Dacă ați cheltuit o sumă forfetară pe 5 metri de cablu exotic pentru difuzoare, v-ați gândit la cei 500 de metri de sârmă din transformatoarele de ieșire ale amplificatorului cu tuburi?
Transformatoarele de ieșire sunt componente scumpe care sunt bobinate complex pentru a funcționa corect la frecvențe înalte. Ei sunt principalul vinovat din spatele basului moale din amplificatoarele cu tuburi. Principalele motive pentru aceasta sunt suprasaturarea circuitului magnetic la frecvențe joase. În plus, aproximativ 10% din puterea de ieșire se pierde din cauza rezistenței înfășurării. O alternativă este OTL (transformator de ieșire mai puțin).
Principiul de funcționare
Schema OTL descrisă oferă mai multe soluții. În primul rând, pentru a proteja difuzoarele în cazul unei defecțiuni, are nevoie de o limitare naturală a curentului fără utilizarea circuitelor auxiliare de protecție. În al doilea rând, problema este cum să implementați o etapă de ieșire simetrică atunci când tuburile nu au structuri NPN și PNP precum tranzistoarele.
O opțiune a fost circlotronul, inventat de Cecil Hall în 1951, dar care, totuși, împiedică utilizarea limitării curentului natural și forțează o configurație foarte complexă a sursei de alimentare. În schimb, a fost dezvoltat un circuit de etapă de ieșire non-complementar folosind feedback local combinat. S-a obținut o simetrie bună și armonici scăzute, ceea ce a fost confirmat în măsurătorile ulterioare. Această configurație are mai multe în comun cu circuitul Futterman, cu excepția faptului că o pereche de pentode sunt folosite pentru etapa de driver în loc de un divizor de fază. Pentodele, în comparație cu triodele, au fost capabile să furnizeze suficient curent și câștig.
Scopul general al proiectului a fost acela de a avea un circuit simplu, cu cât mai puține componente pe calea semnalului și un principiu de funcționare push-pull. Etapa push-pull nu numai că reduce distorsiunea armonică, dar reduce și în mod semnificativ ondulația de putere. Rezultatul este un design stabil, de încredere, care nu necesită ajustare constantă. Pentru a face acest lucru, este inclusă o buclă de feedback de curent continuu care, după configurarea inițială, menține tensiunea de compensare la 20 mV. Este puțin probabil să fie necesare ajustări ulterioare pentru o lungă perioadă de timp, chiar și după înlocuirea lămpilor.
Știu că feedback-ul este o problemă controversată și mulți cred că, în cele din urmă, ar trebui să fie zero. Cu toate acestea, feedback-ul zero în acest design poate duce la zgomot audibil și impedanță de ieșire de 8Ω, care poate afecta grav echilibrul tonal al majorității difuzoarelor. Prin urmare, s-a decis să se aplice o adâncime de feedback de 26dB, care este comună în majoritatea circuitelor clasice de amplificare cu tub, și scade impedanța de ieșire la 0,4Ω pentru un control bun al basului. Cu toate acestea, avantajul unui amplificator DIY este că puteți personaliza feedback-ul pentru a se potrivi cu propriul gust. Cea mai simplă modalitate de a reduce feedback-ul la 11 dB este eliminarea condensatoarelor de cuplare dintre prima și a doua etapă.
În cele din urmă, pentru a „swing” acustica normală, s-a decis că este nevoie de o putere de cel puțin 20 de wați. Alegerea evidentă a lămpilor a căzut pe trioda rusă 6C33C, deoarece o pereche poate furniza 2,5 A de curent într-o sarcină de 8 ohmi cu o sursă moderată de 150 V. Acest lucru vă permite să obțineți 25W într-o sarcină de 8Ω sau 40W într-o sarcină de 16Ω. Dacă puteți crește sarcina de la 40 la 100Ω, atunci puteți obține cu ușurință 50 de wați de putere în clasa A. Măsurătorile au arătat că distorsiunea cu feedback-ul a fost mai mică decât cea a generatorului de semnal. Acest lucru a dat 0,14% THD la 2W cu sarcină în buclă deschisă de 8Ω sau 0,007% 26dB cu buclă închisă. 
Construcție și detalii.
Semnalul de la mufa de intrare SK1 este alimentat la grila lămpii V1A prin comenzile de volum RV1, C1 și R1. Feedback-ul este activat de rezistențele R1 și R3, care amestecă semnalele de ieșire și de intrare. Adâncimea feedback-ului este de aproximativ 29 și poate fi modificată prin raportul R3 / R1. Cu alte cuvinte, cu o tensiune de intrare de 500mV, obținem 25W într-o sarcină de 8Ω. Când RV1 este la maxim, impedanța de intrare este de aproximativ 26k (RV1 în paralel cu R1). Condensatorul C1 este utilizat pentru feedback-ul maxim de tensiune DC. În absența părtinirii, același potențial este prezent pe grila V1A ca și pe V1b până la R4. Cu toate acestea, o mică diferență de tensiune pe catozii fiecărui tub, din cauza similitudinii imperfecte, poate duce la o tensiune pe grila de control V1A. Aceasta este afișată imediat pe sarcină ca tensiune DC, deoarece feedback-ul 100% DC, prin R3, menține tensiunile de intrare și de ieșire egale. Trimmerul RV2 poate atinge offset zero la ieșire.
Lampa de neon H1 servește la limitarea tensiunii încălzitorului-catod pe ambele jumătăți de V1 la 65 V în timpul încălzirii. Nu se aprinde în timpul funcționării normale. Ieșirile echilibrate ale etajului de intrare sunt conectate la rețelele de control V2 și V3 prin condensatoarele C3 și C4. Există, de asemenea, cuplaje parțiale DC prin rezistențele R8 și R9. Lămpile V2 și V3 și componentele lor asociate formează etapa de șofer. Ieșirile acestei etape sunt conectate direct la rețelele V4 și V5, care formează etapa de ieșire. Trimmer RV3 vă permite să reglați tensiunile pe rețelele V4 și V5, setând astfel curentul etajului de ieșire. Alegerea curentului de repaus implică un compromis între durata de viață a lămpii și distorsiune.
În teorie, este posibilă creșterea curentului de repaus al tuburilor de ieșire la maximum 400 mA, după care anozii lor vor disipa 60 de wați. Acest lucru va da o distorsiune scăzută, dar va reduce drastic durata de viață. Cu toate acestea, o durată de viață mult mai mare a tubului poate fi obținută cu un curent de repaus mai mic, să zicem 200mA. Acest lucru va reduce și cantitatea de căldură generată de amplificator! Pentodele au fost alese în driver pentru că pot pompa mai multă tensiune decât triodele și, de asemenea, pentru că au caracteristici de curent mai bune. Acesta din urmă asigură simetrie în etapa de ieșire. Un alt avantaj al pentodului este absența virtuală a efectului Miller, capacitatea dintre anod și grila de control, datorită prezenței grilei ecranului. Acest lucru mărește lățimea de bandă a scenei și elimină necesitatea compensării frecvenței pentru a menține stabil amplificatorul atunci când se aplică feedback. Singurul dezavantaj este că produc puțin mai multă distorsiune armonică de ordin ciudat decât triodele. Cu toate acestea, EF86 (omologul sovietic al 6Zh32P) a fost proiectat pentru audio. EF86 a fost folosit cu mare succes la driverul celebrului amplificator Quad II.
V4 este un adept de catod. Aceasta înseamnă cuplare negativă 100% între catod și rețea, rezultând un câștig unitar și o impedanță de ieșire mai mică.
V5 este un adept de anod și pentru a avea același câștig și impedanță de ieșire ca V4, trebuie să aibă un feedback negativ 100% între anod și rețea. Acest lucru se realizează cu un driver de curent, care, prin definiție, are o impedanță foarte mare a sursei, care nu atenuează feedback-ul care este generat prin R13. Deși tensiunea de curent continuu între anozii V2 și V3 este diferită, într-adevăr nu face o mare diferență în modurile de funcționare pentode.
R15 asigură legarea rețelei de control V1A la firul comun în timpul încălzirii amplificatorului, în absența difuzoarelor conectate.
Siguranța de descărcare în gaz N2 asigură că tensiunea de ieșire rămâne în limitele de siguranță în toate condițiile. Dacă tensiunea de ieșire depășește 90V, va funcționa, scăzând astfel tensiunea de ieșire la o valoare sigură.
ALIMENTARE ELECTRICĂ
Deși sursa de alimentare este destul de simplă și necesită puțină descriere, există câteva puncte de reținut: în cazul unei defecțiuni, forțând zăvorul de pe treapta de ieșire fie în sus, fie în jos, R33 oferă un mijloc de limitare a curentului prin treapta de iesire si difuzor. Dacă valoarea a fost prea mică, tubul de ieșire sau tubul difuzorului, sau ambele, pot fi deteriorate. Dacă valoarea a fost prea mare, o tensiune de polarizare mică pe difuzor poate provoca un dezechilibru semnificativ în tensiunea de alimentare a HT2 și HT4. Siguranțele FS1 și FS2 se vor declanșa în cazul puțin probabil în care ambele lămpi din treapta driver, V2 și V3, sunt inoperante (sau nu sunt conectate), provocând astfel curgerea excesivă a curentului prin ambele lămpi de ieșire V4 și V5. În teorie, este nevoie de o singură siguranță, dar aici sunt incluse două astfel încât să reacționeze simetric la orice defecțiuni. 
O îmbunătățire a acestui design este posibilă prin utilizarea curentului constant pentru încălzitoarele V1 și pornirea unui circuit de temporizator de întârziere, astfel încât HT2 HT4 să fie alimentat numai atunci când toate lămpile sunt deja încălzite.
Alegerea condensatoarelor de netezire C8-C15 este importantă deoarece acestea se află cu siguranță pe calea semnalului dintre tuburile de ieșire și difuzor și, prin urmare, trebuie să fie de bună calitate. Ar trebui să fie libere de vibrații interne, ceea ce înseamnă că nu ar trebui să „cânte”. Există tensiuni potențial ridicate în multe puncte în timpul încălzirii, astfel încât rezistențele trebuie să aibă o putere adecvată.
Rezistoarele de 2 wați pot suporta 500 VDC. De asemenea, sună bine și au un zgomot termic scăzut de 1 μV/V și un coeficient de temperatură scăzut de 50 ppm/°C. Puteți vedea din Fotografia 2 că montajul este puțin înghesuit, deci un șasiu mai mare decât 12”× 9 " este recomandat. × 3 "care a fost folosit. Amplificatorul produce destul de multă căldură și, în mod ideal, tuburile ar trebui să aibă mai mult spațiu în jurul lor pentru ca aerul să circule. Ar trebui să existe și o bună ventilație sub șasiu.
Pornirea și reglarea amplificatorului
Înainte de prima utilizare, asigurați-vă că mașina de tuns RV2 se află aproximativ în poziția de mijloc.
și că RV3 este setat la rezistența minimă.
Rotind RV3, creștem curentul de repaus de la zero la valoarea dorită (autorul l-a setat la 200 mA), îl controlăm cu un ampermetru M1. În timpul funcționării normale, M1 abia se zvâcnește, acesta nu este un indicator de nivel! Totuși, este îmbucurător să-l ai pe față ca avertizare timpurie în cazul în care ceva nu merge bine.
După 20 de minute de încălzire, reglați RV3 dacă este necesar. Apoi conectați un milivoltmetru la bornele de ieșire și reglați RV2 pentru a obține zero. Acest lucru trebuie făcut întotdeauna cu volumul redus la minimum sau cu mufa de intrare închisă.
Când amplificatorul funcționează, nu-l porniți niciodată imediat după ce l-ați oprit, există riscul de a stinge siguranțele.
Surse folosite
1. C. T. Hall, „Amplificatoare de putere paralele opuse”
Brevetul SUA 2.705.265, 7 iunie 1951.
2. J. Futterman, „A Practical Commercial Output
Amplificator fără transformator, ”J. Audio Ing.
Soc., (1956 octombrie).
3. Pagina de istorie Circlotron http: // Circlotron.
tripod.com/.
Lista componentelor necesare este prezentată în tabel.
C1, C2 ……………… Condensator, 1μF 450V polipropilenă Ansar
C3, C4 ……………… Condensator, polipropilenă 0,1μF 630V
Ansar
C5 ………… Condensator, electrolitic 10μF 250V
C6, C7, C18 ………. Condensator, 100μF 250V electrolitic
C8, C9, C10-15 .... Condensator, 6800μF 63V electrolitic Elna
„Tonerex” sau Samwha „pentru audio”
C16, C17, C19 …… Condensator, 100μF 500V electrolitic
D1, D2, D3, D4 ... Diodă (recuperare rapidă), FR605G 6A 600V
D5, D6 …………… ..Diodă, 1N4006 1A 800V
FS1, FS2 ………… ..Siguranță și suport, 3.15A 20mm
M1 …………………… Ampermetru, 0-1A DC
N1 ………… Lampă cu neon, cu sârmă, T2
N2 …………………… .. Tub cu descărcare în gaz (GDT), 90V DC sparkover
N3 ………… Indicator cu neon, montat pe panou
PL1 ……… ..Fișă, șasiu IEC
R1, R2 ……………… Rezistor, 34k 0,1% 0,25 W metal de precizie
filmul Welwyn
R3, R4 …………… ..Rezistor, metal de precizie 1M 0,1% 0,25W
filmul Welwyn
R5, R6 …………… ..Rezistor, 100k 0.1% 0.25W precizie
film metalic Welwyn
R7 …………………… .Rezistor, 470k 1% 2W 500V peliculă metalică
Maplin
R8, R9 …………… ..Rezistor, 4M7 5% 0.5W 3.5kV peliculă metalică
Vishay (potriviți perechile cu 1%)
R10, R11 ………… ..Rezistor, film metalic 1M 1% 2W 500V
Maplin
R12, R13, R15 ... ..Rezistor, 100k 1% 2W 500V folie metalica
Maplin
R14 ………………… ..Rezistor, 15k 5% 0,5W peliculă metalică
R16 ………………… ..Rezistor, 10k 5% 0,5W peliculă de carbon
R17-20 ……………… Rezistor, 47R 5% 0,5W peliculă de carbon
R21, R22 ………… ..Rezistor, folie de carbon 1k 5% 0,5W
R23-30 …………… ..Rezistor, film de carbon 10k 5% 0,5W
R31, R32 ………… ..Rezistor, film de carbon 1k 5% 1W
R33 ………………… .Rezistor, 1k 5% 10W fir bobinat
Welwyn
RV1 ………………… ..Rezistor, variabil 100k
RV2 ………………… .. Rezistor, trimmer 1k 20-turn 1W cermet
RV3 ………………… .. Rezistor, trimmer 10k 20-turn 1W cermet
Spectrol + adaptor de montare pe panou de 32 mm
S1 …………………… .Întrerupător, dublu pol, o singură direcție 250V
AC 5A
SK1 ……… .Priză, fono
SK2 ………………… .Terminale (învăluit) pentru a se potrivi cu difuzorul
cablu
T1 …………………… .Transformator de rețea, 6V + 6V 15VA
T2 …………………… .Transformator de rețea, 12V + 12V 225VA
T3 …………………… .Transformator de rețea, 120V + 120V 625VA
V1 …………………… .Tub, mufa ECC83 + B9A
V2, V3 ……………… Tub, EF86 (pereche asortată) + priză B9A
V4, V5 ……………… Tub, 6C33C (pereche asortată) + priză
Chelmer
Șasiu …………… .Oțel, 17 ″ × 10 ″ × 3 ″ Hammond
audioXpress februarie 2010 Tim Mellow
Această idee a luat naștere după numeroase experimente cu
ciclotroni cu un singur ciclu, unde autotransformatorul de ieșire
a fost necesar să „strângem” contracurent pentru a obţine
zero în ceea ce privește constatările sale. Deci, totul în ordine, ce este fiara asta
ciclotron cu un singur ciclu și de ce este mai bun decât un amplificator obișnuit
construit după schema tradițională? Pentru început, folosind
regula de fier a audiofilului: „Fără element – nicio problemă”
Să creăm cea mai scurtă cale de la DAC la difuzor. Aici
este nevoie de o lampă cu o pantă mare și un câștig mare pentru a
pe o etapă, obțineți aproximativ un wat de putere
putere, ceea ce este suficient pentru o evaluare subiectivă
calitatea sunetului. Pe un drum atât de scurt, totul se va auzi:
calitatea lipirii, lungimea firului etc. deci nevoile de instalare
acordați o atenție deosebită. Diagrama este prezentată în figura 1.
Orez. 1.
Lampa inferioară este amplificatorul de putere în sine, iar cea superioară
cea mai simplă, dar eficientă sursă de curent, suficientă
uită-te la VAC 6Zh52P din pentod și este imediat clar de ce
lampa superioară stabilizează curentul, nu tensiunea.
Sarcina sa (a sursei de curent) este de a „transfera” tensiunea către
vehicule la zero. Pentru ce este? Dar numai pentru faptul că
conform unei tradiții îndelungate, se crede că dinamica nu este
nu ar trebui să existe o constantă, spun ei, este dăunător pentru el.
Am o altă părere - acest lucru nu este dăunător, este chiar util, dar
mai multe despre asta mai jos.
Configurarea schemei este simplă. Rezistorul R2 este setat la 150
volți între catod și grila de ecranare a lămpii L2.
Cu rezistorul R1 atingem potențialul zero pe vehicul.
Curenți: I1 - curent L1, I2 - curent L2, trebuie să fie egali.
Același trans este folosit ca Tr1 ca și în varianta a doua
diagrame, dar aici fără un spațiu de 0,12 mm.
Ce obținem în final de la ciclotron:
1. Autotrans poate fi bobinat pe TOP-uri, deoarece absent
magnetizarea miezului.
2. Gama de frecvențe se extinde la teoretic
limită: inferioară - 0 Hz (depinde de inductanță și
Ri al tubului de ieșire), de sus - până la 100 kHz (în funcție de
din capacitatea proprie a vehiculului).
3. Ei bine, și cel mai important, sunetul, subiectiv devine mai mult
ascuțit și transparent. Tot ce s-a pierdut în aer
decalajul dintre primar si secundar la
transformare, este acum prezentă în weekend
semnal.
Scepticii pot zâmbi și argumenta - de ce avem nevoie de toate acestea
hemoroizi cu sursă de curent? Ca răspuns, voi spune simplu și pe scurt -
aceasta îmbunătățește calitatea sunetului.
Acum să trecem la partea principală a articolului.
Deci, în procesul experimentelor, s-a născut un gând, dar este posibil
eliminați cu totul sursa curentă și cum amenință aceasta dinamica?
Sa dovedit a fi nimic, vezi diagrama din figura 2.
Orez. 2.
Două televizoare au fost folosite ca vehicule.
transformator TV - 3SH, 1 este primar, 2 este secundar.
Transele sunt demontate, plăcile I sunt îndepărtate, apoi ne unim
locurile lor unde erau plăci I cu un spațiu de 0,12 mm,
conectăm înfășurările în paralel. Diagrama este prezentată în Figura 3.
Orez. 3.
Să calculăm puterea care cade asupra dinamicii:
P = 0,00017 x 0,02 = 0,0000034 W
Deci, este încă înfricoșător să includă difuzorul în anod?
Nu cred că poți ucide o muscă cu acești microwați, darămite
despre acustica. Desigur, alegerea finală este a ta,
dar vreau să spun din nou - autotransportul chiar îmbunătățește calitatea
sunet. Mai mult, (cred că da) este o mică constantă
împiedică difuzorul să atârne prea mult după un singur impuls,
ceea ce explică sunetul mai ascuțit al circuitului din partea de jos.
O conversie atât de simplă de la TVZ la vehicule poate fi îmbunătățită
calitatea sunetului a oricărui amplificator cu un singur capăt. Dar nu trebuie
uitați că în a doua opțiune se folosește un autotransport cu
clearance-ul.
De asemenea, este necesar să rețineți că între cablul difuzorului
iar pământul conține tensiune înaltă periculoasă pentru viață.
Aș recomanda să lipiți cablul difuzorului direct pe vehicul
fără borne adaptoare pe carcasă și conectori pe difuzor
se inchide cu un mic capac.
Mult succes si sunet bun.
Maksimov Andrei Vladimirovici. satelit2006 () yandex.ru
Comentarii la articol:
Înainte de a începe lucrul, mi-am propus câteva sarcini pe care aș dori să le rezolv în proiectarea amplificatorului. Prima provocare se referă la sunetul său. Există atât de multe amplificatoare care au parametri impresionanți, dar sunetul este respingător și ascultarea este obosită. Cea mai gravă problemă tehnică cu astfel de amplificatoare este prezența distorsiunii termice, un tip de distorsiune neliniară. Ele apar sub diferite forme atât în circuitele de intrare, cât și în etapele de ieșire. Cea mai simplă soluție este utilizarea componentelor care sunt practic neafectate de modificările modurilor de funcționare atunci când temperatura de funcționare se modifică. A doua sarcină este legată de carcasa existentă de la amplificatorul „Estonia UM-010”, în care vreau să construiesc amplificatorul în curs de dezvoltare. Transformatorul toroidal de putere instalat în el este destul de bun și are o putere totală de aproximativ 400 W și un scut magnetic bun. Transformatorul, după redresor, emite ± 32 V fără sarcină, ceea ce face posibilă realizarea unui amplificator cu o putere de până la 50 W pe canal la o sarcină de 8 ohmi. Cu caloriferele mici disponibile, nu are sens să vorbim despre clasa „A” a etajului de ieșire. Prin urmare, amplificatorul trebuie să aibă o etapă de ieșire care funcționează în clasa „AB”.
Încerc să folosesc numărul minim de etape de amplificare a sunetului, pe baza practicii, astfel de soluții au cea mai bună fuziune și claritate a sunetului. Cea mai simplă modalitate de a obține un câștig de tensiune ridicat combinat cu o liniaritate ridicată și o distorsiune termică minimă este utilizarea unui pentod bun. M-am oprit la lampa 6Zh43P, oferă simultan un câștig mare, are o putere mare, ceea ce vă va permite să lucrați direct pe treapta de ieșire și are o normalizare a parametrilor de distorsiune neliniară în DU.
Pentru etapa de ieșire, am ales tranzistori cu efect de câmp lateral IGBT. Practic, nu au dependențe ale modurilor de funcționare de temperatură. Perechi complementare de astfel de tranzistoare sunt produse în străinătate. Cu toate acestea, tranzistoarele din astfel de perechi au parametri dinamici diferiți. Este mult mai interesant să folosiți tranzistori de aceeași conductivitate. Acest lucru se poate face în două moduri. Prima este utilizarea arhitecturii ciclotronului etapei de ieșire. Nu mi se potrivește, deoarece va necesita patru surse de alimentare independente și am doar două la dispoziție. Al doilea este un circuit care utilizează un transformator interetaj.
Schema bloc a amplificatorului este prezentată în Fig. 1. Transformatorul interetajat cu divizare de fază permite rezolvarea mai multor probleme simultan: furnizarea de semnale de aceeași formă, dar faza opusă porților tranzistoarelor de ieșire, decuplarea treptelor de ieșire de sursa de alimentare de înaltă tensiune a etajului de intrare, decuplarea de zgomotul sursei de alimentare între sursele de alimentare și de înaltă tensiune. Circuitul a fost calculat folosind simulatorul gratuit LTSpice. Cu ajutorul acestuia, a fost posibil să se selecteze raportul optim de transformare al transformatorului interetaj, egal cu 2: 1 + 1. Dacă creșteți raportul de transformare, atunci adâncimea OOS crește, dar banda de câștig este îngustată și, în consecință, calitatea transmisiei la frecvențe înalte. O scădere a raportului de transformare necesită o variație mai mare a tensiunii semnalului la anod și începe să apară neliniaritatea pentodului în sine. Condensatorul din circuitul de feedback compensează schimbarea de fază în funcționarea transformatorului și asigură stabilitatea generală a amplificatorului la frecvențe înalte.
Fig. 1. Schema bloc a unui amplificator hibrid
Schema schematică a amplificatorului este prezentată în Fig. 2. Loop LOS este întreruptă de curent continuu. Din acest motiv, este necesar un sistem servo pentru a echilibra treapta de ieșire. Am ales un circuit cu un integrator alimentat de o sursă flotantă, sincron cu semnalul de ieșire, cu tranzistorul de poartă superioară antrenat. Pentru a preveni ca servosistemul să afecteze calitatea sunetului amplificatorului, amplificatorul operațional al integratorului trebuie să fie suficient de larg astfel încât semnalele audio să nu treacă prin integrator. Prin urmare, a fost ales un amplificator operațional de bandă largă cu FET-uri la intrare și o tensiune de alimentare scăzută. Rezistorul R31 este necesar pentru ca servosistemul să funcționeze fără sarcină. În absența acestuia, câștigul buclei din interiorul circuitului de feedback este foarte mare, iar sistemul servo este excitat la frecvențe infra-joase.
Fig. 2. Schema schematică a unui amplificator hibrid
Semnalul de la trei perechi de terminale de intrare este comutat de releele de semnal K1-K3 și apoi alimentat la controlul de volum pe un rezistor dublu R1. Rezistorul R9 limitează curentul continuu al celei de-a doua rețele și îl protejează în cazul pierderii accidentale a contactului în circuitul anodic. Diodele Zener VD1 ... VD4 protejează porțile tranzistoarelor de ieșire de la defecțiunea de înaltă tensiune. Pentru a preveni apariția unui curent prea mare în momentul încărcării condensatoarelor de alimentare, în primul rând, transformatorul de putere este alimentat prin rezistorul de limitare a curentului R34 prin releul K4, iar după două secunde este declanșat releul K5, care conectează transformatorul de putere la rețea direct.
Pentru a controla amplificatorul, a fost realizat un circuit de microcontroler, care monitorizează modurile de funcționare ale amplificatorului prin tensiunea la rezistorul auto-polarizare R8 și tensiunea la ieșirea amplificatorului și controlează releele de semnal și putere. Un transformator separat T1 este folosit pentru a alimenta partea de intrare a amplificatorului și a microcontrolerului. După ce lampa se încălzește, apare un decalaj pe rezistența R8, după care controlerul pornește mai întâi releul K4 și apoi K5. Dacă tensiunea constantă la ieșirea amplificatorului depășește limitele permise, microcontrolerul oprește sursa de alimentare.
Amplificatorul a obținut următorii parametri: puterea de ieșire pentru fiecare canal cu o limitare a factorului de distorsiune neliniară de 1% pentru o sarcină de 8 ohmi - 35 W, pentru o sarcină de 4 ohmi - 50 W; banda de câștig la un nivel de -3 dB și o sarcină de 8 Ohm - 7 Hz ... 50 kHz; Adâncimea OOS în intervalul de frecvență 200 Hz - 20 kHz la o sarcină de 8 Ohm - 15-18 dB.
Pentru amplificator, a fost necesară fabricarea a două tipuri de transformatoare: sursa de alimentare a etajului de intrare și transformatoare interetajate. Ambele tipuri de transformatoare sunt înfășurate pe circuitul magnetic B43 al uzinei „Kometa”, care corespunde aproximativ cu PLR13x25. Transformatorul interetaj conține două bobine, înfășurările primare sunt conectate în paralel, iar cele secundare sunt utilizate separat. Înfășurările primare sunt înfășurate cu fir PETV-2 0,118, secundar - PETV-2 0,18. Fiecare bobină este înfășurată în 9 secțiuni. Prima secțiune a înfășurării secundare este înfășurată, după care merg pe rând. Numărul de straturi pe secțiuni: 1-3-2-5-5-5-2-3-1. Fiecare strat al înfășurării secundare are 159 de spire, iar primarul are 227 de spire. În total, înfășurarea primară conține 3632 de spire, iar înfășurarea secundară conține 1749 de spire. Între straturi este plasat un strat de hârtie de condensator de 0,02 mm grosime. Între secțiuni este plasat un strat de hârtie kraft de 0,12 mm. Rezistența unei perechi de înfășurări primare este de aproximativ 310 ohmi. Rezistența fiecărei înfășurări secundare este de aproximativ 64 ohmi. Deoarece curentul inițial prin pentod este mic, nu a fost necesar niciun spațiu liber la asamblarea transformatorului. Transformatorul de putere pentru partea de intrare a amplificatorului și controlerul digital este format din două bobine identice, înfășurările pe care sunt conectate în paralel. Trebuie reținut că pentru conectarea în paralel a bobinelor transformatoarelor pe miezele P sau PL, înfășurarea celei de-a doua bobine trebuie să se facă în sens opus. Înfășurarea primară este formată din 3540 de spire cu un fir PETV-2 0,125 pentru o tensiune de alimentare de 240 V cu o rotiță de la 295 de spire pentru funcționare de la 220 V. Înfășurarea secundară de înaltă tensiune este formată din 2640 de spire cu același fir. Pe fiecare bobină, înfășurarea filamentului este formată din patru înfășurări conectate în paralel prin 111 spire cu un fir PETV-2 0,25. Înfășurarea pentru alimentarea părții digitale este formată din 177 de spire ale aceluiași fir. Hârtia kraft este așezată între toate înfășurările. Aceste trei transformatoare și transformatorul toroidal de putere existent sunt impregnate în ceresin, ceea ce le reduce vibrația și îmbunătățește semnificativ sunetul amplificatorului.
Dacă în locul tranzistorilor autohtoni 2P904A (KP904A), în proiectarea amplificatorului se folosesc tranzistori importați BUZ900, BUZ901 sau 2SK1058, atunci puterea amplificatorului va crește, iar distorsiunile vor scădea ușor. În acest caz, este necesar să reduceți raportul de transfer al transformatorului interetaj la 4: 1 +1 și să creșteți valoarea rezistorului R18 la 2,2-4,7 MΩ.
Konstantin Musatov, Moscova
Revista „Radioamator” 2008, Nr. 5
Nu cu mult timp în urmă, pe www.dvdworld.ru, a început o discuție despre amplificatoarele fără transformator în general și despre circlotron în special, nu fără participarea autorului. Autorul era în minoritate... majoritatea a afirmat punctul de vedere colectiv că...
- Amplificatoarele fără transformator nu pot juca.
- Circuite fără transformator - „tranzistor”.
- Ce este un Circlotron? voce din spate: Acesta este un amplificator fără transformator?
- Nu! Toate au o topologie „stem”.
- Această invenție nouă este așa. tip Dolby. Pentru Domkino va fi bine.
- Aceasta este clasa AB! minte!
- Acesta este un OOS profund! voce din spate:Și nu există fără OOS! toate in refren: Kyuyu...
- Coloanele cuiva au ars din circclotron
- De fapt, doar doi dintre adversari au recunoscut că au auzit circclotronul în direct (deși unul dintre dispozitivele numite nu era un circclotron), dar tot nu se joacă.
- Doar unul dintre adversari a construit el însuși un amplificator fără transformator (sau cel puțin a urmărit procesul), dar a fost nemulțumit de el.
Acestea sunt afirmațiile aflate în pragul celei de-a treia etape a statisticii. Să înțelegem punctele. Pentru început, să ne dăm seama ce este un circlotron și ce este un amplificator fără transformator... cei care nu fac compromisuri în privința principiilor s-ar putea să nu citească mai departe.
În centrul circlotronului se află o etapă de putere a podului push-pull, în care curenții surselor de alimentare sunt legați încrucișați prin sarcină. Curentul de sarcină rezultat este egal cu diferența dintre curenții celor două brațe. Așa arată (exact așa) circlotronul Electro-Voice A20 bugetar din 1956 cu o putere de ieșire de 20 wați (etape de ieșire și pre-ieșire). Un design similar pentru dispozitivele casnice a fost publicat în Radio, N9, 1963.
Ei bine, unde este cascada fără transformator aici, întreabă adversarul? Și cine i-a spus că circlotronul este neapărat fără transformator? Ei bine, cu siguranță nu sunt eu, adversarii înșiși au inventat toate întrebările ... Și, de asemenea, despre topologia tranzistorului.
Sarcina poate fi direct de la sistemul acustic (ca în circlotronele moderne Atma-Sphere, Tenor Audio). Poate - autotransformator (utilizat în proiectele din fabrică și de mulți utilizatori de circlotron "pur fără transformator"). În cele din urmă, puteți scurtcircuita sarcina prin anozi,
și faceți circlotronul în sine un singur ciclu, astfel:
Am menționat deja data - 1956. Evenimentele s-au desfășurat astfel (avertizez fanii de noile cronologii - datele sunt reale!)
- 06/07/1951 - Cecil T. Hall solicită brevet SUA, brevet 2705285 eliberat 29/03/1955
- 03/01/1954 - Alpha M. Wiggins depune o cerere de brevet SUA, brevet 2828369 eliberat 25/03/1958.
- În paralel, un brevet similar a fost înregistrat în Finlanda pe numele lui Tapio Koykka (emis la 10 noiembrie 1954 - primatul absolut)
Brevetele lui Wiggins și Koikka au fost imediat implementate în produsele industriale sub mărcile Electro-Voice (SUA) și Voima Radio (Finlanda). O poveste mai detaliată este spusă pe www.circlotron.tripod.com, de unde au fost obținute aceste informații de către autor. Din fericire, mai există oameni în lume care transmit informații luate nu din tavan, ci din bibliotecile de brevete...
Într-adevăr, tehnologia nouă...
De ce schema nu s-a răspândit în toată lumea la un moment dat? În versiunea originală cu transformator-pentod, singurul său avantaj față de pool-urile tradiționale este că impedanța scăzută de ieșire pe partea catodului simplifică designul transformatorului. Toate celelalte „avantaje” ale pool-ului cu pentode sunt evidente (OOS obligatoriu, cascade Williamson, cel puțin două perechi de rezervoare de separare etc.). Și un dezavantaj semnificativ - un set dublu de înfășurări, redresoare și filtre - nu a permis concurența în preț cu modelele tradiționale. La urma urmei, atunci nu a existat haend, iar lupta a fost pentru fiecare dolar, și nu pentru numărul de zerouri din preț. Saltul cuantic către un circuit complet fără transformator a necesitat o tranziție la un nivel de preț calitativ diferit, mai ales cu componentele de atunci - permiteți-mi să vă reamintesc că tensiunile din amplificatorul fără transformator sunt tuburi vidate, iar curenții sunt cei tranzistori, deci costul de un filtru de putere cu drepturi depline (10-40 mii μF * 200V pe canal ) și astăzi nu este deloc pentru copii ... În general, copilul nu a prins rădăcini. O nouă viață pentru circclotron a început în jurul anului 1982 (Brezhnev a murit, Boeing a fost doborât, Pershing a fost plasat, Novacron a fost eliberat).
Apropo, despre setul dublu de surse de alimentare. Este aproape inevitabil în amplificatoarele de putere, dar în preamplificatorul echilibrat al lui Ralph Karsten (brevetul SUA 6242977) - un circlotron cu drepturi depline cu ieșire directă (vârf-vârf de 120V, nu glumesc!) La o linie de 600 ohmi - a costat un set de redresoare. Cum? nu simplu, dar foarte simplu... cine nu a ghicit, du-te la biblioteca de brevete, nu e eu să te învăț. Într-un capăt de tub, acest lucru este de asemenea posibil... o pereche de condensatoare și o pereche (de preferință două perechi) de tranzistoare MIS pe radiatoare hard-core.
Acum să ne ocupăm de tulpini. Este greu de spus de ce astfel de cunoștințe botanice s-au instalat în mintea oponenților (dezvoltatorii „tulpinilor” au preferat termenii etnografici din viața popoarelor indigene din Statele Unite). După cum a arătat experimentul de investigație, circuitul Futterman-Rosenblit este numit stem (în practică, în prezent este produsă doar versiunea Rosenblit - circuitul Futterman original s-a dovedit a fi nefiabil și nu a folosit rezistența scăzută de ieșire de la catod în măsura corespunzătoare). Iată, o tulpină care nu are nicio legătură cu un circclotron.
Circuitul F-R funcționează cu încredere numai cu feedback (nu mai puțin de 12 dB). Fără OOS, este inoperant - rezistența de ieșire din partea catodului și a anodului este diferită, va exista o mulțime de armonică secundă chiar și la standarde înalte. Dar sunt necesare doar 3 etape preliminare, dar una este suficientă în circlotron.
Și, printre altele, etapa pre-finală din circuitul FR vede capacități de încărcare complet diferite. Într-un circlotron, ambele brațe sunt simetrice și nu există probleme cu diferite deplasări de fază. Kilohertz deci până la o sută.
Pentru curent continuu - atât în circlotron, cât și în "tulpină" - sunt necesare două surse independente de deplasare a etajului de ieșire. Într-adevăr, cu conexiune directă a acusticii, diferența de curenți ai brațelor este închisă prin ea. Dar, în practică, la un curent maxim de umăr de 0,5 A (opt 6H13C sau 4 6C33C pe canal) - chiar și cu o defecțiune completă a unui umăr, exact jumătate de amper va curge prin sarcină. În viață, chiar și cei mai meritați oponenți și ucigași radio nu vor putea atinge un dezechilibru al umerilor utili de mai mult de 1/3 din curentul de repaus cu lămpile deservite. Este posibil să distrugi acustica cu un curent constant de 100-200 mA? În cazuri extreme, dacă un umăr eșuează, iar în celălalt - plasele s-au așezat pe pământ, atunci scuză-mă - siguranțele trebuie să se stingă. Oponenți, știți ce este asta?
Și cu comunicarea cu autotransformator, problema încărcării constante este în general inadecvată. Cu o rezistență completă a înfășurării de 1 Ohm de la fiecare catod la masă - exact jumătate de Ohm, iar la terminalul de ieșire - un sfert de Ohm ... înmulțit cu 0,5A, obținem 125mV în cel mai rău caz.
Acum despre OOS. Zirklotron fără OOS pe lămpile tradiționale „stabilizatoare”.
- Rezistent la curent și tensiune constantă. Lămpile 6C33C într-un mod de polarizare fixă, de fapt, tind să devină sălbatic, dar acest lucru este tratat de OOS local elementar (prin rezistența internă a sursei de alimentare). Lămpile 6N13S, 6S19P, 6P45S nu necesită modificări.
- Are o lățime de bandă de la 0 la nu mai puțin de 100 kHz la un nivel de -1 dB. Și la fel de statornic ca Călărețul de Bronz. Banda este determinată în principal de conexiunea cu etapele anterioare (jos) și de conexiunea capacitivă între jumătățile sursei de alimentare (sus). Desigur, cu cuplarea transformatorului sau autotransformatorului, lățimea de bandă este restrânsă.
- Are în conexiune fără transformator impedanță de ieșire de la 10 Ohm (8 6H13C pe canal) la 2 Ohm (Atma-Sphere MA1, 24 6H13C pe canal). Și cu un autotransformator 3: 1 - de la 1 la 0,3 Ohm. Este mult pentru tine? La 50V pe rețele, aceasta este o ieșire de aproximativ 15V. Nu este suficient pentru tine?
- Desigur, totul depinde de acustică. Dacă setați o sarcină pentru a reproduce 10 Hz pe reflexe de bas minuscule - vă rugăm să utilizați OOS. Și dacă nu, iar impedanța acustică în gama medie nu este prea febrilă - ascultați muzică, vă ajută ...
Primul - transformator - circlotronele Electro-Voice au funcționat numai cu OOS. De dragul economiei, au folosit pentode și, cu grile de screening alimentate încrucișat, au stors tot ce era posibil. Un zirclotron modern elimină același 20W nu de la o pereche de 6P6S, ci de la opt 6N13S. Deci, întrebarea distorsiunii neliniare, a treia armonică notorie, nu este pe primul Watt și nici măcar pe al zecelea ... Și, apropo, ce se întâmplă la al zecelea Watt cu un ciclu la trei sutemi? Acest lucru nu înjură de dragul asta, este doar pentru a reprezenta diferența de scară.
Acum despre clasa A și AB. Aici, adversarii incurabili și chiar oamenii destul de alfabetizați se încurcă. Mai departe - pentru cei alfabetizați! Luați în considerare un circclotron real (Mammoth 1), 8 lămpi 6H13C pe canal, sarcină de 8 ohmi. Să setăm curentul de repaus la triodă - 75mA (total - 1.2A, în timp ce offset-ul este de aproximativ -60V). La ce putere de ieșire va trece treapta din clasa A în clasa B? Să ne limităm la o sinusoidă la intrare pentru simplitatea exemplului. Modelarea din EWB 5.12 surprinde destul de îndeaproape esența procesului.
Logica tradițională spune - la un curent de sarcină instantaneu de 0,6 A (tensiune de sarcină efectivă 3,4 V, putere - 1,5 W), un braț se va închide complet. 6W nu vor fi de ajuns. Acum să vedem cum se comportă de fapt curenții umărului (excitație 9,2 V rms, ieșire 3,4 V rms):
Nimic nu se închide! La urma urmei, sub catod - nu pământul și nu condensatorul catodic, ci jumătate din sarcină! Ai uitat legea celor trei? Creșterea entuziasmului, apropierea de limită.
Hopa! acum poți porni cronometrul. Pe rețele - 20V rms, la sarcină - 7,3 V rms, putere în sarcină - 6,6W. Aceasta este aproximativ granița claselor A-AB. Acum să creștem rezistența la sarcină la 16 Ohm cu aceeași excitație a rețelei. Forma de undă curentă va reveni la clasa A (aproximativ ca în primul grafic), la sarcină - 10,7 V eff, sau aproape același 7,0 W. Limita A-AB se va schimba la 13W la ieșire (14,4 V rms la sarcină). Da, circuitul iubește impedanțe mari de sarcină, am avertizat. Si cine nu-i iubeste...
Și nicio problemă cu transformatorul de întrerupere. Apropo, tăietura în viață este mai puțin ascuțită decât la modelele ideale - lampa nu se închide atât de binevoitor.
Și în sfârșit, cum sună? Oponenți, spuneți-mi sincer - ce circlotron, când și în ce sistem ați ascultat? Mammoth este întotdeauna gata pentru serviciul tău. Haide, hai să certam împreună...
Link-uri si multumiri:
Circlotrone moderne de Ralph Karsten
Amplificator cu tub fără transformator
Am visat de mult să ascult cum sună un amplificator cu tub fără transformator, conectat direct la un difuzor de înaltă impedanță, excluzând transformatoarele de ieșire sau condensatoarele electrolitice scumpe care sunt de neclintit pentru tehnologia cu tuburi. Transformatoarele de ieșire sunt de obicei o „pierdă de poticnire” și este nevoie de mult timp pentru un radioamator care decide să construiască un amplificator cu tuburi pentru a le realiza. Transformatoarele de ieșire de marcă pentru un amplificator cu tuburi sunt scumpe, mai ales dacă sunt de la un fel de transformator Grand precum Tango, Tamwra etc. nu toată lumea își poate permite. Și este foarte consumator de timp să înfășurați corect transformatorul de ieșire cu secționare sau metoda biscuitului și nu este clar cum să o faceți. Orientările pentru transformatoarele de ieșire înfășurate sunt de obicei legate de un anumit circuit și tub de ieșire și sunt date de autori într-o interpretare destul de arbitrară. Ca rezultat, înfășurarea transformatorului de ieșire este cea mai tristă și mai consumatoare de timp și mai costisitoare în crearea unui amplificator cu tub de înaltă calitate. Din acest motiv, radioamatorii de la transformatoarele de ieșire fără excepție înjură și chiar nu le place să le facă.
Lucrarea a început „de la sfârșit” cu dezvoltarea și implementarea în hardware a unui difuzor complet de bandă largă de înaltă impedanță. Următorul material este o completare la „partea de amplificare” a driverelor de înaltă impedanță pe care le-am făcut în loturi mici de peste doi ani. Vă ofer un material nu foarte detaliat, dar util despre amplificatoarele mele fără transformator pentru o serie de articole despre dezvoltarea și testarea difuzoarelor de înaltă impedanță. Veți găsi linkuri pe această temă la sfârșitul articolului.
Varietăți fără circuite transformatoare
Există un număr mare de circuite de amplificatoare cu tuburi fără transformator pe Internet. Cele două soiuri principale ale lor: 1. Includerea mai multor lămpi cu rezistență internă scăzută în paralel și funcționează pe difuzoare convenționale cu impedanță scăzută. 2 Aplicarea lămpilor răspândite și funcționarea lor pe difuzoare dinamice speciale de înaltă impedanță.
Ambele opțiuni fără amplificatoare de transformator sunt rar folosite deoarece Gama de lămpi cu rezistență internă scăzută este foarte îngustă, există doar trei dintre cele sovietice: 6s-33s, 6s-18s și 6s19p (sunt proiectate pentru stabilizatori de tensiune). Opțional, puteți utiliza o lampă puternică de scanare orizontală a televizoarelor 6p-45s, care are și o rezistență internă relativ scăzută. Dacă se folosesc lămpi cu rezistență internă scăzută, atunci acestea trebuie conectate mai multe piese în paralel. Plus circuitul amplificator necesar - "ciclotron", ca având o impedanță de ieșire minimă.
Tuburile principale pentru amplificatoarele fără transformator sunt 6s33s și 6s18s. În interiorul cilindrului fiecăruia dintre ele există două triode puternice cu anozi plati, bine dezvoltați. Datorită locației apropiate a catodului, grilei și anodului, care au o suprafață mare, rezistența internă a lămpilor este fără precedent. Din păcate, rezistența internă scăzută a lămpilor 6s33s și 6s18s este aproape singurul lor avantaj. Lămpile speciale concepute pentru stabilizatoarele de tensiune au o pantă redusă și un câștig redus. Aceste încălzitoare ale acestor lămpi disipă multă putere, datorită căreia eficiența amplificatorului pentru 6s33s și 6s18s este vizibil mai mică decât cea a amplificatoarelor bazate pe lămpi convenționale de înaltă tensiune.
Sistem
Circuitul de bază fără un amplificator cu tub transformator este aproape standard. Etapa de intrare este asamblată pe o triodă dublă „sunet” comună cu câștig mare 6n-2p. Pentru a crește câștigul primei trepte, a fost necesară creșterea tensiunii anodului său aproape la maxim (conform fișei tehnice) a lămpii 6n2p. Din același motiv, a fost necesară creșterea valorii rezistențelor de scurgere ale etapei push-pull de ieșire. În acest mod, rezistența internă Ri a fiecărei triode a lămpii 6n2p este de aproximativ trei ori mai mică decât rezistența rezistențelor anodice, ceea ce face cascada diferențială cât mai liniară posibil. Catozii cascadei diferențiale sunt „suportați” de un generator de curent bazat pe un tranzistor cu germaniu „sunet” MP38A. Un generator de curent stabil bazat pe MP38A are o rezistență de ieșire mai mare de 1 MΩ, ceea ce, fără măsuri suplimentare, face posibilă obținerea unor tensiuni maxim egale la ieșirea brațelor etapei diferențiale. Sursa de curent cu germaniu mărește liniaritatea cascadei diferențiale și reduce sensibilitatea acesteia la ondulațiile de tensiune de alimentare.
Etapa de ieșire push-pull este asamblată pe triode cu degete 6s19p de înaltă liniară, care sunt de obicei utilizate în stabilizatoarele de tensiune. Fiecare picior al etajului de ieșire are o sursă de alimentare separată izolată de joasă impedanță. Pentru alimentarea primei trepte se folosesc două redresoare independente cu tensiuni de ieșire de + 420 și -145 volți. În total, amplificatorul cu tub fără transformator conține 6 surse de alimentare independente pentru versiunea stereo. În circuitele triodelor 6s19p sunt instalate două divizoare, care servesc la echilibrarea etajului de ieșire. Un rezistor la ieșire reglează „zero”, al doilea setează curentul de repaus al etapei de ieșire. Circuitul menține ieșirea la zero și curentul de repaus „fier”.
Cu o tensiune de intrare de 2,3 V, puterea de ieșire (cu două lămpi 6s19p) este de 5,5 W la o sarcină de 510 ohmi. Sensibilitatea este puțin mai mică decât de obicei și acest lucru poate fi considerat un mic dezavantaj al acestui amplificator fără transformator.
Sunet
Sunetul circuitului fără transformator s-a dovedit a fi foarte interesant. M-a surprins detaliul ridicat, complet necaracteristic pentru dispozitivele cu transformator tub. Era mai mult ca un amplificator cu tranzistor, dar cu căldură la tub. Atribuiesc acest lucru vitezei mari a acestui circuit și lățimii de bandă foarte largi. Poate că efectul este produs de inductanța mică a difuzorului de înaltă impedanță în comparație cu transformatorul de ieșire tradițional. La osciloscop, fronturile meandrei practic nu sunt tăiate până la o frecvență de 80 KHz.
Banda largă se observă mai ales la sunetul simultan al mai multor instrumente, care oferă un spectru dens de înaltă frecvență: chimvale, timpane, instrumente de suflat etc. Instrumentele sună separat și nu se amestecă împreună, ceea ce nu este rar la amplificatoarele cu transformator. Fund frumos strâns, și asta cu doar 5 wați la ieșire! Surprinzător... Nivelul distorsiunii intermodulației s-a dovedit a fi cu mult sub nivelul armonic, ceea ce este rar pentru circuitele cu tuburi. (Graphurile de distorsiune sunt afișate în fotografie). Amplificatorul s-a dovedit a fi „omnivor”, redă la fel de bine muzică de orice gen, iar numărul de armonici tub „gustoase” este foarte moderat și nu atrage prea multă atenție.
