Усилитель с повышающим трансформатором. По следам усилителя Ульянова

[duty]

Вот немного поигравшись с усилителем Ульянова и так и не получив нормального результата из за разброса параметров транзисторов немного усовершенствовал конструкцию. Теперь особо подбирать ничего не надо. Все работает в классе А. Трансформатор повышающий, с зазором. У меня трансформатор намотан бифилярно, коэффициент трансформации 1:10. Ток драйвера транса 200 мА, ток выходного каскада у меня 2,5А. Играет крайне недурственно. Но пока на макете. Межкаскадный транс сделан на основе ТСА - 70. Смотаны все обмотки, собраны в пучок 12 проводов 2 - диаметром 0,47, и 10 диаметром 0,28, закручены в одну шину дрелью, на каждой секции по 74 витка, итого 146 витков, толще провода - первичка, соединена паралельно на каждой секции и последовательно междусекционно, и тонкий провод соединяется последовательно и получается вторичка. Изолирующая прокладка - 0,02мм (и вот эзотерика: с крылышками) использовал лавсан.

Ток драйвера трансформатора 200 мА.

Ток выходного каскада по желанию, у меня система охлаждения позволила сделать 2,5 А. Ток покоя регулируется резисторами R10 - R11.

Ссылка на доходчивую инструкцию по намотке межкаскадного трансформатора с чудными картинками. Может он и не претендует на звание самого лучшего транса для данного усилителя, но на первое время даст понять характер звука усилителя.

https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1645784

На осциллограмме новый звуковой трансформатор, параметры которого указаны выше. Как видим частотка вроде ничего, линеен до 100 кГц. Сейчас у меня трансформатор 1:20, секционирован.

Добавил новую схему усилителя, резистором R4 - выставляется ток покоя драйверного каскада, работает с лютой задержкой, надо сначала подрегулировать и долго ждать, тау большая, зато на звук мало влияет. Резистором R7 выставляется половина напряжения питания на выходе выходного каскада. C4 можно уменьшить, но с таким номиналом выходной каскад выходит в режим около минуты, зато никаких щелчков, и для любителей лампового звука можно сказать что греются лампы, а потом, когда играет все равно не разберут. R13 R14 - котушки, намотанные проводом 0,47 на двухваттных резисторах до заполнения, и установлены в непосредственной близости к базам транзисторов, R5 поближе к базе своего транзистора. В принципе всех делов. Удачи.

В принципе трансформатор в звуке - очень хорошо. Некоторые композиции, которые звучали неприятно, с трансформатором приобретают другой, приятный звук. Ничего не вылазит, ничего не кричит, все играет правильно и приятно. Есть композиции, которые отдавали синтетикой на других усилителях, как бы преобразились. В частности композиция Enigma - Piano, композиция несомненно хорошая, но пианино играло немного неприятно, синтетично и прикрикивая, так вот, с трансформатором все стало нормально.Так что для меня по крайней мере выбор между лампой и повышающим трансом склоняется в пользу транса, или по крайней мере лампа нагруженная на транс.

Обмерить усилитель так и не удалось, под конец сгорел компьютер, пришлось купить новый, а на новый установили Виндовс 7 64 бита, на него спектра не становится. Может кто то поможет програмкой которой можно было бы все измерить.

[hydr]

Думаю, что железо транса здесь непричем.

Попробуем определиться с порядком искажений вносимых тр.

Индуктивность первички для этого тр около 1Гн. При входном 2В ток намагничивания будет около 0,02А. По Цыкину, для данных условий, ток второй гармоники 6% в токе намагничивания или 0,0012А. Выходное сопротивление повторителя при идеальном источнике питания не более 0,3Ом.
Таким образом напряжение второй гармоники на зажимах первички:

0,0012*0,3 = 0,00036В, приведенное к 2В составит -75дб

Доля третьей 3% и соответсвенно -81дб.

Так, что к сожалению цифры где то близко ложатся к тому, что мы видим на эксперементально снятом спектре. Так, что трансформатор все таки лучше ставить специально расчитанный.
Правда остается вопрос с непропорционально большой третьей гармоникой.
Поэтому нельзя исключать того, что гадит не только трансформатор. Вопрос как себя ведет источник питания на нижней частоте? Какое на этой частоте у него внутреннее сопротивление?
Вообще идея хороша. Можно предположить, что с более продвинутой конструкцией и элементной базой повторителя, с специально расчитанным тр, источником питания имеющим внутреннее сопротивление на пару порядков меньше чем у повторителя, можно выйти на очень высокие параметры.

С уважением hydr.

[vitamin]

Кстати, посмотрел характеристики выходных транзисторов, не впечатляют. Вы применили высоковольтный транзистор, что по сравнению с низковольтными, предопределяет повышенную энергию перезаряда затвора. Как результат - большая емкость затвор - сток, которая, при присущей этой ёмкости нелинейности будет на высоких частотах иметь склонность к повышению искажений. Кроме того в диапазоне рабочих токов сильно нелинейная крутизна, и выправится ли она нижним плечём - большой вопрос. Высоковольтным приборам свойственно повышенное остаточное напряжение, что и видно по ВАХ, значит будет ограничена выходная мощность.

Вопрос повышенной нелинейной ёмкости легко можно снять, применив на входе УМ повторитель. Но кроме того лучше применить выходные транзисторы с рабочим напряжением до 100 В. В этом случае большой запас по напряжению только вредит качеству.

Анатолий.

Транзистор 2SK1530 не высоковольтный, разве 200 В это много? Выходная емкость этого транзистора около 200 пФ при напряжении 15 В, разве это много? Сравните даташит этого транзистора с аналогичными IRF и не пишите чепухи. По параметрам это один из лучших полевиков разработанный специально для аудиоприменений. Проверено на практике, соберите и померяйте, будете удивлены.

[vitamin]

Попробуем определиться с порядком искажений вносимых тр.

Индуктивность первички для этого тр около 1Гн. При входном 2В ток намагничивания будет около 0,02А. По Цыкину, для данных условий, ток второй гармоники 6% в токе намагничивания или 0,0012А. Выходное сопротивление повторителя при идеальном источнике питания не более 0,3Ом.
Таким образом напряжение второй гармоники на зажимах первички:

0,0012*0,3 = 0,00036В, приведенное к 2В составит -75дб

Доля третьей 3% и соответсвенно -81дб.

Так, что к сожалению цифры где то близко ложатся к тому, что мы видим на эксперементально снятом спектре. Так, что трансформатор все таки лучше ставить специально расчитанный.
Правда остается вопрос с непропорционально большой третьей гармоникой.
Поэтому нельзя исключать того, что гадит не только трансформатор. Вопрос как себя ведет источник питания на нижней частоте? Какое на этой частоте у него внутреннее сопротивление?
Вообще идея хороша. Можно предположить, что с более продвинутой конструкцией и элементной базой повторителя, с специально расчитанным тр, источником питания имеющим внутреннее сопротивление на пару порядков меньше чем у повторителя, можно выйти на очень высокие параметры.

С уважением hydr.

Уважаемый hydr, моя фраза в начале вашего поста относится к заключению о результатах эксперимента которые провел со своим усилителем duty и не имеет никакого отношения к измерениям моего драйвера.

[теоретизирующий практик]

Транзистор 2SK1530 не высоковольтный, разве 200 В это много?

Очень много, при напряжении питания уся 35В

Выходная емкость этого транзистора около 200 пФ при напряжении 15 В, разве это много?

Очень много, сравните с IRF540N При напряжении 15 В ПРОХОДНАЯ Ёмкость около 50 пФ, Потеря напряжения при токе 10А - меньше 1В

и не пишите чепухи

Я, однако, стараюсь писать вежливо.

Удачи Вам.

Анатолий.

[Serg138]

vitamin,
Зазор в трансе хоть есть?

[vitamin]

Я, однако, стараюсь писать вежливо.


Анатолий.

IRF540 в корпусе ТО-220, вообще не рассматривал.

Извините, не хотел обидеть.

---------- Добавлено в 10:22 ---------- Предыдущее сообщение в 10:07 ----------

vitamin,
Зазор в трансе хоть есть?

Транс без зазора, но благодаря большому сечению и небольшой величине тока и индуктивности первички, характеристики получаются неплохие. Вообще идея состоит в использовании стандартного трансформатора без переделки. Конечно, специально изготовленный транс будет гораздо лучше.

[vitamin]

Вчера более точно измерил сопротивление обмоток трансформатора ТПВ методом амперметра-вольтметра, получилось Ra1=0.1 Om, Ra2=1,6 Om, Ra3 = 5,5 Om. Соединил последовательно две первые обмотки, Ктр. примерно 7, Ra=1,7 Om.
Снял спектры искажений при токе драйвера 200мА. Схема измерений прилагается.
Из измерений следует, что при более низком Ra, спектр искажений лучше, снизился уровень нечетных гармоник и вырос уровень четных. Кроме того, амплитуда гармоник с ростом частоты спадает более резко. Спасибо за полезные советы duty, теоретическому практику и hydr.

[vitamin]

Вчера промерял с драйвером другой транс, стандартный ТАН-104, в том же режиме, что и ТПВ.
Результат во вложении. ТАН-104 тоже неплохой, спектр искажений фактически по феньшую. АЧХ от 10 Гц до 50 кГц -1 дБ, но на верхней частоте есть подъем, примерно на 3 дБ.

[duty]

У ТАН самый правильный спектр. А на звуке как отразилось?

[vitamin]

У ТАН самый правильный спектр. А на звуке как отразилось?

Еще не слушал, но судя по картинке, действительно, должен звучать лучше. Кстати, конструкция ТАН-104 аналогична твоему ТАН-70, только большей мощности.

[duty]

Так я же его полностью размотал, он алюминиевый у меня был. и бифилярно намотал. Измерить не могу, у ноутбуков нету линейного входа, только микрофон и выход. Но на слух очень мягкий и неутомительный звук, что, в принципе, должно быть характерно для преобладания четных гармоник.

[jett]

Транс без зазора, но благодаря большому сечению и небольшой величине тока и индуктивности первички, характеристики получаются неплохие.

Мне сдаётся, что без зазора нельзя, 200 мА - не так уж и мало. Вообще, с большой индуктивностью первички искажения наверное были бы ниже.
А нет желания попробовать по схеме из п.298, без конденсаторов?

[vitamin]

Мне сдаётся, что без зазора нельзя, 200 мА - не так уж и мало. Вообще, с большой индуктивностью первички искажения наверное были бы ниже.
А нет желания попробовать по схеме из п.298, без конденсаторов?

Я измерял зависимость Кг от изменения тока подмагничивания в диапазоне 50... 300мА на частотах 60 Гц и 1000гц. Теоретически на нижних частотах искажения должны увеличиваться при росте тока из-за уменьшения индуктивности. А получилось наоборот, искажения на частоте 60 Гц уменьшаются от 0,5 % до 0,1%. Думаю, что из-за роста нагрузочной способности мосфета. На частоте 1 кГц абсолютная величина Кг практически не изменяеться, только спектр расширяется на 2-3 гармоники. Хочу еще измерить один транс, подключить его на выход, например, ЛМ и посмотреть Кг и АЧХ.

Схема из п.298 интересная, но мне кажется здесь будет существенная зависимость от помех ИП по причине разделения общих проводов источника и нагрузки.

[Алексей 145600]

Как по мне так все измерение транса не по схеме Андрея, без перемотки в бифиляр не имеют большой ценности, то есть как лабораторная работа да, но по теме конкретного усилителя нет, нужно делать как в автора тогда можно обсуждать правильность или не правильность этого усилителя, а иначе это разговор не по теме этого усилка я бы назвал размышление о измерениях трансформаторов без зазора.

[duty]

Схема из п.298 интересная, но мне кажется здесь будет существенная зависимость от помех ИП по причине разделения общих проводов источника и нагрузки.

Да...там надо конденсаторов и побольше ставить паралельно резисторам.

[hydr]

Как по мне так все измерение транса не по схеме Андрея, без перемотки в бифиляр не имеют большой ценности,

А в чем уж такая сверхценность бифилярной обмотки? Можно конечно поговорить о необходимой величине индуктивности рассеяния и тп., но это вопросы ФЧХ и АЧХ, но первична идея использования повторителя для обеспечения работы повышающего трансфора.
Интересен анализ того, что влияет на искажения. На частоте в 1кГц сам трансформатор искажений уже не вносит. Очевидно влияет только в той степени в которой меняются режимы каскада при замене трансформатора.

С уважением hydr.

[теоретизирующий практик]

В схеме из п #298 отсутствуют цепи температурной стабилизации режима драйвера, простой делитель напряжения на затвор, а в цепи истока только первичка трансформатора. Не каждый транзистор имеет термостабильную точку при желаемом токе драйвера. Сопротивление первички, как выяснили д. б. с минимальным активным сопротивлением. А если применить подходящий низковольтный ПТ, (проверил на D1703L) при токе 0,25А получается крутизна 2А/В, что уже неплохо, при емкости затвор сток 25 пФ при 15 В питания.

Но наверное потребуется цепь термокомпенсации в смещение затвора.

Конденсаторы в цепи первички (если стоит стабилизирующее сопротивление) должны быть оччень болшого номинала, чтобы не увеличивать выходное сопротивление драйвера на НЧ.

Анатолий.

[jett]

Схема из п.298 интересная, но мне кажется здесь будет существенная зависимость от помех ИП по причине разделения общих проводов источника и нагрузки.

Там можно подстроечник заменить зашунтированным стабилитроном, например. Земля по переменке станет общей, таким образом. Конечно, в цепь истока можно/нужно добавить зашунтированный резистор.
А почему бы не попробовать хороший буфер, двухполярное питание и работу транса без тока подмагничивания?

[Михаил45]

Как у самого Ульянова. Транс без подмагничивания и поэтому не был критичным.

[duty]

Да там тоже трудно добиться чтоб он был без подмагничивания. Это насколько точно надо подобрать транзисторы, еще и 4. Я ниасилил.