Si gastó una suma global en 5 metros de cable de altavoz exótico, ¿ha pensado en los 500 metros de cable en los transformadores de salida de su amplificador de válvulas?
Los transformadores de salida son componentes costosos que se enrollan de manera compleja para funcionar correctamente a altas frecuencias. Son los principales culpables de los bajos suaves en los amplificadores de válvulas. Las principales razones de esto son la sobresaturación del circuito magnético a bajas frecuencias. Además, aproximadamente el 10% de la potencia de salida se pierde debido a la resistencia del devanado. Una alternativa es OTL (transformador de salida Less).
Principio de funcionamiento
El esquema OTL descrito ofrece varias soluciones. En primer lugar, para proteger los altavoces en caso de mal funcionamiento, necesita una limitación de corriente natural sin el uso de circuitos auxiliares de protección. En segundo lugar, el problema es cómo implementar una etapa de salida simétrica cuando los tubos no tienen estructuras NPN y PNP como transistores.
Una opción fue el circlotrón, inventado por Cecil Hall en 1951, pero que, sin embargo, evita el uso de limitación de corriente natural y obliga a una configuración de fuente de alimentación muy compleja. En cambio, se desarrolló un circuito de etapa de salida no complementario utilizando retroalimentación local combinada. Se logró una buena simetría y bajos armónicos, lo que se confirmó en mediciones posteriores. Esta configuración tiene más en común con el circuito de Futterman, excepto que se utilizan un par de pentodos para la etapa del conductor en lugar de un divisor de fase. Los pentodos, en comparación con los triodos, pudieron proporcionar suficiente corriente y ganancia.
El objetivo general del proyecto era tener un circuito simple, con el menor número posible de componentes en la ruta de la señal, y un principio de funcionamiento de empujar y tirar. La etapa push-pull no solo reduce la distorsión armónica, sino que también reduce significativamente la ondulación de potencia. El resultado es un diseño estable y confiable que no necesita un ajuste constante. Para hacer esto, se incluye un circuito de retroalimentación de CC que, después de la configuración inicial, mantiene el voltaje de compensación dentro de los 20 mV. Es poco probable que se requieran ajustes posteriores durante mucho tiempo, incluso después de reemplazar las lámparas.
Sé que la retroalimentación es un tema controvertido y muchos creen que, en última instancia, debería ser cero. Sin embargo, la retroalimentación cero en este diseño puede resultar en ruido audible e impedancia de salida de 8 Ω, lo que puede afectar seriamente el balance tonal de la mayoría de los altavoces. Por lo tanto, se decidió aplicar una profundidad de retroalimentación de 26dB, que es común en la mayoría de los circuitos de amplificadores de válvulas clásicos, y reduce la impedancia de salida a 0.4Ω para un buen control de graves. Sin embargo, la ventaja de un amplificador de bricolaje es que puede personalizar la retroalimentación para que se adapte a sus propios gustos. La forma más sencilla de reducir la retroalimentación a 11 dB es quitar los condensadores de acoplamiento entre la primera y la segunda etapa.
Finalmente, para "balancear" la acústica normal, se decidió que se necesitaba una potencia de al menos 20 vatios. La elección obvia de lámparas recayó en el triodo ruso 6C33C, porque un par puede entregar 2.5A de corriente en una carga de 8 ohmios con un suministro moderado de 150V. Esto le permite obtener 25 W en una carga de 8 Ω o 40 W en una carga de 16 Ω. Si puede aumentar la carga de 40 a 100 Ω, entonces puede obtener fácilmente 50 vatios de potencia en la clase A. Las mediciones mostraron que la distorsión con la retroalimentación activada era menor que la del generador de señal. Esto dio un 0.14% THD a 2W con carga de lazo abierto de 8Ω, o 0.007% 26dB con lazo cerrado. 
Construcción y detalles.
La señal del conector de entrada SK1 se envía a la rejilla de la lámpara V1A a través de los controles de volumen RV1, C1 y R1. La retroalimentación es habilitada por las resistencias R1 y R3, que mezclan las señales de entrada y salida. La profundidad de retroalimentación es de aproximadamente 29 y puede cambiarse por la relación R3 / R1. En otras palabras, con un voltaje de entrada de 500 mV, obtenemos 25 W en una carga de 8 Ω. Cuando RV1 está al máximo, la impedancia de entrada es de aproximadamente 26k (RV1 en paralelo con R1). El condensador C1 se utiliza para la máxima realimentación de voltaje de CC. En ausencia de sesgo, la cuadrícula en V1A tiene el mismo potencial que en V1b a través de R4. Sin embargo, una pequeña diferencia de voltaje en los cátodos de cada tubo, debido a una similitud imperfecta, puede resultar en un voltaje en la red de control V1A. Esto se muestra inmediatamente en la carga como voltaje de CC porque el 100% de retroalimentación de CC, a través de R3, mantiene iguales los voltajes de entrada y salida. Trimmer RV2 puede lograr una compensación cero en la salida.
La lámpara de neón H1 sirve para limitar el voltaje del cátodo del calentador en ambas mitades de V1 a 65 V durante el calentamiento. No se enciende durante el funcionamiento normal. Las salidas balanceadas de la etapa de entrada están conectadas a las redes de control V2 y V3 mediante los condensadores C3 y C4. También hay acoplamientos de CC parciales a través de las resistencias R8 y R9. Las lámparas V2 y V3 y sus componentes asociados forman la etapa del conductor. Las salidas de esta etapa están conectadas directamente a las redes V4 y V5, que forman la etapa de salida. Trimmer RV3 le permite ajustar los voltajes en las redes V4 y V5, configurando así la corriente de la etapa de salida. La elección de la corriente de reposo implica un compromiso entre la vida útil de la lámpara y la distorsión.
En teoría, es posible aumentar la corriente de reposo de los tubos de salida hasta un máximo de 400 mA, después de lo cual sus ánodos disiparán 60 vatios. Esto dará una baja distorsión, pero reducirá drásticamente la vida útil. Sin embargo, se puede lograr una vida útil mucho más larga del tubo con una corriente de reposo más baja, digamos 200 mA. ¡Esto también reducirá la cantidad de calor generado por el amplificador! Los pentodos se eligieron en el controlador porque pueden bombear más voltaje que los triodos y también porque tienen mejores características de corriente. Este último proporciona simetría en la etapa de salida. Otra ventaja del pentodo es la ausencia virtual del efecto Miller, la capacitancia entre el ánodo y la rejilla de control, debido a la presencia de la rejilla de la pantalla. Esto aumenta el ancho de banda del escenario y elimina la necesidad de compensación de frecuencia para mantener estable el amplificador cuando se aplica retroalimentación. El único inconveniente es que producen una distorsión armónica de orden ligeramente más impar que los triodos. Sin embargo, el EF86 (contraparte soviética del 6Zh32P) fue diseñado para audio. El EF86 se utilizó con mucho éxito en el controlador del famoso amplificador Quad II.
V4 es un seguidor de cátodo. Esto significa un acoplamiento negativo del 100% entre el cátodo y la rejilla, lo que da como resultado una ganancia unitaria y una impedancia de salida más baja.
V5 es un seguidor de ánodo y para tener la misma ganancia e impedancia de salida que V4 debe tener un 100% de retroalimentación negativa entre el ánodo y la rejilla. Esto se logra con un controlador de corriente, que, por definición, tiene una impedancia de fuente muy alta, que no amortigua la retroalimentación que se genera a través de R13. Aunque el voltaje de CC a través de los ánodos V2 y V3 es diferente, realmente no hace una gran diferencia en los modos de funcionamiento del pentodo.
R15 proporciona la unión de la rejilla de control V1A al cable común durante el calentamiento del amplificador, en ausencia de altavoces conectados.
El fusible de descarga de gas N2 garantiza que la tensión de salida se mantenga dentro de los límites de seguridad en todas las condiciones. Si el voltaje de salida excede los 90 V, funcionará, reduciendo así el voltaje de salida a un valor seguro.
FUENTE DE ALIMENTACIÓN
Si bien la fuente de alimentación es bastante básica y necesita poca descripción, hay algunos puntos a tener en cuenta: en caso de un mal funcionamiento, al forzar el pestillo en la etapa de salida hacia arriba o hacia abajo, el R33 proporciona un medio para limitar la corriente a través del etapa de salida y altavoz. Si el valor era demasiado bajo, el tubo de salida o el tubo del altavoz, o ambos, pueden dañarse. Si el valor era demasiado alto, un pequeño voltaje de polarización a través del altavoz puede causar un desequilibrio significativo en los voltajes de suministro de HT2 y HT4. Los fusibles FS1 y FS2 se dispararán en el caso poco probable de que las dos lámparas de la etapa del controlador, V2 y V3, no funcionen (o no estén conectadas), lo que provocará que fluya una corriente excesiva a través de las lámparas de salida V4 y V5. En teoría, solo se necesita un fusible, pero aquí se incluyen dos para que reaccionen simétricamente ante cualquier mal funcionamiento. 
Es posible mejorar este diseño mediante el uso de corriente constante para los calentadores V1 y la habilitación de un circuito temporizador de retardo para que HT2 HT4 solo se suministre cuando todas las lámparas ya estén calentadas.
La selección de los condensadores de suavizado C8-C15 es importante porque definitivamente se encuentran en la ruta de la señal entre los tubos de salida y el altavoz y, por lo tanto, deben ser de buena calidad. Deben estar libres de vibraciones internas, lo que significa que no deben "cantar". Hay voltajes potencialmente altos en muchos puntos durante el calentamiento, por lo que las resistencias deben tener la potencia adecuada.
Las resistencias de 2 vatios pueden manejar 500 VCC. También suenan bien y tienen un ruido térmico bajo de 1 μV / V y un coeficiente de temperatura baja de 50 ppm / ° C. Puede ver en la Foto 2 que el montaje es un poco estrecho, por lo que un chasis más grande de 12 "× 9 Se recomienda ". × 3" que se ha utilizado. El amplificador produce bastante calor e idealmente los tubos deberían tener más espacio a su alrededor para que circule el aire. También debe haber una buena ventilación debajo del chasis.
Encendido y ajuste del amplificador
Antes de usarlo por primera vez, asegúrese de que la recortadora RV2 esté aproximadamente en la posición media.
y que RV3 esté ajustado a una resistencia mínima.
Girando RV3, aumentamos la corriente de reposo de cero al valor deseado (el autor lo puso en 200 mA), lo controlamos con un amperímetro M1. Durante el funcionamiento normal, el M1 apenas se mueve, ¡este no es un indicador de nivel! Aún así, es gratificante tenerlo en el frente como una advertencia temprana en caso de que algo salga mal.
Después de 20 minutos de calentamiento, ajuste el RV3 si es necesario. Luego conecte un milivoltímetro a los terminales de salida y ajuste RV2 para obtener cero. Esto siempre debe hacerse con el volumen al mínimo o con la toma de entrada cerrada.
Cuando el amplificador está funcionando, nunca lo encienda inmediatamente después de apagarlo, existe el riesgo de que se quemen los fusibles.
Fuentes utilizadas
1. C. T. Hall, "Amplificadores de potencia opuestos en paralelo"
Patente de Estados Unidos 2.705.265, 7 de junio de 1951.
2. J. Futterman, “A Practical Commercial Output
Amplificador sin transformador ”, J. Audio Eng.
Soc., (Octubre de 1956).
3. Página de historia de Circlotron http: // circlotron.
tripod.com/.
La lista de componentes necesarios se muestra en la tabla.
C1, C2 ……………… Condensador, 1μF 450V polipropileno Ansar
C3, C4 ……………… Condensador, polipropileno 0.1μF 630V
Ansar
C5 ……………………. Condensador, 10μF 250V electrolítico
C6, C7, C18 ………. Condensador, electrolítico 100μF 250V
C8, C9, C10-15 .... Condensador, 6800μF 63V electrolítico Elna
"Tonerex" o Samwha "para audio"
C16, C17, C19 …… Condensador, electrolítico 100μF 500V
D1, D2, D3, D4 ... Diodo (recuperación rápida), FR605G 6A 600V
D5, D6 …………… .. Diodo, 1N4006 1A 800V
FS1, FS2 ………… ..Fusible y soporte, 3.15A 20mm
M1 …………………… Amperímetro, 0-1A CC
N1 …………………… Lámpara de neón, terminación de cable, T2
N2 …………………… .. Tubo de descarga de gas (GDT), 90 V CC chispa
N3 …………………… Indicador de neón, montado en panel
PL1 ………………… .. Enchufe, chasis IEC
R1, R2 ……………… Resistencia, 34k 0.1% 0.25W metal de precisión
película Welwyn
R3, R4 …………… ..Resistor, 1M 0.1% 0.25W metal de precisión
película Welwyn
R5, R6 …………… ..Resistor, 100k 0.1% 0.25W precisión
película de metal Welwyn
R7 …………………… .Resistor, 470k 1% 2W 500V película metálica
Maplin
R8, R9 …………… ..Resistor, película metálica 4M7 5% 0,5 W 3,5 kV
Vishay (emparejar pares dentro del 1%)
R10, R11 ………… ..Resistor, 1M 1% 2W 500V película metálica
Maplin
R12, R13, R15 ... ..Resistor, 100k 1% 2W 500V película metálica
Maplin
R14 ………………… ..Resistor, 15k 5% 0.5W película metálica
R16 ………………… ..Resistor, película de carbono 10k 5% 0.5W
R17-20 ……………… Resistencia, película de carbono 47R 5% 0.5W
R21, R22 ………… ..Resistor, película de carbono 1k 5% 0.5W
R23-30 …………… ..Resistor, película de carbono 10k 5% 0.5W
R31, R32 ………… ..Resistor, 1k 5% 1W película de carbono
R33 ………………… .Resistor, 1k 5% 10W alambre bobinado
Welwyn
RV1 ………………… ..Resistor, variable 100k
RV2 ………………… .. Resistencia, trimmer 1k 20 vueltas 1W cermet
RV3 ………………… .. Resistencia, trimmer 10k 20 vueltas 1W cermet
Adaptador de montaje en panel Spectrol + 32 mm
S1 …………………… .Conmutador, bipolar, simple tiro 250V
CA 5A
SK1 …………………. Toma, fono
SK2 ………………… .Terminales (cubiertos) para adaptarse al altavoz
cable
T1 …………………… .Transformador de red, 6V + 6V 15VA
T2 …………………… .Transformador de red, 12V + 12V 225VA
T3 …………………… .Transformador de red, 120V + 120V 625VA
V1 …………………… .Tubo, conector ECC83 + B9A
V2, V3 ……………… Tubo, EF86 (par combinado) + enchufe B9A
V4, V5 ……………… Tubo, 6C33C (par combinado) + enchufe
Chelmer
Chasis ……………. Acero, 17 ″ × 10 ″ × 3 ″ Hammond
audioXpress Febrero de 2010 Tim Mellow
Esta idea nació después de numerosos experimentos con
ciclotrones de ciclo único, donde el autotransformador de salida
era necesario "apretar" la contracorriente para obtener
cero en sus hallazgos. Entonces, todo en orden, ¿qué es esta bestia?
ciclotrón de ciclo único y por qué es mejor que un amplificador ordinario
construido según el esquema tradicional? Para empezar, usando
la regla de hierro del audiófilo: "Sin elemento, no hay problema"
Creemos el camino más corto desde el DAC hasta el altavoz. Aquí
Se necesita una lámpara con una gran pendiente y alta ganancia para
en una etapa, obtenga aproximadamente un vatio de salida
poder, que es suficiente para una evaluación subjetiva
calidad de sonido. En un camino tan corto se escuchará todo:
calidad de soldadura, longitud del cable, etc. por lo tanto, la instalación necesita
presta atención especial. El diagrama se muestra en la Figura 1.
Arroz. 1.
La lámpara inferior es el amplificador de potencia en sí, y la superior
la fuente de corriente más simple pero eficaz, suficiente
mire el VAC 6Zh52P en el pentodo e inmediatamente está claro por qué
la lámpara superior estabiliza la corriente, no el voltaje.
Su tarea (de la fuente de corriente) es "transferir" el voltaje a
vehículos a cero. ¿Para qué sirve? Pero solo por el hecho de que
Según una tradición arraigada, se cree que las dinámicas no son
No debe haber una constante, dicen, es perjudicial para él.
Tengo una opinión diferente: esto no es dañino, incluso es útil, pero
más sobre esto a continuación.
Configurar el esquema es sencillo. La resistencia R2 se establece en 150
voltios entre el cátodo y la rejilla de apantallamiento de la lámpara L2.
Con la resistencia R1 logramos un potencial cero en el vehículo.
Corrientes: I1 - corriente L1, I2 - corriente L2, deben ser iguales.
Se usa la misma trans como Tr1 que en la segunda variante
diagramas, pero aquí sin un espacio de 0,12 mm.
Lo que obtenemos al final del ciclotrón:
1. Los autotrans se pueden enrollar en TOP, porque ausente
magnetización del núcleo.
2. El rango de frecuencia se expande a teórico
límite: inferior - 0 Hz (depende de la inductancia y
Ri del tubo de salida), desde arriba - hasta 100 kHz (depende
de la capacidad propia del vehículo).
3. Bueno, y lo más importante, el sonido, subjetivamente, se vuelve más
nítido y transparente. Todo lo que se perdió en el aire
la brecha entre la primaria y la secundaria en
transformación, ahora está presente en el fin de semana
señal.
Los escépticos pueden sonreír y discutir: ¿por qué necesitamos todo esto?
hemorroides con una fuente actual? En respuesta, diré simple y brevemente:
esto mejora la calidad del sonido.
Pasemos ahora a la parte principal del artículo.
Entonces, en el proceso de experimentos, nació un pensamiento, pero ¿es posible
eliminar la fuente actual por completo, y ¿cómo amenaza esto la dinámica?
Resultó ser nada, vea el diagrama en la Figura 2.
Arroz. 2.
Se utilizaron dos televisores como vehículos.
transformador TV - 3SH, 1 es el primario, 2 es el secundario.
Se desmontan los tramos, se quitan las placas, luego nos unimos
sus lugares donde había placas I con un espacio de 0,12 mm,
conectamos los devanados en paralelo. El diagrama se muestra en la Figura 3.
Arroz. 3.
Calculemos la potencia que recae sobre la dinámica:
P = 0,00017 x 0,02 = 0,0000034 W
Entonces, ¿todavía da miedo incluir el altavoz en el ánodo?
No creo que puedas matar una mosca con estos microvatios, y mucho menos
sobre acústica. Por supuesto, la elección final es tuya,
pero quiero repetirlo: el autotransporte realmente mejora la calidad
sonido. Además, (creo que sí) que una pequeña constante
evita que el difusor cuelgue demasiado después de un solo impulso,
lo que explica el sonido más agudo del circuito en la parte inferior.
Se puede mejorar una conversión tan simple de TVZ a vehículos
la calidad de sonido de cualquier amplificador de un solo extremo. Pero no necesitas
olvidar que en la segunda opción, se usa un autotransporte con
autorización.
También debe recordarse que entre el cable del altavoz
y la tierra contiene alto voltaje peligroso para la vida.
Aconsejaría soldar el cable del altavoz directamente al vehículo.
sin terminales adaptadores en la carcasa y conectores en el altavoz
cerrar con una pequeña tapa.
Suerte y buen sonido.
Maksimov Andrey Vladimirovich. sattelite2006 () yandex.ru
Comentarios sobre el artículo:
Antes de comenzar a trabajar, me propongo varias tareas que me gustaría resolver en el diseño del amplificador. El primer desafío se refiere a su sonido. Hay tantos amplificadores que tienen un rendimiento impresionante, pero el sonido es repulsivo y la experiencia auditiva es fatigante. El problema técnico más serio con tales amplificadores es la presencia de distorsión térmica, un tipo de distorsión no lineal. Aparecen en diferentes formas tanto en los circuitos de entrada como en las etapas de salida. La solución más sencilla es utilizar componentes que prácticamente no se vean afectados por los cambios en los modos de funcionamiento cuando cambia la temperatura de funcionamiento. La segunda tarea está relacionada con la carcasa existente del amplificador "Estonia UM-010", en la que quiero construir el amplificador en desarrollo. El transformador toroidal de potencia instalado en él es bastante bueno y tiene una potencia total de unos 400 W y un buen escudo magnético. El transformador, después del rectificador, emite ± 32 V sin carga, lo que permite hacer un amplificador con una potencia de hasta 50 W por canal a una carga de 8 Ohm. Con los pequeños radiadores disponibles, no tiene sentido hablar de la clase "A" de la etapa de salida. Por lo tanto, el amplificador debe tener una etapa de salida que funcione en clase "AB".
Intento utilizar el número mínimo de etapas de amplificación de sonido, basado en la práctica, tales soluciones tienen la mejor fusión y claridad de sonido. La forma más sencilla de obtener una ganancia de alto voltaje combinada con una alta linealidad y una distorsión térmica mínima es utilizar un buen pentodo. Me detuve en la lámpara 6Zh43P, simultáneamente da una alta ganancia, tiene una alta potencia, lo que le permitirá trabajar directamente en la etapa de salida y tiene una normalización de los parámetros de distorsión no lineal en el DU.
Para la etapa de salida, elegí transistores de efecto de campo lateral IGBT. Prácticamente no dependen de los modos de funcionamiento de la temperatura. Los pares complementarios de tales transistores se producen en el extranjero. Sin embargo, los transistores en tales pares tienen diferentes parámetros dinámicos. Es mucho más interesante utilizar transistores de la misma conductividad. Esto se puede hacer de dos formas. El primero es el uso de la arquitectura del ciclotrón de la etapa de salida. No me conviene, ya que requerirá cuatro fuentes de alimentación independientes, y solo tengo dos a mi disposición. El segundo es un circuito que utiliza un transformador entre etapas.
El diagrama de bloques del amplificador se muestra en la Fig. 1. El transformador entre etapas de división de fase permite resolver varios problemas a la vez: suministrar señales de la misma forma, pero la fase opuesta a las puertas de los transistores de salida, desacoplar las etapas de salida de la fuente de alimentación de alto voltaje de la etapa de entrada, desacoplamiento del ruido de la fuente de alimentación entre la alimentación y las fuentes de alimentación de alto voltaje. El circuito se calculó utilizando el simulador gratuito LTSpice. Con su ayuda, fue posible seleccionar la relación de transformación óptima del transformador entre etapas, igual a 2: 1 + 1. Si aumenta la relación de transformación, la profundidad de OOS aumenta, pero la banda de ganancia se reduce y, en consecuencia, la calidad de transmisión a altas frecuencias. Una disminución en la relación de transformación requiere una mayor oscilación del voltaje de la señal en el ánodo y la no linealidad del pentodo mismo comienza a manifestarse. El condensador en el circuito de retroalimentación compensa el cambio de fase en el funcionamiento del transformador y asegura la estabilidad general del amplificador a altas frecuencias.
Figura 1. Diagrama de bloques de un amplificador híbrido
El diagrama esquemático del amplificador se muestra en la Fig. 2. La LOS de bucle está interrumpida por la corriente continua. Por esta razón, se requiere un sistema servo para equilibrar la etapa de salida. Elegí un circuito con un integrador alimentado por una fuente flotante, sincrónico con la señal de salida, con el transistor de puerta superior activado. Para evitar que el servo sistema afecte la calidad del sonido del amplificador, el amplificador operacional del integrador debe ser lo suficientemente ancho para que las señales de audio no pasen por el integrador. Por lo tanto, se eligió un amplificador operacional de banda ancha con FET en la entrada y un voltaje de suministro bajo. Se requiere la resistencia R31 para que el servo sistema funcione sin carga. En su ausencia, la ganancia de bucle dentro del circuito de retroalimentación es muy grande y el servo sistema se excita a frecuencias inferiores a bajas.
Figura 2. Diagrama esquemático de un amplificador híbrido.
La señal de tres pares de terminales de entrada se conmuta mediante los relés de señal K1-K3 y luego se envía al control de volumen en una resistencia doble R1. La resistencia R9 limita la corriente continua de la segunda red y la protege en caso de pérdida accidental de contacto en el circuito del ánodo. Los diodos Zener VD1 ... VD4 protegen las puertas de los transistores de salida de la ruptura de alto voltaje. Para evitar la aparición de demasiada corriente en el momento de cargar los condensadores de la fuente de alimentación, primero, se suministra energía al transformador de potencia a través de la resistencia limitadora de corriente R34 a través del relé K4, y después de dos segundos, se activa el relé K5, que conecta el transformador de potencia a la red directamente.
Para controlar el amplificador, se hizo un circuito de microcontrolador, que monitorea los modos de operación del amplificador por el voltaje a través de la resistencia de autobias R8 y el voltaje en la salida del amplificador y controla la señal y los relés de potencia. Se utiliza un transformador T1 separado para alimentar la parte de entrada del amplificador y el microcontrolador. Después de que la lámpara se calienta, aparece una compensación en la resistencia R8, después de lo cual el controlador enciende el primer relé K4 y luego K5. Si el voltaje constante en la salida del amplificador se sale de rango, el microcontrolador apaga la fuente de alimentación.
El amplificador obtuvo los siguientes parámetros: potencia de salida para cada canal con una limitación del factor de distorsión no lineal del 1% para una carga de 8 ohmios - 35 W, para una carga de 4 ohmios - 50 W; banda de ganancia a un nivel de -3 dB y una carga de 8 Ohm - 7 Hz ... 50 kHz; Profundidad OOS en el rango de frecuencia 200 Hz - 20 kHz con una carga de 8 Ohm - 15-18 dB.
Para el amplificador, se requirió fabricar dos tipos de transformadores: la fuente de alimentación de la etapa de entrada y los transformadores entre etapas. Ambos tipos de transformadores se enrollan en el circuito magnético B43 de la planta "Kometa", que corresponde aproximadamente al PLR13x25. El transformador entre etapas contiene dos bobinas, los devanados primarios se conectan en paralelo y los secundarios se utilizan por separado. Los devanados primarios se enrollan con alambre PETV-2 0.118, secundario - PETV-2 0.18. Cada bobina está enrollada en 9 secciones. La sección del devanado secundario se enrolla primero, después de lo cual van a su vez. El número de capas por sección: 1-3-2-5-5-5-2-3-1. Cada capa del devanado secundario consta de 159 vueltas y la primaria tiene 227 vueltas. En total, el devanado primario contiene 3632 vueltas y el devanado secundario contiene 1749 vueltas. Se coloca una capa de papel de condensador de 0,02 mm de espesor entre las capas. Se coloca una capa de papel kraft de 0,12 mm entre las secciones. La resistencia de un par de devanados primarios es de aproximadamente 310 ohmios. La resistencia de cada devanado secundario es de unos 64 ohmios. Dado que la corriente inicial a través del pentodo es pequeña, no se requirió espacio libre al ensamblar el transformador. El transformador de potencia para la parte de entrada del amplificador y el controlador digital consta de dos bobinas idénticas, cuyos devanados están conectados en paralelo. Debe recordarse que para la conexión en paralelo de las bobinas de los transformadores en núcleos P o PL, el devanado de la segunda bobina debe realizarse en la dirección opuesta. El devanado primario consta de 3540 vueltas con un hilo PETV-2 0,125 para una tensión de alimentación de 240 V con una derivación de 295 vueltas para funcionamiento desde 220 V. El devanado secundario de alta tensión consta de 2640 vueltas con el mismo hilo. En cada bobina, el devanado de filamento está formado por cuatro devanados conectados en paralelo por 111 vueltas con un cable PETV-2 de 0,25. El devanado para alimentar la parte digital consta de 177 vueltas del mismo hilo. El papel Kraft se coloca entre todos los devanados. Estos tres transformadores y el transformador toroidal de potencia existente están impregnados en ceresina, lo que reduce su vibración y mejora significativamente el sonido del amplificador.
Si, en lugar de los transistores domésticos 2P904A (KP904A), se utilizan transistores importados BUZ900, BUZ901 o 2SK1058 en el diseño del amplificador, la potencia del amplificador aumentará y las distorsiones disminuirán ligeramente. En este caso, es necesario reducir la relación de transferencia del transformador entre etapas a 4: 1 +1 y aumentar el valor de la resistencia R18 a 2.2-4.7 MΩ.
Konstantin Musatov, Moscú
La revista "Radioaficionado" 2008, No. 5
No hace mucho tiempo, en www.dvdworld.ru, estalló una discusión sobre los amplificadores sin transformador en general, y el circlotrón en particular, no sin la participación del autor. El autor estaba en minoría ... la mayoría, sin embargo, afirmó el punto de vista colectivo de que ...
- Los amplificadores sin transformador no pueden funcionar.
- Circuitos sin transformador - "transistor".
- ¿Qué es un Circlotron? voz desde atrás:¿Es este un amplificador sin transformador?
- ¡No! Todos tienen una topología "madre".
- Este invento novedoso es así. Tipo Dolby. Para Domkino servirá.
- ¡Esta es la clase AB! ¡me importaria!
- ¡Esto es un OOS profundo! voz desde atrás:¡Y no existe sin OOS! todo a coro: Kyuyu ...
- Las columnas de alguien se quemaron desde el circclotron
- En realidad, solo dos de los oponentes admitieron que escucharon el circclotron en vivo (aunque uno de los dispositivos mencionados no era un circclotron), pero aún así no se reproduce.
- Solo uno de los oponentes construyó un amplificador sin transformador él mismo (o al menos observó el proceso), pero no estaba satisfecho con él.
Estas son las declaraciones al borde de la tercera etapa de las estadísticas. Entendamos los puntos. Para empezar, averigüemos qué es un circlotrón y qué es un amplificador sin transformador ... aquellos que no comprometen los principios pueden no seguir leyendo.
El circclotrón se basa en una etapa de potencia de puente push-pull, en la que las corrientes de las fuentes de alimentación se reticulan a través de la carga. La corriente de carga resultante es igual a la diferencia entre las corrientes de los dos brazos. Así es como se ve el circlotrón económico Electro-Voice A20 de 1956 (exactamente así) con una potencia de salida de 20 vatios (etapas de salida y pre-salida). Un diseño similar en dispositivos domésticos se publicó en Radio, N9, 1963.
Bueno, ¿dónde está aquí la cascada sin transformadores ?, pregunta el oponente. ¿Y quién le dijo que el circlotrón es necesariamente sin transformador? Bueno, definitivamente no soy yo, los propios oponentes inventaron todas las preguntas ... Y también sobre la topología de los transistores.
La carga puede ser directamente del sistema acústico (como en los modernos circlotrones Atma-Sphere, Tenor Audio). Tal vez: autotransformador (utilizado en diseños de fábrica y por muchos usuarios de circlotrones "puramente sin transformador"). Finalmente, puede cortocircuitar la carga a través de los ánodos,
y hacer que el circlotrón sea de ciclo único, así:
Ya hemos mencionado la fecha: 1956. Los eventos se desarrollaron de la siguiente manera (advierto a los fanáticos de las nuevas cronologías: ¡las fechas son reales!)
- 07/06/1951 - Cecil T. Hall solicita la patente estadounidense, patente 2705285 emitida el 29/03/1955
- 01/03/1954 - Alpha M. Wiggins presenta una solicitud de patente estadounidense, patente 2828369 emitida el 25/03/1958.
- Paralelamente, se registró una patente similar en Finlandia a nombre de Tapio Koykka (emitida el 10 de noviembre de 1954 - primacía absoluta)
Las patentes de Wiggins y Koikka se implementaron inmediatamente en productos industriales bajo las marcas Electro-Voice (EE. UU.) Y Voima Radio (Finlandia). Se cuenta una historia más detallada en www.circlotron.tripod.com, de donde el autor obtuvo esta información. Afortunadamente, todavía hay personas en el mundo que transmiten información tomada no del techo, sino de las bibliotecas de patentes ...
De hecho, la nueva tecnología ...
¿Por qué el plan no se extendió por todo el mundo al mismo tiempo? En la versión original de transformador-pentodo, su única ventaja sobre las piscinas de empuje tradicionales es que la baja impedancia de salida en el lado del cátodo simplifica el diseño del transformador. Todas las demás "ventajas" del pentode push-pool son obvias (OOS obligatorio, cascadas de Williamson, al menos dos pares de tanques de separación, etc.). Y una desventaja significativa, un doble juego de devanados, rectificadores y filtros, no permitía competir en precio con los diseños tradicionales. Después de todo, entonces no hubo fin, y la lucha fue por cada dólar, y no por la cantidad de ceros en el precio. El salto cuántico a un circuito completamente sin transformador requirió una transición a un nivel de precio cualitativamente diferente, especialmente con los componentes en ese momento; permítame recordarle que los voltajes en el amplificador sin transformador son tubos de vacío y las corrientes son transistores, por lo que el costo de un filtro de potencia en toda regla (10-40 mil μF * 200V por canal) y hoy no es para niños ... En general, el niño no echó raíces. Una nueva vida para el circclotron comenzó alrededor de 1982 (Brezhnev murió, Boeing fue derribado, Pershing fue colocado, Novacron fue liberado).
Por cierto, sobre el conjunto dual de fuentes de alimentación. Es casi inevitable en los amplificadores de potencia, pero en el preamplificador balanceado de Ralph Karsten (patente de EE. UU. 6242977): un circlotrón completo con salida directa (120 V pico a pico, ¡no es broma!) rectificadores. ¿Cómo? no es simple, pero sí muy simple ... quien no lo haya adivinado, vaya a la biblioteca de patentes, no me corresponde a mí enseñarle. En un extremo de tubo, esto también es posible ... un par de condensadores y un par (preferiblemente dos pares) de transistores MIS en radiadores de núcleo duro.
Ahora tratemos con los tallos. Es difícil decir por qué tal conocimiento botánico se ha asentado en la mente de los oponentes (los desarrolladores de los "tallos" prefirieron términos etnográficos de la vida de los pueblos indígenas de los Estados Unidos). Como mostró el experimento de investigación, el circuito Futterman-Rosenblit se llama vástago (en la práctica, en la actualidad, solo se está produciendo la versión Rosenblit; el circuito Futterman original resultó ser poco confiable y no usó suficientemente la baja resistencia de salida desde el lado del cátodo). Aquí está, un tallo que no tiene nada que ver con el circclotron.
El circuito F-R funciona con confianza solo con retroalimentación (no menos de 12 dB). Sin OOS, no funciona: la resistencia de salida del lado del cátodo y del ánodo es diferente, habrá muchos segundos armónicos incluso para estándares altos. Pero solo se necesitan 3 etapas preliminares, pero una es suficiente en el circlotrón.
Y, entre otras cosas, la etapa prefinal en el circuito FR ve capacidades de carga completamente diferentes. En el circlotrón, ambos brazos son simétricos y no hay problemas con diferentes desplazamientos de fase. Kilohercios hasta cien.
Para la corriente continua, tanto en el circlotrón como en el "vástago", se requieren dos fuentes independientes de desplazamiento de la etapa de salida. De hecho, con la conexión directa de la acústica, la diferencia en las corrientes de los brazos se cierra a través de ella. Pero en la práctica, a una corriente de hombro máxima de 0.5A (ocho 6H13C o 4 6C33C por canal), incluso con una falla completa de un hombro, exactamente medio amperio fluirá a través de la carga. En la vida real, incluso los oponentes más merecidos y los asesinos de radio no podrán lograr un desequilibrio de brazos útiles de más de 1/3 de la corriente de reposo con lámparas útiles. ¿Es posible eliminar la acústica con una corriente constante de 100-200 mA? Como último recurso, si falla un hombro y en el otro (las redes se quedaron en el suelo, discúlpeme), las mechas deben apagarse. Oponentes, ¿saben qué es esto?
Y con la comunicación por autotransformador, la cuestión de la carga constante es generalmente inapropiada. Con una resistencia de bobinado completa de 1 ohmio desde cada cátodo a tierra, exactamente medio ohmio, y en el terminal de salida, un cuarto de ohmio ... multiplica por 0.5A, obtenemos 125mV en el peor de los casos.
Ahora sobre el OOS. Zirklotron sin OOS en lámparas tradicionales "estabilizadoras"
- Resistente a corriente y voltaje constantes. Las lámparas 6C33C en un modo de polarización fija, de hecho, tienden a volverse locas, pero esto es tratado por OOS local elemental (a través de la resistencia interna de la fuente de energía). Las lámparas 6N13S, 6S19P, 6P45S no requieren ningún ajuste.
- Tiene un ancho de banda de 0 a no menos de 100 kHz a un nivel de -1 dB. Y tan firme como el Jinete de Bronce. La banda está determinada principalmente por la conexión con las etapas anteriores (abajo) y la conexión capacitiva entre las mitades de la fuente de alimentación (arriba). Por supuesto, con el acoplamiento de transformador o autotransformador, el ancho de banda se reduce.
- Tiene una impedancia de salida de conexión sin transformador de 10 Ohm (8 6H13C por canal) a 2 Ohm (Atma-Sphere MA1, 24 6H13C por canal). Y con un autotransformador 3: 1 - de 1 a 0,3 Ohm. ¿Es esto mucho para ti? A 50 V en redes, esto es una salida de aproximadamente 15 V. ¿No es eso suficiente para ti?
- Por supuesto, todo depende de la acústica. Si configura una tarea para reproducir 10 Hz con reflejos de bajos diminutos, utilice OOS. Y si no, y la impedancia acústica en el rango medio no es demasiado febril, escucha música, ayuda ...
El primer circlotrón de Electro-Voice, transformador, funcionaba solo con OOS. En aras de la economía, utilizaron pentodos y, con rejillas de cribado de alimentación cruzada, exprimieron todo lo que era posible. Un circclotron moderno elimina los mismos 20W no de un par de 6P6S, sino de ocho 6N13S. Entonces, la cuestión de la distorsión no lineal, el notorio tercer armónico, no está en el primer Watt, ni siquiera en el décimo ... Y, por cierto, ¿qué pasará en el décimo Watt con un ciclo en trescientos? Esto no es jurar por el simple hecho de hacerlo, es solo para representar la diferencia de escala.
Ahora sobre las clases A y AB. Aquí, los oponentes incurables e incluso las personas bastante alfabetizadas se confunden. Además, ¡para los alfabetizados! Considere un circclotrón real (Mammoth 1), 8 lámparas 6H13C por canal, carga de 8 ohmios. Establezcamos la corriente de reposo en el triodo: 75 mA (total: 1,2 A, mientras que la compensación es de aproximadamente -60 V). ¿A qué potencia de salida pasará el escenario de la clase A a la clase B? Limitémonos a una sinusoide en la entrada para simplificar el ejemplo. El modelado en EWB 5.12 captura la esencia del proceso con bastante precisión.
La lógica tradicional dice: a una corriente de carga instantánea de 0,6 A (voltaje de carga efectivo 3,4 V, potencia - 1,5 W), un brazo se cerrará por completo. 6W no será suficiente. Ahora veamos cómo se comportan realmente las corrientes de hombro (excitación 9.2V rms, salida 3.4V rms):
¡Nada cierra! Después de todo, debajo del cátodo, no la tierra ni el condensador del cátodo, ¡sino la mitad de la carga! ¿Has olvidado la ley de los tres segundos? Aumentando la emoción, acercándose al límite.
¡UPS! ahora puede encender el cronómetro. En redes: 20 V rms, en carga: 7,3 V rms, potencia en carga: 6,6 W. Este es aproximadamente el límite de las clases A-AB. Ahora aumentemos la resistencia de carga a 16 ohmios con la misma excitación de la red. La forma de onda actual volverá a la clase A (aproximadamente como en el primer gráfico), a la carga - 10,7 V ef, o casi la misma 7,0 W. El límite A-AB cambiará a 13 W en la salida (14,4 V rms en la carga). Sí, al circuito le encantan las impedancias de carga alta, advertí. ¿Y quién no los ama?
Y sin problemas con el transformador de corte. El corte en la vida, por cierto, es menos nítido que en los modelos ideales: la lámpara no se cierra tan voluntariamente.
Y finalmente, ¿cómo suena? Oponentes, díganme honestamente: ¿qué circlotrón, cuándo y en qué sistema escucharon? Mammoth siempre está listo para su servicio. Ven, regañemos juntos ...
Enlaces y agradecimientos:
Circlotrones modernos de Ralph Karsten
Amplificador de válvulas sin transformador
Durante mucho tiempo he soñado con escuchar cómo suena un amplificador de válvulas sin transformador, conectado directamente a un altavoz de alta impedancia, excluyendo los transformadores de salida o los costosos condensadores electrolíticos que son inquebrantables para la tecnología de válvulas. Los transformadores de salida suelen ser un "obstáculo" y un radioaficionado que decide construir un amplificador de válvulas necesita mucho tiempo para fabricarlos. Los transformadores de salida de marca para un amplificador de válvulas son caros, especialmente si son de algún tipo de transformador Grand como Tango, Tamwra, etc. no todo el mundo puede pagarlos. Y es muy laborioso enrollar correctamente el transformador de salida con seccionado o el método biscuit y no está claro cómo hacerlo. Las pautas para los transformadores de salida de bobinado generalmente están vinculadas a un circuito y tubo de salida específicos y los autores las dan en una interpretación bastante arbitraria. Como resultado, el devanado del transformador de salida es el épico más triste, lento y costoso en la creación de un amplificador de válvulas de alta calidad. Por esta razón, los radioaficionados juran por los transformadores de salida sin excepción y realmente no les gusta hacerlos.
El trabajo comenzó "desde el final" con el desarrollo y la implementación en el hardware de un altavoz de banda ancha de alta impedancia de pleno derecho. El siguiente material es la adición de la "parte de amplificación" de los controladores de alta impedancia que he estado fabricando en pequeños lotes durante más de dos años. Les ofrezco un material no muy detallado, pero útil, sobre mis amplificadores sin transformador para una serie de artículos sobre el desarrollo y prueba de altavoces de alta impedancia. Encontrará enlaces sobre el tema al final del artículo.
Variedades sin circuitos transformadores.
Hay una gran cantidad de circuitos amplificadores de válvulas sin transformador en Internet. Sus dos variedades principales: 1. Inclusión de varias lámparas de baja resistencia interna en paralelo y trabajo sobre altavoces convencionales de baja impedancia. 2 Aplicación de lámparas generalizadas y su funcionamiento en altavoces dinámicos especiales de alta impedancia.
Ambas opciones sin amplificadores de transformador rara vez se utilizan porque La gama de lámparas con baja resistencia interna es muy estrecha, solo hay tres de las soviéticas: 6s-33s, 6s-18s y 6s19p (están diseñadas para estabilizadores de voltaje). Como opción, puede usar una potente lámpara de escaneo horizontal de televisores 6p-45s, que también tiene una resistencia interna relativamente baja. Si se utilizan lámparas con baja resistencia interna, es necesario conectar varias piezas en paralelo. Además del circuito amplificador requerido - "ciclotrón", que tiene una impedancia de salida mínima.
Los tubos principales para amplificadores sin transformador son 6s33s y 6s18s. Dentro del cilindro de cada uno de ellos hay dos poderosos triodos con ánodos planos y bien desarrollados. Debido a la ubicación cercana del cátodo, la rejilla y el ánodo, que tienen una gran área de superficie, la resistencia interna de las lámparas es inusualmente baja. Desafortunadamente, la baja resistencia interna de las lámparas 6s33s y 6s18s es casi su única ventaja. Las lámparas especiales diseñadas para estabilizadores de voltaje tienen baja pendiente y baja ganancia. Estos calentadores de estas lámparas disipan mucha potencia, por lo que la eficiencia del amplificador para 6s33s y 6s18s es notablemente menor que la de los amplificadores basados en lámparas convencionales de alto voltaje.
Esquema
El circuito básico sin un amplificador de tubo transformador es casi estándar. La etapa de entrada se ensambla en un triodo doble de "sonido" común con alta ganancia 6n-2p. Para aumentar la ganancia de la primera etapa, fue necesario aumentar su voltaje de ánodo casi al máximo (según la hoja de datos) de la lámpara 6n2p. Por la misma razón, fue necesario aumentar el valor de las resistencias de fuga de la etapa push-pull de salida. En este modo, la resistencia interna Ri de cada triodo de la lámpara 6n2p es aproximadamente tres veces menor que la resistencia de las resistencias del ánodo, lo que hace que la cascada diferencial sea lo más lineal posible. Los cátodos de la cascada diferencial están "soportados" por un generador de corriente basado en un transistor de germanio "sano" MP38A. Un generador de corriente estable basado en MP38A tiene una resistencia de salida de más de 1 MΩ, lo que, sin medidas adicionales, permite obtener voltajes máximamente iguales en la salida de los brazos de la etapa diferencial. La fuente de corriente de germanio aumenta la linealidad de la cascada diferencial y reduce su sensibilidad a las ondas de voltaje de suministro.
La etapa de salida push-pull se ensambla en triodos de dedos lineales altos 6s19p, que generalmente se usan en estabilizadores de voltaje. Cada pata de la etapa de salida tiene una fuente de alimentación de baja impedancia aislada separada. Para alimentar la primera etapa, se utilizan dos rectificadores independientes con voltajes de salida de + 420 y -145 Voltios. En total, el amplificador de válvulas sin transformador contiene 6 fuentes de alimentación independientes para la versión estéreo. En los circuitos de los triodos 6s19p se instalan dos divisores que sirven para equilibrar la etapa de salida. Una resistencia en la salida ajusta "cero", la segunda establece la corriente de reposo de la etapa de salida. El circuito mantiene la salida cero y la corriente de reposo "hierro".
Con un voltaje de entrada de 2,3 V, la potencia de salida (con dos lámparas 6s19p) es de 5,5 W con una carga de 510 ohmios. La sensibilidad es ligeramente más baja de lo habitual y esto puede considerarse un pequeño inconveniente de este amplificador sin transformador.
Sonido
El sonido del circuito sin transformador resultó ser muy interesante. Me llamó la atención el alto nivel de detalle, completamente inusual para los dispositivos de transformador de tubo. Era más como un amplificador de transistores, pero con calor de tubo. Atribuyo esto a la alta velocidad de este circuito y su ancho de banda extra ancho. Quizás el efecto sea producido por la pequeña inductancia de un altavoz de alta impedancia en comparación con un transformador de salida tradicional. En el osciloscopio, los frentes del meandro prácticamente no se cortan a una frecuencia de 80 KHz.
La banda ancha se nota especialmente en el sonido simultáneo de varios instrumentos, que dan un espectro de alta frecuencia denso: platillos, timbales, instrumentos de viento, etc. Los instrumentos suenan por separado y no se mezclan, lo que no es raro con los amplificadores de transformador. Bonito fondo apretado, ¡y esto es con solo 5 vatios en la salida! Sorprendente ... El nivel de distorsión de intermodulación resultó estar muy por debajo del nivel armónico, lo cual es raro en los circuitos de válvulas. (Los gráficos de distorsión se muestran en la foto). El amplificador resultó ser "omnívoro", reproduce música de cualquier género igualmente bien, y el número de armónicos de válvulas "sabrosos" es muy moderado y no atrae mucha atención.
