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.

[duty]

Анатолий, не верю. Тебя таки цепанул этот трансформатор.

[AME]

Работают же микрофонные трансформаторы, и никто не жалуется.

Пермаллой неплохо работает при малых сигналах, зато не может работать с большими.

[hydr]

.......... с переходным трансформатором имеется большая поблажка для конструктора.........

В частном случае это получается измерительный трансформатор напряжения.

Наверное, все таки не поблажка а большой бонус. Но добиться достойного результата, нужно постараться. В любом случае овчинка стоит выделки. Получить десять крат усиления по напряжению с помощью пассивного элемента это отлично.
Искажения у хорошего трансформатора можно опустить далеко за -100дб.

Теория измерительных трансформаторов не поможет, они про другое.
Для начала возьмите Цыкина, глава посвященная трансформаторам с емкостной нагрузкой.

С уважением hydr.

[OLZ]

Пермаллой неплохо работает при малых сигналах, зато не может работать с большими.

Почему? Какой именно пермаллой? Насколько сигналы должны быть "большими"?

[duty]

Уважаемый Hydr.Готов попробовать секционный транс. Ваше мнение как его лучше секционировать. Первичка две вторички, опять первичка и т.д.

[теоретизирующий практик]

Дык здесь вроде небольшой сигнал, мощность измеряеся миливатами. В первых транзисторных приёмниках ставили пермалой в миниатюрные трансформаторы до 100 мВт. (правда от 250Гц.)

Короче, намотал пробный трансформатор на витом разрезном О-образном сердечнике сечением 6 см кв., длина магнитной цепи 18 см. Сталь неизвестной породы, но на вид транс был добротный, со списанной медицинской аппаратуры. Расчитывал (если так можно сказать ) на входное напряжение 1 В эфф. После разборки торцы пришлось прошлифовать на чугунной плите с алмазным порошком, иначе прилегание -никакое. Сборка без прокладки.

Решил сразу брать быка за рога. Вход 1В, выход 25В. (или всё, или ничего). У меня стоит макет выходного каскада на МОСФЕТ транзисторах, входная ёмкость 50 - 60 пФ, входное напряжение 25 В, отсюда и выбор. Первичная обмотка 76 витков, (ну столько поместилось в один слой) с отводом от середины (для балансного драйвера), Первая и третья секция, в один ряд двойным проводом Ф 0,4мм. Обе секции в параллель. Получается 76 витков двойным проводом Ф 0,4 мм.

Вторичка во второй секции. Провод Ф 0,1 мм 1900 витков. Намотка внавал, специальным способом. Раскладчик настроил на один проход 1900 витков. По мере медленного прохода раскладчика вручную придавал хаотические колебания проводу с укладкой внавал на расстоянии примерно 4 мм. Таким образом один конец катушки с одной стороны каркаса, а другой - с противоположной, и всё это за один проход намотки внавал.
Прокладка между секциями - ватман в один слой. По понятиям - такое выполнение вторички обеспечит минимальную собственную ёмкость, что и подтвердилось, (правда без сравнения с другими способами намотки. )

Сразу после сборки проверил АЧХ. АЧХ линейная в пределах от 10 Гц до 50-60 кГц, далее до 80 кГц небольшой подъём АЧХ процентов на 20% (осциллографом). ЗГ у меня до 80 кГц. Параллельная ёмкость 50 пФ на выходе - АЧХ практически не меняет.

При частоте 60 Гц индуктивность плавно увеличивается от 33 мГ до 64 мГ при изменении входного сигнала от 10 мВ до 3В. (методом вольтметра- амперметра) Однако, порядка 25 Гн собственная индуктивность вторички.

Измерения искажений впереди, после сборки макета драйвера.

Анатолий.

PS При удачном выполнении драйвера для трансформатора, с очень низким выходным сопротивлением, возможно придётся поверху всех обмоток намотать ещё одну секцию первички, для снижения активного сопротивления. Сейчас сопротивление первички около 0,68 Ом. Полагаю, что АЧХ на верхних частотах при этом не изменится. Да с чего ей меняться? Индуктивность рассеивания вторички не увеличится, по крайней мере.

PPS подобрал параллельно вторичке последовательную RC цепочку 6,8к + 1000 пФ - по верхам АЧХ стала линейной до 80 кГц. (вместе с нагрузкой 50 пФ.)

[hydr]

Первичка две вторички, опять первичка и т.д.

Каждый слой это секция. Толщина межсекционной изоляции минимальна. Сумма количества секций первички и вторички нечетна. Первая и последняя секция имеют половинное количество витков, достигается намоткой в два провода. Диаметры провода первички и вторички соотносятся как ктр. Если сопротивление вторички получается слишком большим, то первичка мотается в два провода.

С уважением hydr.

[vitamin]

Отводы от вторички уже кто то предлагал в оригинальном Ульянове

Ну так результат положительный, плюс не надо хорошего и дорогого потенциометра.

[Alvis]

ТС и те, кто собирал этот усилитель, поделитесь мнением, как он воспроизводит хард, металл и БСО? Не сваливаются ли в кашу НЧ и мид ?

[duty]

Кашей даже примерно не пахнет. Это же класс А.

[Alvis]

Кашей даже примерно не пахнет. Это же класс А.

Запахнет, да ещё и как, в случае однотакта на полевике и лампе.(тоже чистый кл. А)

[duty]

Но тут ведь лампы нету. однотакт на полевике еще перезарядить надо. Все зависит от реализации. Звучит конечно мягко, но АСДС Live at River Plate отыграло просто сказочно, даже без пива. Мэнсона не включал, жена не догоняет. А малая АСДС только услышит уже бежит слушать.

Тут почти однотакт, но с управляемым источником тока, тоесть практически двухтактный усилитель. Я когда то делал однотакт с СРПП на 6н23П, так он играл совсем не лениво, очень резво и быстро. Каши тоже небыло. Вот где каши нету еще это у усилителя Худа. Там просто кристальная чистота звука, и проще в реализации, никогда не слышал чтоб он сваливал в кашу.

[hydr]

Сразу после сборки проверил АЧХ. АЧХ линейная в пределах от 10 Гц до 50-60 кГц, далее до 80 кГц небольшой подъём АЧХ процентов на 20% (осциллографом). ЗГ у меня до 80 кГц. Параллельная ёмкость 50 пФ на выходе - АЧХ практически не меняет.

При частоте 60 Гц индуктивность плавно увеличивается от 33 мГ до 64 мГ ............... Сейчас сопротивление первички около 0,68 Ом.

PPS подобрал параллельно вторичке последовательную RC цепочку 6,8к + 1000 пФ - по верхам АЧХ стала линейной до 80 кГц. (вместе с нагрузкой 50 пФ.)

Судя по АЧХ велика индуктивность рассеяния. По условию апериодичности выражение

( Ri + r1 + r*2)*(C* / Ls)^0,5 должно быть не менее 1,41.

Индуктивность рассеяния минимизируется глубоким секционированием, снижением объема занимаемого обмоткой ( в первую очередь изоляцией), увеличением высоты катушки ( секционирование хорошо работает до тех пор пока высота катушки намного больше толщины намотки).
Серьезное влияние на резонансы влияет сопротивление вторички, поэтому без особой нужды снижать его не нужно.
А вот с сопротивлением первички другая песня, как по мне то не больше 10% от выходного сопротивления повторителя иначе полностью не используются его возможности.

С уважением hydr.

[теоретизирующий практик]

[QUOTE=hydr;1677309]Судя по АЧХ велика индуктивность рассеяния.

Заведомо на пробу взята не самая оптимальная конструкция обмоток, но попроще. По понятиям, такая упрощенная конструкция обеспечила выполнение "техзадания" на желаемом уровне, по крайней мере по АЧХ. Вторичка намотана самым тонким имеющимся проводом. Провод потоньше наверное сразу бы обеспечил апериодическую переходную характеристику, и снижение индуктивности рассеивания за счёт уменьшения высоты секции, но что есть то и есть, пришлось ставить шунтирующую RC цепочку.

Проект входного драйвера для трансформатора обеспечивает выходное сопротивление 0,2 Ома. Я и сам вижу, активное сопротивление первички надо уменьшать. 0,7 Ом - не обеспечит минимума искажений. Так что проведу ещё один эксперимент : нахально пОверху всех обмоток намотаю ещё одну секцию низкоомной первичной обмотки , и доведу суммарное сопротивление примерно до 0,1 Ома. На ВЧ эта секция возможно и не повлияет, но её назначение снизить искажения на НЧ. Так что такое действие "нахрапом" скорее всего возымеет положительный результат. Можно будет сравнить эффект отключением дополнительной секции.

Анатолий.

[duty]

О! Заработало.
Короче кину и я гадости какой то в вентилятор. Был намотан убердевайс с страшным секционированием, все как по книге. Железо ТСА 70 (хорошее железо, со знаком качества). Коэффициент трансформации выбран тоже чудный 1:20 (а что? Люди мотают и я не хуже). И, как не странно весь этот убердевайс оказался вполне работоспособный и, о чудо, с довольно таки рабочей полосой во всем звуковои диапазоне он линеен от 6Гц до 80 кГц, потом подьем, пик на 100 кГц и потом плавное падение. Зазор опять же 0,05 (жизнь научила). Конечно на прямоугольнике Содом и Гоморра, но мы ведь не прямоугольники слушаем... Тем более установка RC цепочки в корне меняет дело. Драйвер переделал тоже. В драйвере стоит два биполяра по схеме Шиклаи, серво на микросхеме по удержанию тока покоя. Не знаю, по сравнению с полевиком вроде больше стало ВЧ. Как то все это странно...

---------- Добавлено в 21:26 ---------- Предыдущее сообщение в 21:23 ----------

Кстати сопротивление первички измерить уже не могу....но где то около 0,3 Ом. А может и меньше. Первички на каждой секции по 4 и 80 витков на секции проводом около 0,52мм, тоесть первичка всего 160 витков, вторичка провод 0,22 вроде (не помню тех диаметров) в 20 раз больше. Получается на каждой секции трансформатора 4 половины первичек и 3 половины вторичек.

Теперь со своей звуковой карты четко увидел ограничение в нагрузке выходного каскада в классе А на уровне 5А на нагрузке 4 Ом. Ограничение очень мягкое, без всплесков и прочей атрибутики. Как оказывается выходной каскад очень и очень неплох... Линейность усилителя в моем случае определяется линейностью трансформатора.
На следующуй неделей замеряю все, купил новую звуковуху и с ней все работает... На что только не пойдешь ради науки...

---------- Добавлено в 21:46 ---------- Предыдущее сообщение в 21:26 ----------

[Alvis]

Измерьте сопротивление первички по падению напряжения на ней и току. И выложите схемку на биполярном драйвере, мне кажется она более звучащей будет.

[duty]

Да, на биполяре более звучаще, согласен. Все измерю. Я просто вставил в коллектор амперметр и выставил ток. По осциллографу разницы в токе что 0,2 А, что 0,7 небыло.

[теоретизирующий практик]

Все измерю... Я просто вставил в коллектор амперметр и выставил ток.

Ток измерил?, теперь точно определи падение напряжения на обмотке, и узнаешь активное сопротивление обмотки. Метод вольтметра-амперметра назвается . Кытайскими тестерами мерять такие номиналы прямым методом бесполезно.

Анатолий.

PS Показалось, что пару дней ВЕГАЛАБ не работал, я уже торрент сбросил на всякий случай (перед этим поставил), думал он вредит...

[duty]

PS Показалось, что пару дней ВЕГАЛАБ не работал

Просто показалось.... ))) Та китайские тестеры. Вот один показывает 0,3 Ом, второй вообще 0 Ом.

[теоретизирующий практик]

Просто показалось.... ))) Та китайские тестеры. Вот один показывает 0,3 Ом, второй вообще 0 Ом.

Не, они вообще не очень плохие, провода с наконечниками - слабое место. При токе 5А уже сильно греются. А омметр кроме небольшого и нестабильного контакктного сопротивления показывает ещё около 0,6 Ом собственных проводов к наконечникам. Мораль: хоть провода переделай.

Анатолий.