Как готовить покемона.

[Конструктор]

Разработанная примерно в 2005-м году и опубликованная в 2006-м на старом "Аудиопортале" схема простого для повторения усилителя, к моему удивлению, получила, что называется, "большой общественный резонанс". Её много лет потом перетирали почти на всех, а может, и на всех аудиофильских форумах. Кто-то ругал, кто-то хвалил. Давали рекомендации по её улучшению, разрабатывали свои варианты на других лампах. Мне часто приходили письма - рассчитай схему под такую-то лампу. Что я понял, читая все эти сообщения - люди не просто не понимают, как работает эта, казалось бы, совсем простая схема. Они вообще не отдупляют, от слова "совсем".
В этой ветке я постараюсь объяснить, как на самом деле работает "Покемон" и подробно расскажу, как самому спроектировать такую схему.
Сразу приведу два рисуночка. Думаю, что все их видели.

Так вот, та картинка, что слева - это "Покемон". А та, что справа - "катодная обмотка". Обе эти схемы имеют право на существование, они обе самодостаточны и не требуют какого-либо комбинирования и улучшения. И, да, совершенно верно, я не изобретал ни одной из них. Я просто применил ту, что слева. Почему она мне больше нравится? По нескольким причинам.
1. В левой схеме я могу легко регулировать глубину ООС резистором. В правой - ничего регулировать не получится. Регулировать катодную обмотку сильно затруднительно. Что намоталось, то намоталось, и придётся с этим жить.
2. Любой схемотехник скажет, что инвертирующий усилитель на ОУ более устойчив и показывает лучшую переходную характеристику, чем неинвертирующий. Кроме того, применение обратной связи со вторичной обмотки трансформатора - та ещё засада. Достаточно посмотреть осциллографом реакцию усилителя на прямоугольный импульс. От выбросов на фронтах не избавиться, ввиду большой задержки в контуре ООС.

Продолжение следует...

Начнём с самого начала - с драйвера. На картинке ниже - классический триодный каскад с автосмещением на пентоде 6Ж51П (аналог EF184) в триодном включении. И схемка для измерения выходного сопротивления методом добавочного генератора. На графике - зависимость выходного сопротивления от частоты в омах. Видим, что выходное сопротивление чуть больше 4 кОм.
Продолжение следует ...


Теперь удаляем блокировочный конденсатор в цепи автосмещения, и смотрим, как изменилось выходное сопротивление. Оно стало 13.7кОм. Потому что катодный резистор стал теперь работать в контуре ООС по току, и наш каскад из усилителя напряжения стал ближе к источнику тока, управляемому напряжением. Запоминаем эту цифру - 13.7 кОм.

 

[alexsan]

«Покемон» Олега Чернышева в качестве первого лампового усилителя » Страница 3 » Журнал практической электроники Датагор

После здравых размышлений, курочить исправные радиолы ради сетевых и выходных трансформаторов я не стал. Какой либо экзотики по применяемым деталям схема не содержит, практически все «из тумбочки». Содержимое своей «тумбочки» я раздал более десятка лет назад при смене работы, поэтому храбро нырнул

datagor.ru

 

[Конструктор]

Теперь цепляем на выход этого каскада резистор номиналом 1.2кОм. Почему именно такой - объясню ниже. Подаём на вход сигнал 1кГц сначала 1вольт, потом 0.45. В первом случае - при таком входном сигнале будет начинаться клиппинг конечного усилителя. Во втором случае выходная мощность составит 1 ватт. Смотрим искажения. Ничего страшного не видим, обычный триодный спектр. Вторая гармоника меня не интересует - она скомпенсируется выходным каскадом. Интересует меня то, что не может быть исправлено - третья гармоника. Она составляет 0.13% и 0.025% соответственно. Запоминаем и эти цифры.

И сразу нашел недостатки, которые исправил по-своему.
Первый главный недостаток- малое усиление драйвера без шунта в катоде, к тому же драйвер просажен по нагрузке низким входным сопротивлением мощника.

Дядь Саш, не торопись. Читай дальше.

Теперь вспоминаем цифру 13.7кОм и начинаем моделировать выходной каскад. Индуктивность первички 20Гн, анодная нагрузка 8кОм. Выходная лампа 6П15П. Смотрим в транзиенте отношение амплитуд в точках А и В. Примерно 100:1. Это и есть коэффициент внутрипетлевого усиления - около 100. Теперь сопротивление резистора ООС 120 кОм делим на эти самые 100, и получаем импеданс схемы в точке B - 1.2кОм. Это нагрузка драйвера.

 

[Александр Бокарёв]

делал иначе, крутил резисторами ООС по нужным параметрам мощник, потом по результату сочинял к нему драйвер.
Для 6П3С-6П6С 30 вольт подавалось в мощник, он разгонял их до 240, на нагрузке 8 Ом выпадало 6 вольт

Теперь вспоминаем цифру 13.7кОм и начинаем моделировать входной каскад. Индуктивность первички 20Гн, анодная нагрузка 8кОм. Выходная лампа 6П15П. Смотрим в транзиенте отношение амплитуд в точках А и В. Примерно 100:1. Это и есть коэффициент внутрипетлевого усиления - около 100. Теперь сопротивление резистора ООС 120 кОм делим на эти самые 100, и получаем импеданс схемы в точке А - 1.2кОм. Это нагрузка драйвера.

6п15п вычеркивай, ток анода ее куриный. Внутреннее выше чем у 6п14п.

 

[Конструктор]

Прицепляем к схеме драйвер, смотрим сигнал на выходе при входном сигнале 1вольт. Полный размах во всё питание, начало клиппинга, выходная мощность чуть больше 4.5 ватт. Вторая гармоника где-то внизу, третья два процента. Вспоминаем , что доля драйвера в этих 2% - 0.13%. Т.е. этой доли практически не видно.


Смотрим, что при выходной мощности 1 ватт. Третья гармоника - 0.13%. Доля драйвера, как мы помним - 0.025%. Т.е. искажения выходного каскада опять превалируют, искажения драйвера мизерны. Понимаем, что не так страшен чёрт, как его малютка, и низкое сопротивление в нагрузке драйвера не должно нас пугать.

Ну это в симуляторе а наяву.

И это покажу. Это я лекцию по теории пишу.

 

[alexsan]

Что за лампа в драйвере.

 

[Конструктор]

Прицепляем к нашей модели трансформатор с коэффициентом трансформации 32:1, сопротивление первички постоянному току 150 ом, сопротивление вторички 0.15ом, индуктивность 20Гн. Это реальные цифры, примерно такой транс получается на железе EI76 от источника бесперебойного питания. Именно такой я сам мотал для этого усилителя. Сопротивление нагрузки 8Ом. Измеряем выходное сопротивление. На графике - выходное сопротивление в полосе звуковых частот в омах. 1.15Ом. Демпинг-фактор 7. Применять ли более габаритный трансформатор - решайте сами. Доля трансформатора в этом выходном сопротивлении - 0.3 ома. Увеличение трансформатора изменит характеристики усилителя незначительно.

Что за лампа в драйвере.

6Ж51П. По описанной методике можете попробовать любую другую.

 

[alexsan]

сопротивление первички постоянному току 150 ом

Это мало сопротивление минимум надо 450ом.

 

[юан8]

6п15п вычеркивай, ток анода ее куриный. Внутреннее выше чем у 6п14п.

под обычный 5к транс можно две параллельно

Это мало сопротивление минимум надо 450ом.

это транс гавно с 450ом

 

[alexsan]

Для одно такта,а сколько по твоему надо.

 

[Конструктор]

Теперь цепляем на выход нагрузку 8ом, заменяем конденсаторы на реальные величины - 1мкФ и 1000мкФ, добавляем антизвонные резисторы в сетки 6П15П (без них она будится, зараза - проверено при макетировании).
Снимаем АЧХ. По уровню -3дБ примерно 5...80 000Гц. Это тоже реальные цифры, полученные от готового в железе трансформатора. Не могу вспомнить, куда девал картинки с искажениямииз спектралаба, не покажу поэтому. Скажу только, что некоторое расхождение с теорией есть, но не фатальное. Порядок цифр примерно такой.
И надо понимать, что 5 Гц- это малосигнальная граница. В полный рост ниже 40Гц не будет. Но в реальных фонограммах ниже этой частоты идёт спад. 40Гц - это открытая струна контрабаса. Именно эту частоту я принимаю отправной при расчёте трансформаторов.

 

[юан8]

Для одно такта,а сколько по твоему надо.

не более 250ом на железе 6см легко 3800витков 0,25мм по лаку

 

[Конструктор]

Для одно такта,а сколько по твоему надо.

В параллельной ветке я писал, что с такими трансформаторами можно получить 3 ватта на 80 Гц. Если ваша АС - ширик на щите, нормально.

 

[юан8]

Снимаем АЧХ. По уровню -3дБ примерно 5...80 000Гц

а с 6ж9п в драйвере можете симульнуть
а в экранную сетку 6п15п тоже 1к ?меньше не катит?

 

[alexsan]

Что то пи..д твой симулятор у тебя даже нет падения напряжения на трансформаторе и резисторе 150 ом.

 

[Конструктор]

Что то пи..д твой симулятор

Докажите. И, пожалуйста, на "вы".

 

[юан8]

Что то пи..д твой симулятор у тебя даже нет падения напряжения на трансформаторе и резисторе 150 ом.

смотри лучше вверху 300в,150ом это обмотка все там падает

 

[Конструктор]

а в экранную сетку 6п15п тоже 1к ?меньше не катит?

Может, и катит. Я поставил от балды, заработало, и слава Богу.

По 6Ж9П. Лампы оказались очень близки по параметрам. Выходное сопротивление драйвера 13.65кОм, третья гармоника чуть больше - при входном сигнале 0.45 вольта 0.04%. Это несущественно, в искажениях выходного каскада утонет.


Режимы по постоянному току.

 

[СМЕРШ]

Любой схемотехник скажет, что инвертирующий усилитель на ОУ более устойчив и показывает лучшую переходную характеристику, чем неинвертирующий.

Я не любой, я не скажу. Я скажу, что это - невежественная ересь.

Я проектировал инверты и неинверты: никакой технической разницы, кроме той, что инверт низким входным сопротивлением провоцирует искажения источника сигнала, которых автрр не видит и отвечать за них не захочет.

От выбросов на фронтах не избавиться, ввиду большой задержки в контуре ООС.

Напротив, выброс обусловлен недокоррекцией усилителя и исчезает с её ужесточением.

То есть, с увеличением фазового сдвига на запаздывание, который некоторые невежественные люди называют задержкой, как в цифровых и прочих схемах, предназначенных для режимов большого сигнала.

Специально смотрел спектры триода и каскода-пентода, там ужас .

Что ты хотел? - лампы.

 

[Конструктор]

А вот он. Блок питания - выносной. В этом корпусе его нет.

 

[Rezvoy]

Всё весьма познавательно, но вот каким местом в сём опусе катодная обмотка - не уяснил!

 

[юан8]

а почему не ввести общую оос покемону с выходной обмотки,блокировочного кондера в катоде драйвера все равно нет? не большую 6дб

 

[Конструктор]

Теперь по выбору выходных ламп. Самые козырные варианты - 6П14П, 6П15П. У них самое оптимальное соотношение крутизны и мощности. Для увеличения мощности можно параллелить (я не пробовал). Для первой, при сопротивлении анодной нагрузки 7кОм получаем внутрипетлевое усиление около 70. Для второй - 100, как я показал выше. В первом случае у меня получалась глубина ООС немного меньше 20дБ, во втором - 22дБ. Соответственно, получаем низкое выходное сопротивление и низкие искажения.
С лампой 6П3С будет всё не так ажурно. Крутизна у неё гораздо меньше, номинальное сопротивление нагрузки тоже меньше. Даже если задрать анодное до 400 вольт, а сопротивление нагрузки взять 6кОм, то внутрипетлевое усиление будет меньше 30 (замерил в симуляторе - 27). Поэтому особых чудес от неё ждать не приходится. И в драйвер нужна лампа с высоким внутренним сопротивлением и высоким мю. 6Н9С, например. Вот что примерно получится при выходной мощности 1 ватт. Максимальная -10.

а почему не ввести общую оос покемону с выходной обмотки,блокировочного кондера в катоде драйвера все равно нет? не большую 6дб

Да я и так слушаю, и всё нравится. И потом, чувствительность усилителя - 1 вольт амплитудного (0.7 RMS). А я слушаю музыку с кассетного магнитофона. Akai GX-Z7000, если точнее. А у него выход всего 0.5 вольта на 0дБ. Убавить 6дБ, уже 2 вольта амплитудного будет.

 

[Aleph]

Всё весьма познавательно, но вот каким местом в сём опусе катодная обмотка - не уяснил!

По-моему там просто было пара слов для сравнения что одну ООС можно настраивать на ходу, а другая как сделал и всё.

 

[Конструктор]

Что делать, если хочется мощнее? Мотаем трансформатор пожирнее, и добавляем вторую лампу. Получаем 9 ватт примерно при тех же искажениях и выходном сопротивлении.
Вот с двумя лампами искажения на 1 ватт и 9 ватт. Скажу сразу - я так не пробовал. Мне и 0.5 ватта вполне комфортно на моей акустике. Но припоминаю, что кто-то лет 15 назад мне писал, что пробовал две 6П14П параллелить и ему понравилось.

 

[юан8]

а с трансом 200ом сколько на двух лампах(6п15п) выдаст?

 

[Конструктор]

а с трансом 200ом сколько на двух лампах(6п15п) выдаст?

Меньше с поправкой на величину кпд трансформатора. Около 8.3 ватта. Конечно, на двух лампах можно и РР замутить, но там схема сложнее, деталей больше. Начинающему труднее.

 

[юан8]

Начинающему труднее.

там транс мотать муторнее,а тут даже витки(первички) не надо считать,клади ровно слои и все
драйвер простой как 3коп

 

[Конструктор]

Продолжаю про тонкости этой схемы. Как я выше продемонстрировал, амплитуда напряжения на выходе драйвера при полной раскачке выходного каскада составляет всего 3 вольта. Что это даёт? Это даёт выигрыш по скорости нарастания выходного сигнала как минимум на порядок. Во-первых, потому что требования по максимальной скорости ниже - амплитуда маленькая. От обычного драйвера, работающего на каскад с катодной обмоткой понадобилось бы порядка 40 вольт. Макаров ради высокой скорости нарастания загонял драйвер в режим больших токов. Во-вторых, импеданс входной цепи у выходной лампы всего 1.2кОм. Постоянная времени с входной ёмкостью выходного каскада получается в десятки и сотни раз меньше. Так же это позволяет уменьшать резистор утечки в сетке выходной лампы. В схеме на 6П36С с фиксированным смещением я делал этот резистор равным 22кОм. Конденсатор, соответственно, был 4мкФ.
А что по искажениям? Давайте посмотрим на искажения драйвера с выходным напряжением 40 вольт.
У ненагруженного драйвера на амплитуде 40 вольт искажения нифига не ниже. Они даже немного выше, чем на нагрузке 1.2кОм! Третья гармоника 0.17% против 0.13%

 

[СЮТ]

Олег, приветствую! Что скажете о такой схеме?

Она уже пять лет работает, звук радует. Трансы выходные от Василия (Карта).
Хотелось бы комментарий Конструктора Покемона!))...