Транзисторный ламповик Сергея Рубальского

[toro]

Кто нибудь уже макетировал/отслушивал усилитель Сергея Рубальского с последнего Суховского РадиоХобби, №5-6 2014, стр.38, С.Рубальский «Транзисторная альтернатива ламповому однотакту». Отличительная функция - регулируемый уровень гармонических искажений. Собираюсь повторить схема довольно проста, и в статье описаны и классифицированы "новые" искажения в УМ и простые способы их измерения. Могу скрины с приложить если это можно здесь.

Сергей Рубальский структурировал информацию о "транзисторном ламповике",
частично с 3 -го пункта по 9 пункт ссылки на результаты, полученные в макете - "железе".
1.Статья и тут
2.Файлы эмуляции в МС10
3.Принципиальная схема ВК и варианты макетных плат 1 2 3
4. Фото макета
5. Диф фильтр
6. Спектр гармоник макета ВК
7. Регулировка спектра гармоник макета ВК, меандр
8.Искажения при мягком клиппинге в макете 1 2
9.Оценка искажений амплитудно-фазового спектра сложного сигнала в макете

Дополнительно в теме рассматривались вопросы:
1. Искажения амплитудно-частотной характеристики (полюса)
2. Зависимость линейных и нелинейных искажений
3. Связь искажений АХ и ГВЗ в динамике.
4. Искажения фазо-частотной характеристики, запас фазы, устойчивость
5. Статическое и динамическое входное сопротивление ВК в полосе частот и нагрузок и
выходное динамическое сопротивление ВК в диапазоне токов покоя
6. Статическая и динамическая амплитудные характеристики
7. Переключательные искажения
8. Амплитудные искажения.
9. Клиппинг
10. Стресс тест
11. Искажения Амплитудно-фазового спектра сложных сигналов.
12. "Транзисторный ламповик" для наушников.

[IDDQD]

В вашей модели ВК стоят другие элементы, соответственно режимы не совпадают. Схема чувствительна к применяемым транзисторам, требует установки соответствующих режимов перед измерениями.
Но 1,5 А ток покоя это не для этой схемы, кроме распределения спектра и др цель была достичь макс КПД следящего режима.

Относительно отсечки управляемого ГТ, отсечки нет до вых напряжения 9В. Далее до 12В происходит плавный заход в отсечку, но он не рождает гармоник высшего порядка, и выходной спектр не страдает, обратите внимание крутизна спада до 10 гармоники составляет 120 дБ, что подтверждает отсутствие в вых напряжении гармоник высшего порядка. Истоковый повторитель не заходит в отсечку. именно он принимает основную роль формирования вых напряжения на нагрузке. Картинки прикрепляю. (Схема пост 45). Конечно, все что без отсечки - это кошерно. Таким мелонам слушать усилитель до 10 Ватт

Я пробовал разные мосфеты - ничего принципиально не менялось - менялся лишь ток покоя в пределах +-10%.
Я не предлагал ток в 1.5 А, а предлагал всего лишь 1 А - этого достаточно чтобы ВК работал в А классе. Увеличение с 660 mA до 1 А не такая уж и большая цена за это.
Что же касается отсечки - имхо, лучше избегать такого в псевдооднотакте. Он и так экономичней чистого А вдвое. Хочется что-то менее горячее лучше сделать приличный AB усилитель, у которого в спектре так же нет высших гармоник.
В прилагаемой картинке спектр гибридного усилителя "Заратустра" при 36 Вт на 4 Ом - как видно там выше 4 ничего нет (и это не Микрокап!).
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=36227


---------- Сообщение добавлено 16.53 ---------- Предыдущее сообщение было 16.42 ----------

Мин уровень гармоник считается тот, при котором устанавливается заданное распределение гармоник. При макс мощности уменьшение тока ведет к постепенному развалу распределения гармоник.
Конечно, все что без отсечки - это кошерно. Таким мелонам слушать усилитель до 10 Ватт

Т.е. вы нагружаете усилитель на резистор, через делитель подаете напряжение с выхода усилителя на вход звуковухи компа и спектраплюсом или рмаа смотрите распределение гармоник? И крутите резистор пока оно "красивше" не станет?
Я бы понял, если бы вы сказали кручу пока "оно зазвучит", но вот что бы так...
Кстати, ваш усилитель при питании 40V и токе покоя 1.8А запросто сможет не выходя из А класса выдать на 4 Ом 27 Вт.

[теоретизирующий практик]

Тепловая модель содержит во первых некоторую тепловую ёмкость собственно активной зоны перехода. (определяет возможности структуры выдержать импульсные короткие перегрузки).Далее присутствует распределённая цепочка тепловых сопротивлений и теплоёмкостей. По мере удаления от активной зоны - сопротивления уменьшаются, а ёмкости увеличиваются. (сферическое распространение теплового потока.

В момент прихода импульса разогревающей мощности (теплового потока), в пределе, в начале температура не изменяется. Но по мере заряда тепловой ёмкости - температура (теплонапряжение) начинает повышаться, и в соответствии с появлением градиента температуры происходит распространение теплового тока и разогрев (увеличение потенциала) более удалённых структур кристалла. При решении таких тепловых задач часто вводится понятие температуропроводности.

Задача усложняется в многозонных и решетчатых структурах (типовых для современных ПП), при наличии которых кривая разогрева может выглядеть не столь уж гладкой.

В общем большое поле деятельности для математиков...

Возможно как-то можно приспособить кривые изменения теплового сопротивления в зависимости от длительности импульса мощности. Такие кривые имеются для многих современных ПП.
---------------------------------------
P.S. На макете выловить ТИ можно - сравнив КНИ при низкой частоте, и при высокой (относительно высокой для ТИ, но невысокой для электрических параметров ). Например при 63Гц, и при 3кГц.
------------------------------------------
Добавил позже. Поднял макулатуру. О тепловых параметрах транзисторов. В сборнике статей "Полупроводниковые приборы, и их применение. Выпуск 28". Там дан расчёт зависимости динамического перегрева транзисторной структуры в зависимости от частоты сигнала. К примеру у КТ 904 "не низкая частота" и 100кГц, а до частот 100-400мГц наблюдается снижение температуры перегрева. По крайней мере для этого типа СВЧ транзистора ТИ возможны во всём диапазоне рабочих частот.

[wert]

Я бы понял, если бы вы сказали кручу пока "оно зазвучит", но вот что бы так... https://forum.vegalab.ru/images/smilies/icon_smile.gif
Кстати, ваш усилитель при питании 40V и токе покоя 1.8А запросто сможет не выходя из А класса выдать на 4 Ом 27 Вт.

Уверен, без предварительной инструментальной настройки режимов вы не приступаете к прослушке и доводке. Или существуют иные методики запуска?
Данный усилитель может работать на ряды нагрузок, необходимо лишь устанавливать оптимальные токи по критериям которые обозначил.
При напряжении питания ниже 12 В ВК не звучит и гармоники повышаются, выше 32 В не испытывал (в железе), хотя источник позволяет до 60 В 5А). При изменении напряжения питания требуется корректировка средней точки и выбор токозадающего резистора под конкретную нагрузку 4,8,16 Ом... и корректировка резистора регулировки гармоник.

Звуковушкой E-MU 1212m пока не пользуюсь, она под домашнюю мини студию настроена Tyros, гитара полуакустика Gibson, микрофоны и проч. Жена много пишет, делаем минусовки, записи и проч., сборники детских песен выпускаем, диски, это хобби моей супруги. А я с детства радиолюбитель, как многие на форуме. Измерения провожу комплексом Аурис осциллограф В423, цифровой генератор В332, а если что поточнее пользуюсь AMBER 3501. Компом и звуковухой можно намерить незнамо что, потому ручки кручу как метролог, на метрологическом оборудовании, тем более и на работе лаборатория имеется

[wert]

Прикручу ка фото совершенно виртуального ВК, который месяца четыре как дает виртуальный звук, только макет это, даже не опытный образец под который выложил печатку-макетку, но обмерянный, обкатанный, а параметры как смогу по времени представлю.

---------- Сообщение добавлено 19.05 ---------- Предыдущее сообщение было 19.04 ----------

Покрутил выходной каскад в симуляторе - оказалось...

Как часто любят на форуме повторять - не все что получил в симуляторе, услышишь в железе.
Позволю себе пару слов по Вашей модели ВК.
"Звучать" в таком виде будет, но хуже чем в моей схеме (пост 45), проверено.
Все связано с тем, что "калькулятор" беспристастен, что задал, то и получил - арифмометр и в Африке с косточковыми счетами коррелирует. А вот метод расчета имеет большое значение. Пользуясь привычными стандартными методами анализа, мы часто не видим того, что слышим в железе, и удивляемся, не коррелирует, не совпадает, значит симулятор не достоин внимания.
А может мы пока не доросли до обьективных методов оценки на разных этапах жизненного цикла наших усилителей. Яркий пример - тепловые искажения, как рассчитать? как симулировать, как измерить? Отдельные статьи и опыт некоторых профи все же имеет субьективную составляющую, так как в большей части не проведено на сходимость полученных результатов с "общепринятыми методиками".
Вот тут самое интересное - "общепринятая методика" пока не попали в разряд международного стандарта, является Субьективной!...
Так вот к вашей модели. На форуме поголовно используют диод Шотки в токовой цепи нагрузки ВК. И стандартными методами измерений мы не видим резкого возрастания высших гармоник от комплексного воздействия, на синусе все красиво! Когда я собрал макет ВК, я не мог понять, что за резкость в зкуке?, откуда она? Поиск начался с "калькулятора", при воздействии на ВК стресс сигналом, вылазили высшие гармоники. Замена на обычный диод ситуацию выравнивало, но по КПД не давало желаемого. Цепочка прямосмещенных КТ 816 дала положительный результат и по спектру и по КПД и по звуку. В параллель КТкам необходим резистор, его подбором гуляем по ВАХ прямосмещенных транзисторов и выбираем желаемый звук. Ну еще много и других особенностей ВК, но позже.

[Petr-1951]

... а параметры как смогу по времени представлю.

не удивлюсь, если параметры будут лучше виртуальных, ведь все зависит от конкретной реализации, настройки...
а модель - это всего лишь проект (не для "xxxxруких")

с уважением, Александр Петров

[wert]

Да нет ее, конечно. Поэтому в первом приближении, без учета теплопередачи со всеми ее процессами, я и предлагаю смотреть хотя бы модуль первой производной мгновенной мощности, потому что сопоставлять просто с мгновенной мощностью, это еще дальше от природы тепловых искажений (они есть функция от изменения, а не от амплитуды).

На мой взгляд уже ближе, так как прямым способом без переработки модели не измерить, а вот косвенным, с применением первой, второй, третьей... производной мгновенных изменений параметров транзистора в крайних стрессовых режимах, с модуляцией в 20 В 50 кГц на этих самых загибах характеристик и дает результат который я показываю. Где те производные спросите Вы, ну извините тут я пошел на небольшие визуализации - диф цепь реагирует на dU/dt, некоторое приближение, но как без него, привязал математику к практичесой реализации. Замените тот самый фильтр на выходе на функцию Del кратно цепям фильтра, выберете минимально возможную итерацию и получите еще более явный результат. Фильтры ВЧ применил намеренно, так как есть с некоторым приближением корреляция расчета и результатов в железе. Вот только идентификацию бы правильную для данного метода, так всеже опять валидация, а не прямой метод измерения

[Игорь Гапонов]

Offтопик:

...Отдельные статьи и опыт некоторых профи все же имеет субьективную составляющую, так как в большей части не проведено на сходимость полученных результатов с "общепринятыми методиками".
Вот тут самое интересное - "общепринятая методика" пока не попали в разряд международного стандарта, является Субьективной!...

Ну, Вас и занесло . Как говорит один мой друг: объективность она какая-то относительная. Стандарты должны быть следствием репрезентативности, а не наоборот. С другой стороны, конфликты с парадоксами, приводящие к тому, что стандарты начинают ограничивать возможности техники - явный признак смен эпох. Т.е. Стандарты - официальная позиция, взгляд, модель, но не РЕАЛЬНОСТЬ!

По сабжу же ещё раз замечу, что "прямой опыт" для железа или "прямая модель" для симулятора предполагают "внедрение в кристалл" - определение/измерение температуры активной области как функции сигнала.

[wert]

[QUOTE=Игорь Гапонов;2036309]

Offтопик:


Стандарты должны быть следствием репрезентативности, а не наоборот. С другой стороны, конфликты с парадоксами, приводящие к тому, что стандарты начинают ограничивать возможности техники - явный признак смен эпох. Т.е. Стандарты - официальная позиция, взгляд, модель, но не РЕАЛЬНОСТЬ!

Если интересно... Стандарты это требования, которые отражают законы, закономерности, эмпирический опыт, принципы. Стандарты отражают требования современной реальности. И если стандарт не отражает требования реальности, тогда возникают конфликты в развитии социума, что ведет к созданию новых стандартов и так по кругу. Человечество не может без установок в любых сферах. Это касается и технических стандартов, которыми пользуемся ежедневно.

Конструктор при разработке любой электронной продукции проходит этапы научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, которые кстати, жестко регламентированы стандартами. Так вот прямое внедрение не всегда возможно, тогда применяют и обязательно применяют валидацию - косвенными методами находят то, что ищут. А это пути расчета, расчетно-опытный, макетирование и по образу и подобию. И все это жестко установлено в стандартах.

Сегодня не удастся прикрепить параметры. Для ауриса нужен комп с ХР, а он на работе. Завтра принесу с работы, если не поздно будет сниму основные характеристики.

[Игорь Гапонов]

Offтопик:

...И все это жестко установлено в стандартах.

...

И шо, они там в женевах умнее любого одессита? Так и флаг им в руки.

[wert]

Offтопик:


И шо, они там в женевах умнее любого одессита? Так и флаг им в руки.

Не.., умнее одессита, та вы шо!!!
Но это не Женева, Женева в последнюю очередь. Вначале отраслевые ( с учетом международных и национальных), затем более выхолощенные национальные и уж потом совсем доступно для всех международные. Стандарты снизу вверх создаются. Самый главный для производителя это стандарт предприятия, в нем все ноу-хау и достижения компании, ну уж потом вверх, дорожка сверху показана. До сих пор системы ГОСТ это основные для многих. Переход на новые требует интеллекта и больших затрат.
А про одессита, та вы шо!!

[Rova]

Offтопик:

Offтопик:


И шо, они там в женевах умнее любого одессита? Так и флаг им в руки.

, так их... а то в женевах будут определять как нам будет хорошо... типа им и так сойдет ).

---------- Сообщение добавлено 17.06 ---------- Предыдущее сообщение было 16.56 ----------

Offтопик:
не одессит, но примазался, ..

[Medan]

Тема, действительно будоражащая сознание технически грамотного схемотехника. Из серии «Очевидное, – невероятное». И как правило, игры разума, происходят под фонарём. Разумеется, все обсуждаемые физические явления фактически есть, поэтому их и обсуждают. Но, по моему мнению, сложившемуся из моей практики, наблюдений, суть проблемы находится вот в этом простом примере, который мне недавно случайно попался на глаза: http://shabad.ru/vorobiev.htm
На первый взгляд тут и нечего обсуждать, всё очевидно…. Но как мне кажется, здесь очень удачно собраны две причины обсуждаемых проблем воедино. Это взаимодействие нагрузки с усилителем, и сам принцип усиления. По крайней мере, в своей практике, у меня, мой пасьянс разложился…
P.S. вначале, случайно это в другую тему закинул....

[lazertok]

По крайней мере для этого типа СВЧ транзистора ТИ возможны во всём диапазоне рабочих частот.

эта другая область -(не упрёк...)

Wert
тепловые искажения считаю ни причем, по влиянию на спектр, (но имеют быть место в "разогнанном" состоянии)
если нет превышения по ОБР для транзисторов Усей НЧ!!!

на мой взгляд - при максимальной мощи параметры по спектру становятся чище:
- при токе транзистора по RMS и р-р в соотношении 1/2 - но пока не всё исследовал в симе
- тепловая мощность рассеивания на мощном транзисторе у МОП 30 Вт у БИП менее 50-ти
- в результате питание можно значительно снизить, не ухудшая общие параметры Уся и повышая КПД в целом.
П.С. добиваюсь наименьшего падения напряжения на транзисторах ВК при сохранении чистого спектра и максимальной мощности на нагрузке.
В железе на 5200/1943 удалось добиться падения К-Э в 1 В !!! на синусе
- в симе пока не добился такого.

[wert]

Всем привет и всего наилучшего, две пасхи начались, ждем третью.
В названии темы моя фамилия, что обязывает отвечать на вопросы без адресата, потому и на веточке.
Горячая пора на работе - две аккредитации, орган по сертификации систем и продукции, в конце месяца еще и лаборатория.
Отвечать могу только глубоким вечером, не обижайтесь.

[wert]

...суть проблемы находится вот в этом простом примере, который мне недавно случайно попался на глаза: http://shabad.ru/vorobiev.htm
... удачно собраны две причины обсуждаемых проблем воедино. Это взаимодействие нагрузки с усилителем, и сам принцип усиления.

Интересный пример и куча возможностей. У меня Yaqin MS10 перелопаченный, с выходниками Малышева с катодными связями тоже с переключением триод, пентод, ультралинейное, с возможность отключения катодной связи. Я получаю удовольствие от таких возможностей и звука. Но регулировка ПОС - ООС это здорово!
Благодарю Вас за интерес к затронутой теме в статье. Иногда на элементарнейших схемках можно о многом поговорить. Конечно, основной темой статьи не является практическая реализация схемки из двух деталек. Целью было показать новые возможности МС10 и некоторые мои находки как "измерять". Полюсная характеристика, характеристика устойчивости в градусах, легко в трехмерном виде выводится с частотами, градусами, емкостями нагрузки, переключательные искажения уже переведены мной в разряд практических измерений (благодаря Л.Зуеву ), амплитудные тепловые, как не назови, а они есть, подвозбуды динамические вылавливаются, выходное сопротивление в диапазоне частот. Часть измерений попытаюсь на макетке показать и корреляцию увидетьМС- железка. Все же форум популярен и процветает, так как это площадка для обучения. Что знаем показываем, чего не знаем учимся в любом возрасте.
lazertok
не совсем согласен, а точнее с многим что вы написали. Я постараюсь по ходу рассмотрения параметров ВК эти вопросы обсудить.

Сегодня поздно вечером успел запустить осциллограф и генератор Аурис, посмотрел параметры ВК, в том виде как на фото, подергал МС10, почти полная сходимость по гармоникам. Завтра добавлю несколько деталек, чтобы привести к схеме ниже и печатку подкорректировал, выкладываю. После мелкой доработки макета буду показывать картинки с живыми параметрами, а сейчас уже ночь, и сегодня с утра любимая работа ждет.

[dalidovich]

Удалено

[lazertok]

lazertok
не совсем согласен, а точнее с многим что вы написали.

Лучше идти в одном русле совпадений результатов в разных симуляторах и по возможности измерений в железе,
а кривая в убеждениях - выведет на верное направление.

[dalidovich]

wert, Х1 как настраивать?

[kaskod]

Offтопик:

Лучше идти в одном русле совпадений результатов в разных симуляторах и по возможности измерений в железе,

Смысла нет почти все симы используют спайсы и именно описание моделей определяет результат.В обасти DC почти все модели описанны боле менее корректно, а вот с областю АС +/- километр

[Medan]

Offтопик:
Смысла нет почти все симы используют спайсы и именно описание моделей определяет результат.В обасти DC почти все модели описанны боле менее корректно, а вот с областю АС +/- километр

Искать тонкую слуховую зависимость, по симуляторам, уже невзрослая игра. Этот только прикидка режимов, когда присутствует более ,менее зрелая мысль, идея ...
Всё остальное, правильное движение ручками и ушками