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 .

[deemon]

Уважаемые форумчане доброго времени суток!
Есть несколько вопросов:
Собрал усилитель Заратустра, проверил ламповую часть генератором и осциллографом идеальный сигнал. Отстроил батарейки. При проверке напряжений на С8 и С9 обнаружилась какая интересная ситуация, напряжения правого и левого каналов отличались, правый канал 49,5 и 49,56 В, левый канал 47,6 и 52,3 В при этом ламповая часть обоих каналов работала лампы стояли в панельках (лампы на тот момент не были подобраны), выходная часть (транзисторы и т.д.) отключены и вход с кондёра с2 также отключен.
Кондёры Джамикон 22000*63В по 4 штуки в канал С8 и С9 штатно плюс параллельно им последовательно соединённые 2шт по 22000*63В.
После того как убрал лампы из панелек напряжения в обоих каналах на С8 и С9 изменились и стали правый канал 48,8 и 50,1 В, левый канал 48,7 и 49,9. Плёночные конденсаторы по 2,2 мкф пока не проключены.
Земли сведены по рекомендации автора.
Переменные напряжения с транса идеально одинаковые по 70В.
Транс изготовлен на заказ у очень хорошего мастера.
Подскажите, что можно предпринять. Или всё же попробовать подстроить резисторами по 33Ком выровнять плечи.

Тут я не совсем понял , что значит "выход отключён" ? Вообще , если в исправном и работающем усилителе при извлечении ламп из панелек меняются напряжения на кондёрах С8 , С9 - то это скорее всего указывает на утечку в конденсаторе С2 . Понятно ведь , что этот ток , протекая через резисторы 30 ком , должен изменять смещение каскада и влиять на соотношение напряжений на этих конденсаторах . Но вот если конденсаторы С2 не подключены - то никакой разумной причины тут не должно быть Единственно , что можно предположить - это какие-то утечки в монтаже .... например , если провода , идущие к кондёрам , свиты - то теоретически , при плохой изоляции - возможна и утечка , даже при отключённых кондёрах

[Шуримон]

Тут я не совсем понял , что значит "выход отключён" ? Вообще , если в исправном и работающем усилителе при извлечении ламп из панелек меняются напряжения на кондёрах С8 , С9 - то это скорее всего указывает на утечку в конденсаторе С2 . Понятно ведь , что этот ток , протекая через резисторы 30 ком , должен изменять смещение каскада и влиять на соотношение напряжений на этих конденсаторах . Но вот если конденсаторы С2 не подключены - то никакой разумной причины тут не должно быть Единственно , что можно предположить - это какие-то утечки в монтаже .... например , если провода , идущие к кондёрам , свиты - то теоретически , при плохой изоляции - возможна и утечка , даже при отключённых кондёрах

Уважаемый Deemon, изоляция в норме, провода свиты, транс под основной силовой платой, провода короткие. Кондёры стоят на изолирующих подкладках и стойках. Провода от средних точек каналов С8 и С9 проложены, каждый к своему С1 и пропаяны. Перемычки между С1 ЛК и С1 ПК установлены и заземлены в одной точке между ламповыми каскадами точно посередине рядом с трансом и кондерами 0.22 накала.

[deemon]

Уважаемый Deemon, на момент измерений напряжений С8 и С9 конденсатор С2 от платы был отпаян провода весели в воздухе (может быть в этом проблема). До этого при проверке ламповых каскадов осцилом смотрел после С2 идеально.

Но что интересно , посмотрел внимательно на картинки - и ведь действительно , провода , идущие к кондёрам - идут параллельно , и связаны нитками - притом изоляция похожа на какую-то матерчатую , или лакоткань - а это далеко не фторопласт , надо сказать .... так что я бы это дело проверил . Например , можно попробовать отпаять провода непосредственно от входа ВК , и сравнить напряжения с лампами и без них . Кстати , ведь эта утечка , если она небольшая - ни на что кроме перекоса питания влиять не будет , и сигнал , видимый на осцилле - будет таким же . Так что обнаружить её можно только отключением не только кондёров , но и проводов от входа ВК ....

[Станислафф]

deemon, укажите рекомендуемую мощность резисторов ламповой части на схеме. Я это к вопросу о тепловых искажениях - с одной стороны хочется тупо повтыкать везде 2 Вт, а с другой - наоборот, установить может быть маломощные, что бы они выполнили функцию предохранителей например в случае пробоя 6Э6П (режим-то не паспортный!).

[deemon]

deemon, укажите рекомендуемую мощность резисторов ламповой части на схеме. Я это к вопросу о тепловых искажениях - с одной стороны хочется тупо повтыкать везде 2 Вт, а с другой - наоборот, установить может быть маломощные, что бы они выполнили функцию предохранителей например в случае пробоя 6Э6П (режим-то не паспортный!).

Кроме резисторов в цепи питания +400 ( которые лучше всего ставить малогабаритные проволочные ) - везде я ставил маломощные , 0,25 или 0,5 ватт металлоплёночные . Насчёт же пробоя ( или другой аварии ламп ) можно не бояться - за всё время опытов с этой схемой ничего подобного не было . Мощность рассеяния на анодах ламп значительно меньше максимальной , так что при нормальном теплоотводе ( если не запирать их в маленькую коробку ) - с ними ничего не может случиться .

[Шуримон]

Но что интересно , посмотрел внимательно на картинки - и ведь действительно , провода , идущие к кондёрам - идут параллельно , и связаны нитками - притом изоляция похожа на какую-то матерчатую , или лакоткань - а это далеко не фторопласт , надо сказать .... так что я бы это дело проверил . Например , можно попробовать отпаять провода непосредственно от входа ВК , и сравнить напряжения с лампами и без них . Кстати , ведь эта утечка , если она небольшая - ни на что кроме перекоса питания влиять не будет , и сигнал , видимый на осцилле - будет таким же . Так что обнаружить её можно только отключением не только кондёров , но и проводов от входа ВК ....

В матерчатой изоляции, это негорючий гибкий провод (для бань). На момент проверки напряжений на С8 и С9 платы выходных каскадов подключены не были. Работали ламповые каскады притом, что С2 были отключены с обоих сторон.

[giv94]

Шуримон у вас, вероятнее всего, сигнальные провода с кондерами в этом случае выполняют роль антенны и ловят наводку. Она чаще всего имеет ассимметричную форму, чем и смещает среднюю точку. Вы смотрели величину пульсаций в этом случае на входе каскада щупом осциллографа 1:10. Я бы кондеры со стороны ламповой части заземлил и тогда посмотрел эти напряжения. Также установлены ли у вас резисторы 470 к на землю - они дополнительнр симметрируют схему относительно земли.

[deemon]

Шуримон у вас, вероятнее всего, сигнальные провода с кондерами в этом случае выполняют роль антенны и ловят наводку. Она чаще всего имеет ассимметричную форму, чем и смещает среднюю точку. Вы смотрели величину пульсаций в этом случае на входе каскада щупом осциллографа 1:10. Я бы кондеры со стороны ламповой части заземлил и тогда посмотрел эти напряжения. Также установлены ли у вас резисторы 470 к на землю - они дополнительнр симметрируют схему относительно земли.

Ну , наводка вряд ли будет такой мощной ( если не жить рядом с передающим радиоцентром ) , а вот возбуд - теоретически мог бы . Но , если товарищ смотрел осциллографом - то вряд ли .... возбуд ведь , даже если не виден на НЧ осцилле , всё равно проявляет себя - разными подозрительными скачками уровня на сигнале синусоиды , шумами , потом же всё это должно зависеть от положения проводов , прикосновения рук , итд ...

[Шуримон]

Шуримон у вас, вероятнее всего, сигнальные провода с кондерами в этом случае выполняют роль антенны и ловят наводку. Она чаще всего имеет ассимметричную форму, чем и смещает среднюю точку. Вы смотрели величину пульсаций в этом случае на входе каскада щупом осциллографа 1:10. Я бы кондеры со стороны ламповой части заземлил и тогда посмотрел эти напряжения. Также установлены ли у вас резисторы 470 к на землю - они дополнительнр симметрируют схему относительно земли.

giv94 резисторы 470К стоят и по входу на V1. И тот который после С2 тоже стоит, но на момент измерений был соответственно отключен. Кондёры по высокой стороне на подложках и изолированны от корпуса. Какие кондёры заземлить?

[deemon]

В матерчатой изоляции, это негорючий гибкий провод (для бань). На момент проверки напряжений на С8 и С9 платы выходных каскадов подключены не были. Работали ламповые каскады притом, что С2 были отключены с обоих сторон.

Ну всё-таки , я бы попробовал отпаять провода от входа ВК , чтобы полностью исключить версию утечки .... а вот только после этого - если сдвиг напряжения от ламповых каскадов не исчезнет - тогда ещё раз внимательно проверить схему на возбуд . Кстати , какой осциллограф применяется ? Какая у него полоса частот ?

[giv94]

Если бы были утечки кондерров, то среднюю точку без сигнала болтало бы не 10-30 мВ а уже сотни и потянуло бы в плюс нехило выход. А утечки по ламповой части меняло бы анодное первой лампы при подключении - отключении С2 от катода верхней лампы. Это набдюдается? Осциллограф надо использовать с высокоомными щупами, а то можно и неувидеть наводку и возбуд по входу. Потом как себя ведет сам емкостной делитель, отключенный от выхода усилителя. Несколько подобраны в пару кондеры плеч. От симмеричности тоже будет в некотой степени получаемая симметрия. Мне по вашим описаниям видятся только влиюние наводок на входные цепи вывешенные, как антенны. Заземлите во так и посмотрите, что получится:

[Шуримон]

Ну всё-таки , я бы попробовал отпаять провода от входа ВК , чтобы полностью исключить версию утечки .... а вот только после этого - если сдвиг напряжения от ламповых каскадов не исчезнет - тогда ещё раз внимательно проверить схему на возбуд . Кстати , какой осциллограф применяется ? Какая у него полоса частот ?

Осцилограф С1-96

---------- Сообщение добавлено 14.28 ---------- Предыдущее сообщение было 14.22 ----------

Если бы были утечки кондерров, то среднюю точку без сигнала болтало бы не 10-30 мВ а уже сотни и потянуло бы в плюс нехило выход. А утечки по ламповой части меняло бы анодное первой лампы при подключении - отключении С2 от катода верхней лампы. Это набдюдается? Осциллограф надо использовать с высокоомными щупами, а то можно и неувидеть наводку и возбуд по входу. Потом как себя ведет сам емкостной делитель, отключенный от выхода усилителя. Несколько подобраны в пару кондеры плеч. От симмеричности тоже будет в некотой степени получаемая симметрия. Мне по вашим описаниям видятся только влиюние наводок на входные цепи вывешенные, как антенны. Заземлите во так и посмотрите, что получится:

Хорошо сегодня вечером попробую заземлить. Ещё такая идея, попробовать поменять кондёры 22000 с одного канала на второй (там где максимально наименьшее значение напряжения с большим), как думаете?

[deemon]

Кстати , заземлять вход ВК для проверки возбуда - надо только по переменному току , то есть конденсатором ( и делать это надо ДО антипаразитного резистора 75 ом на входе ВК ) . Заземлять же по постоянному току ( просто проводом ) - именно в этой схеме нежелательно ( про это в теме уже говорили ) . Дело в том , что питание ВК у нас "подвесное" , и при таком заземлении исчезает действие стабилизирующей обратной связи по постоянному току через резисторы 30 ком с шин питания . При этом ВК не сможет равномерно "центрировать" питание и из-за медленного дрейфа напряжения на кондёрах С8 и С9 будут "гулять" произвольно , возможен даже их полный перезаряд , при котором на одном будет полное питание , а на другом - напряжение близкое к нулю . И если кондёры не рассчитаны на полное напряжение питания ( а оно скорее всего так и есть - в рабочем режиме ведь там на каждом половина питания ) - возможна авария .

[giv94]

deemon - я же ему по переменке перемычку и нарисовал, а до резистора в 75 ом или после существенно не повлиет на результат.
Поменять местами полу-мосты для пробу конечно можно, но если это не сложно.
Я обычно делал предварительную подборку электролитов таким образом. Сначала формовка, то есть зарядить полностью на рабочее напряжение и оставить под этим напряжением на несколько часов, а потом каждый просто на саморазряде на нескотлько дней для последущей оценки токов утечки. В конце формовки смотрел остаочное напряжение и отбирал в пары, чтобы сумматные утечки были близкие. Потом по емкости делал подборку - заряжая до номинала и потом засекал временя разрядки на сопротивление в несколько десятков комм до напряжения в несколько вольт.
А у переходных и входных емкостей старался определить на какой вывод подсоединена внешняя обкладка конденсатора. Для этого брался рукой за корпус кондера и осцмииллографом смотрел на каком выводе больше пульсации наводки. На входе в ламповом каскаде ставил этим выводом на вход, в межкаскадном - к аноду. А какие у вас стоят межкаскадные емкости? Номинал больше 4 мкФ ставить не рекомендую. Чем больше емкость их, тем больше болтанка анодного болтает виртуальную среднюю точку. В варианте циклотронного выхлопа пришлось даже поставить электронный фильтр на мосфете после умножителя.

[Portugal]

А схему и фото конструкции можно посмотреть?

Фото постараюсь выложить позже. Схема усилителя напряжения как у автора. В эмиттерах сопротивления не ставил. Трансформаторы- 2 шт торы по 250 вт. Обмотки 4 шт по 18 в. на каждом. Сейчас задействованы по три обмотки. Питание получилось 2 по 38 в. Хотя планирую подцепить и оставшиеся обмотки через переключатель чтобы было два режима мощности ( дневной и вечерний ). Потом стоит мост из RURG3060. За ним два кондюка Elna for audio 10000 мкф на 100 в включенные между плюсом и минусом, как советовал автор , а дальше два Mundorf m-lytic 22000 мкф на 63 в. Силовая часть разведена медной шинкой 4х1.5 мм. Вот где то так.

[Шуримон]

deemon - я же ему по переменке перемычку и нарисовал, а до резистора в 75 ом или после существенно не повлиет на результат.
Поменять местами полу-мосты для пробу конечно можно, но если это не сложно.
Я обычно делал предварительную подборку электролитов таким образом. Сначала формовка, то есть зарядить полностью на рабочее напряжение и оставить под этим напряжением на несколько часов, а потом каждый просто на саморазряде на нескотлько дней для последущей оценки токов утечки. В конце формовки смотрел остаочное напряжение и отбирал в пары, чтобы сумматные утечки были близкие. Потом по емкости делал подборку - заряжая до номинала и потом засекал временя разрядки на сопротивление в несколько десятков комм до напряжения в несколько вольт.
А у переходных и входных емкостей старался определить на какой вывод подсоединена внешняя обкладка конденсатора. Для этого брался рукой за корпус кондера и осцмииллографом смотрел на каком выводе больше пульсации наводки. На входе в ламповом каскаде ставил этим выводом на вход, в межкаскадном - к аноду. А какие у вас стоят межкаскадные емкости? Номинал больше 4 мкФ ставить не рекомендую. Чем больше емкость их, тем больше болтанка анодного болтает виртуальную среднюю точку. В варианте циклотронного выхлопа пришлось даже поставить электронный фильтр на мосфете после умножителя.

giv94 есть ли смысл общую точку земли отсоединить от корпуса. С2 КБГ-МН 53 года (был серо зелёный) - 2 мкф.

моя почта USSR-8888@yandex.ru
Александр.

[Portugal]

В эмиттерах выходных транзисторов номиналы резисторов какие?
Какие унч до Zarathustra были в "употреблении"?
Какая акустика?
Ламповая часть в каком варианте?

Акустика у меня Revox simbol b mk2.Также есть Heco PPS 40 и Magneplanar SMG C SE. Усилители Harman Kardon PM-665 Vxi, Sugden a28 ii, Phase Linear 400 series two с разными предами в том числе и ламповыми. Какие то Luxmanы были только сейчас уже не помню моделей. Источник винил. Вертуха Denon DP-3000, тонарм SME 3009 с головой SAE LT1000 или AT-20sla. Корректор самодельный на полевиках с пассивной коррекцией без оос. Или хай резы с компа через infrasonic quartet и на ЦАП на ES9018.А ламповая часть сейчас у меня включена Aikido, о нём я писал выше, хотя есть и оригинальная предложенная автором, но Aikido мне нравиться всё таки больше.

[Шуримон]

deemon - я же ему по переменке перемычку и нарисовал, а до резистора в 75 ом или после существенно не повлиет на результат.
Поменять местами полу-мосты для пробу конечно можно, но если это не сложно.
Я обычно делал предварительную подборку электролитов таким образом. Сначала формовка, то есть зарядить полностью на рабочее напряжение и оставить под этим напряжением на несколько часов, а потом каждый просто на саморазряде на нескотлько дней для последущей оценки токов утечки. В конце формовки смотрел остаочное напряжение и отбирал в пары, чтобы сумматные утечки были близкие. Потом по емкости делал подборку - заряжая до номинала и потом засекал временя разрядки на сопротивление в несколько десятков комм до напряжения в несколько вольт.
А у переходных и входных емкостей старался определить на какой вывод подсоединена внешняя обкладка конденсатора. Для этого брался рукой за корпус кондера и осцмииллографом смотрел на каком выводе больше пульсации наводки. На входе в ламповом каскаде ставил этим выводом на вход, в межкаскадном - к аноду. А какие у вас стоят межкаскадные емкости? Номинал больше 4 мкФ ставить не рекомендую. Чем больше емкость их, тем больше болтанка анодного болтает виртуальную среднюю точку. В варианте циклотронного выхлопа пришлось даже поставить электронный фильтр на мосфете после умножителя.

Giv 94 получилось победить напруги, дело было в наводках. Завтра выложу фото и объяснения.

[Шуримон]

Giv 94 получилось победить напруги, дело было в наводках. Завтра выложу фото и объяснения.

Всё заключалось в том, что небыли заземлены (передняя панель, две дюрале алюминиевые пластины находящиеся за платами ламповых каскадов). После заземления, напряжения стали в норме (лампы вынимай не вынимай).
Парни, есть ещё несколько вопросов по отстройке тока покоя (наверное интересно будет многим тем, у которых не много опыта):
Резистор 0,1 ом стоит штатно и на нём можно мерить напряжения, при замерах в исполненной мной конструкции без подключения батарейки к выходному каскаду на резисторе (0,1 ом) получилось 3,01 мВ, с подключенным каскадом и на минимальном смещении получилось 5,18 мВ.Чтобы мне выставить ток покоя в 100 мА необходимо чтобы на резисторе было 20 мВ плюс 3.01 мВ то есть 23,1 мВ. И ток в 100 мА это на каждый транзистор? У меня на выходе запаралеленые выходники. Это правильно или нет?
Поправьте.
С Уважением!

[ISIT_14]

Шуримон, а что такай "плотный" монтаж? можно было уже на дверном полотне все сделать.