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 .

[slonek]

Alexhase,
Поделитесь печаткой!

[Alex]

Я часто замечал , что за примерно 15 минут после включения звук заметно меняется , пропадает "сухость" и излишняя резкость . Но , это так или иначе свойственно всем усилителям , в которых есть лампы

Да, но одним больше, другим меньше. Вуди что в спальне, достаточно минут 5-10, ЕЛ84 быстро в норму приходят, 300В и 2А3 - тем минут 20-30 надо. А от 6С33С я отошел, т.к. хотя играют они классно, но каждый раз ждать минут 40 пока все прогреется......

Лампа 6э5п действительно очень хороша, я много ламп перепробовал, но эта по звучанию мне больше всего подошла и для моих усилителей, Кус у нее хороший, а в пентоде все 140 и более.

В тетроде . И не в СРПП, как тут, а в обычном каскаде.
Да, около 140, но и КНИ при этом мягко говоря, не самый лучший., и "раскрыв" по сетке применение ограничивает. В триоде наоборот - мало. Потому я в обсновном с ультралинейке использовал, где можно выбрать Ку от триода до тетрода, какой надо, и с приемлимым КНИ.
В целом-же - лампешка отличная! А вот в СРПП - постоянно колеблюсь между ней и 6Н6П, у "шестерки" есть много преимуществ.

[Nik_Z]

Да, около 140, но и КНИ при этом мягко говоря, не самый лучший., и "раскрыв" по сетке применение ограничивает.

Интересно, а какого "раскрыва" можно ожидать от ламп с таким усилением?

[deemon]

Да, но одним больше, другим меньше. Вуди что в спальне, достаточно минут 5-10, ЕЛ84 быстро в норму приходят, 300В и 2А3 - тем минут 20-30 надо. А от 6С33С я отошел, т.к. хотя играют они классно, но каждый раз ждать минут 40 пока все прогреется......

Меня , кстати , всегда удивляло - что там прогревается такое довольно долгое время ? Даже у ламп косвенного накала , по идее , все тепловые процессы должны закончиться через 2-3 минуты .... а у ламп прямого накала и того быстрее . Но вот , тем не менее - 300В прогреваются дольше , чем EL84 . Хотя , что интересно , ГМ-70 в этом смысле лучше - у меня звук выходного каскада "устаканивался" минут за 5 . НО так как усил на ГМ-70 у меня был сделан с драйвером на 6Э5П , то всё равно , общий прогрев был не меньше 15 минут .

В целом-же - лампешка отличная! А вот в СРПП - постоянно колеблюсь между ней и 6Н6П, у "шестерки" есть много преимуществ.

Да , я тоже это замечал , и кстати делал версию Заратустры с СРПП драйвером на 6Н6П ( и где-то в теме про это говорил ) . Играло оно тоже хорошо , но всё-таки в звуке не хватало того , что даёт 6Э5П .... что ни говори , а 6Э5П - очень сильная лампа

[Alexhase]

Да, но одним больше, другим меньше. Вуди что в спальне, достаточно минут 5-10, ЕЛ84 быстро в норму приходят, 300В и 2А3 - тем минут 20-30 надо. А от 6С33С я отошел, т.к. хотя играют они классно, но каждый раз ждать минут 40 пока все прогреется......



В тетроде . И не в СРПП, как тут, а в обычном каскаде.
Да, около 140, но и КНИ при этом мягко говоря, не самый лучший., и "раскрыв" по сетке применение ограничивает. В триоде наоборот - мало. Потому я в обсновном с ультралинейке использовал, где можно выбрать Ку от триода до тетрода, какой надо, и с приемлимым КНИ.
В целом-же - лампешка отличная! А вот в СРПП - постоянно колеблюсь между ней и 6Н6П, у "шестерки" есть много преимуществ.

Недостаток у 6э5п ламп один, это малый ресурс, но этого недостатка нет в 6э6п-др, а у меня есть 6э6п-дру у них вообще 10000 часов работы против 500 часов у 6э5п. 6н6п я не пробовал, если достану, то обязательно попробую.

---------- Добавлено в 19:35 ---------- Предыдущее сообщение в 19:06 ----------

Интересно, а какого "раскрыва" можно ожидать от ламп с таким усилением?

Это же тетрод, а у пентодов еще больше Кус и что, по твоему мнению тетрод и пентод не может хорошо звучать?

[zvuk2496]

Alexhase , если сделаете драйвер на 6э6п-др напишите про звук в сравнении с 6э5п , т.к. у меня стоят первые и хотелось бы узнать нюансы.

[deemon]

Недостаток у 6э5п ламп один, это малый ресурс,

Но , это ведь заявленный ресурс , в реальности гораздо больше . У меня четвёрка ламп в усилителе уже несколько лет без замены работает .... так что тут , в общем , как повезёт . Надо иметь запас , как я и раньше не раз говорил

[Alexhase]

Сегодня заменил разделительный конденсатор Jantsen с 2,7мкф на 1,8мкф и звуку сразу стало легче, меньше баса, в общем мое звучание.

[Nik_Z]

Это же тетрод, а у пентодов еще больше Кус и что, по твоему мнению тетрод и пентод не может хорошо звучать?

Дело не в звуке, а в появлении странного термина, вроде как традиционно употребляемых недостаточно.

[Alex]

Дело не в звуке, а в появлении странного термина

Какого "странного? "Раскрыв"? Это давным давно совершенно стандартный термин.

Недостаток у 6э5п ламп один, это малый ресурс, но этого недостатка нет в 6э6п-др, а у меня есть 6э6п-дру у них вообще 10000 часов работы против 500 часов у 6э5п.

Да, 6Э5П это проблема, хотя они и реально работают вдвое больше.

если сделаете драйвер на 6э6п-др напишите про звук в сравнении с 6э5п

В СРПП не пробовал, а в обычном резистивном каскаде (триод и ультралинейный) я отличий не заметил.

[Ромик]

Здравтствуйте все! Меня очень заинтересовало то, что здесь обсуждается. Автору большое спасибо! Недавно занялся лампами, а вот "параллельник" применяю уже давно (мне он нравится). Постарался внимательно перечитать тему чтобы не встревать с заезженными вопросами (но если промахнусь, сильно не ругайте ).
Вопросы следующие:

1) Если собирать "батарейку" на отдельной плате, то насколько длинными могут быть провода, соединяющие её с ВК? Если они будут длинными, может ли это как-то сказаться на устойчивости или ещё на чём-то (предполагается использовать этот ВК не только с лампами, но и в схемах на полупроводниках с ОООС)?
2)Хочу уточнить, правильно ли я понял: в классическом ПП три пути протекания тока покоя, поэтому общий ток покоя равен сумме токов через предвыходные тр-ры + ток через выходники, т.е. ток утраивается, а здесь получается два пути и ток удваивается? Мне бы поподробней в этом разобраться (простите за дилетантство).

[deemon]

1) Если собирать "батарейку" на отдельной плате, то насколько длинными могут быть провода, соединяющие её с ВК? Если они будут длинными, может ли это как-то сказаться на устойчивости или ещё на чём-то

Да , излишне длинные провода теоретически могут стать причиной неустойчивости и роста искажений на ВЧ . Я не советую делать их длиннее 10-15 см , причём провода должны быть достаточно толстыми , и их надо обязательно свивать . Также я советую поставить в этом случае ещё один антипаразитный резистор на 50 ом , аналогичный показанному на схеме "батарейки" , прямо рядом с мощными транзисторами .

Напротив , провода от схемы "батарейки" до обмотки питания могут быть любой длины в пределах корпуса усилителя , от них проблем не будет .

2)Хочу уточнить, правильно ли я понял: в классическом ПП три пути протекания тока покоя, поэтому общий ток покоя равен сумме токов через предвыходные тр-ры + ток через выходники, т.е. ток утраивается, а здесь получается два пути и ток удваивается? Мне бы поподробней в этом разобраться (простите за дилетантство).

На самом деле , в обычном ПП два пути для сигнала - через верхние транзисторы и через нижние . А в моём варианте с параллельным смещением ( ПКПС ) их четыре - от каждого предварительно сигнал может пройти на выход через источник смещения на каждый выходной . Причём , если в обычном ПП ток базы выходного NPN транзистора принципиально не может быть больше тока источника , питающего эмиттер PNP предвыходника ( и то же для другого плеча ) , и именно это является его самым большим недостатком , то для ПКПС - ток базы выходного NPN транзистора может идти через "батарейку" от эмиттера NPN предвыходника , коллектор которого подключён к питанию , и для другого плеча соответственно . А значит - этот ток теперь теоретически ничем не ограничен , а практически ограничен только максимальными токами применяемых транзисторов . Что не только поднимает "тяговую способность" каскада , но и сильно понижает искажения на средней и большой мощности , так же как и "прозрачность" звучания в этих условиях .

предполагается использовать этот ВК не только с лампами, но и в схемах на полупроводниках с ОООС

Что вполне разумно - применение такого каскада может улучшить параметры любого УНЧ с ПП на выходе , а с небольшими переделками схемы - его можно применять вообще в любом УНЧ . Как я уже отмечал выше - недостатком этого каскада можно считать только повышенные требования к тщательности сборки ( что впрочем и так не помешает ) , и наличие дополнительной низковольтной обмотки питания для "батарейки" . Во всём же остальном - только преимущества

[humbl]

Алексхейз, Вы обмотки плавающего смещения располагали на основном трансформаторе? Какие были проблемы?++++++++++++++++++++++

[zvuk2496]

Можно я добавлю . Ромик , общий ток покоя ВК = ток тр-ра предвыхода ( он не изменяется от входного U ) + ток покоя вых-го тр-ра ( он увеличивается от увеличения входного U ) , т.е допустим 100+100=200ма , если на выходе стоят два в параллель , то соответственно
100+(100+100)=300ма. Ну а величину тока подбирай по звуку. У меня в частности звук раскрывался ( мое ИМХО ) после 220-240ма на тр-р
при двух в параллель на выходе и при подборе тр-ров пришлось в начале пути повозиться.

[Ромик]

deemon, zvuk2496, огромное спасибо за ответы, всё понятно, будем работать.

---------- Добавлено в 08:28 ---------- Предыдущее сообщение в 08:19 ----------

Недостатком этого каскада можно считать только повышенные требования к тщательности сборки

Хочу отметить, что я встречал схемы, в которых сборка сложнее, только толку от этого мало было, звук не радовал, так что в данном случае это меня не смущает. Да и вообще это не проблема, не так уж и сложно выполнить требования к сборке данного ВК, а к сборке любой схемы надо подходить серьёзно, с умом (даже в схемах на микросхемах ).

[Alexhase]

Alexhase , если сделаете драйвер на 6э6п-др напишите про звук в сравнении с 6э5п , т.к. у меня стоят первые и хотелось бы узнать нюансы.

Ок. Я сейчас делаю драйвер для раскачки усилителя на 6э6п, но лампы там будут включены по триодной схеме. Зная как звучит 6э5п в триоде я смогу сказать как будет играть 6э6п. Кстати говоря в триоде 6э5п играет очень похоже на СРПП, лампа одинаковая.

[deemon]

Кстати , я на одной 6Э5П делал однокаскадный УНЧ - тоже очень неплохая штука . Только мощность уж очень маловата - порядка 1,5 ватт я с него получал . Да и транс был примитивный - ТВЗ 1-9 , кажется - от телевизора . Впрочем , если у кого рупорная акустика с чутьём в 110 дб - то может хватить и 1,5 ватт У меня вот сейчас 100 дб , и я свой усил редко врубаю на полную мощность ( обычно на 3-5 ватт , не больше ) , разве только если какой-нибудь рок хочу послушать "как на концерте" , чтобы стены дрожали ... тогда 50 ватт от Заратустры вполне хватает

[Alexhase]

Алексхейз, Вы обмотки плавающего смещения располагали на основном трансформаторе? Какие были проблемы?++++++++++++++++++++++

Алексхейз - за что вы меня так? Мой ник Alexhase, через S пишется. Haze - туман с английского, hase - нечто другое.
Да, обмотки у меня на основном трансформаторе. Проблем небыло, все хорошо мотается, провод брал ПЭВ - 2 0.53мм на каждый канал своя обмотка. Все мотал очень аккуратно и плотно виток к витку, у меня лимит по размеру корпуса. Транс на 120Вт получился 90х63мм.

[dolin]

Alexhase, глубина, эмоции на середине есть? Или все на уровне транзисторного уся?

[Alexhase]

Alexhase, глубина, эмоции на середине есть? Или все на уровне транзисторного уся?

Не знаю, что в твоем понятии "глубина", "эмоции" и в какой музыки ее надо слушать, но вокал детально передает и в сложной электронной музыке не отстает, динамика хорошая. По твоему мнению транзисторный усь не может передать эмоции?