 25В. Стабилитроны подобрал таким образом что бы в сумме было 161В.
В итоге, фон практически отсутствует, нет он есть, но что бы его расслышать на моих АС ( Опти 327 А. Александрова) с чуйкой 91дБ надо прям вплотную ухом влезть в динамик, с расстояния 10см его уже не слышно, этот результат меня полностью удовлетворил.
Лампу использую 6Ж1П, хочу попробовать поставить Tesla 6F32, с ними говорят звук еще лучше, но даже с нашими лампами звуком я весьма рад. Если не привязываться к другим усилителям, то звук яркий, задорный и открытый. Придраться не к чему. Это все субъективно конечно. Большим опытом в прослушивании и объективным сравнением я не обладаю, могу только констатировать факт нравится – не нравится, поэтому пишу как есть. Цап использую Brio v3.2
Автору спасибо и всем тем кто принимал в этом участие, данный усилитель имеет право на жизнь. Я доволен.
Добавлю пару фоток в хаотичном порядке. Стекло еще не вклеил. Надо бы его обрезать, затонировать и будет красиво. Всем спасибо и низкий поклон.

Ссылка на корпус