Усилитель "Бриз", ИТУН на "IRF"

[Святослав_]

Жаль, тема усилителей с высоким выходным сопротивлением не востребована настолько, как она этого заслуживает.
Но все же имеет место быть.
Предлагаемая схема достаточно отработана, давно в ходу. На мелкой серии.
На входе использованы комплементарные пары мелких JFET. Пример пары в таблице вложения.
Входные двухтактные комплементарные пары для этого усилителя очень хорошо подбираются из таких транзисторов:
n-канал....р-канал
КП303Д - 2SJ103GR;
BF245F - 2SJ103GR;
2SК246GR - КП103ЛР(КП103Л).
Выходное сопротивление усилителя, без учета резистора R23, аж целых 600 Ом.
Выходной ток усилителя пропорционален входному напряжению, в отличие от обычных усилителей, в которых выходное напряжение пропорционально входному, с жестко фиксированным коэффициентом передачи.
Работает совместно с согласованной акустикой.

У варианта с питанием + 25 В, с использованием на выходе IRF9640/IRF630, токе покоя 470 мА, измерено Кг 0,92%, Ки 0,94% при выходном напряжении 5 В и нагрузке 5 Ом. Вторая и третья гармоники в спектре преобладают, четвертая и пятая гораздо ниже, остальные ниже уровня шума (см. вложение). И это все получилось на обычных ключевых полевых транзисторах. Выходные транзисторы не подбираются, их различие устраняется при настройке схемы. Усилитель очень эффективно использует напряжение питания.
Настройка включает и компенсацию разницы в частотных свойствах плеч усилителя.
Все каскады, кроме выходного, работают в невыключающемся режиме.
На пороги клиппинга, при выходном напряжении 10,2 В, Кг 3,0%, Ки 3,5%, спектр спадающий.
Клиппинг очень мягкий, малозаметный.
У этого варианта выходная мощность 25 Вт/ 8 Ом, полоса большого сигнала 10 Гц - 200 кГц, сигнал/фон -78-84 дБ, сигнал/шум (МЭК А) -95 дБ. Постоянное напряжение на выходе 5...25 мВ.
Ку на нагрузке 8 Ом 40.
.

 

[Святослав_]

Примеры подбора входных пар полевых транзисторов, представленные графически.
В схеме эти транзисторы работают при низких уровнях напряжения на всех электродах, притом во включении с ОС, с местной отрицательной обратной связью. Так что разница между ними будет еще больше нивелирована.
Большого количества транзисторов для подбора пар не потребовалось.
.

.
"Табличный" пример подбора пар пользователем, повторяющем конструкцию.
При 1,5 мА у верхней пары девиация крутизны 3%, девиация напряжения смещения 0,4%, для нижней пары 5,3% и 3% соответственно.
Рабочая точка у этих пар оптимальна в диапазоне токов стока 1...1,5 мА.
.

 

[Святослав_]

Пример неудачного подбора пар. Только по равенству начальных токов, или только по равенству токов в рабочей точке смещения.

 

[Святослав_]

Пример обвязки широкополосного динамика для работы от токового усилителя (ИТУН).
Сам по себе динамик должен быть с достаточно низкой индуктивностью, с удвоением минимального значения импеданса на частотах выше звукового диапазона. F2z ≥16...20 кГц.

Без обвязки цепочкой Цобеля-Буше (R1C1) динамик будет иметь излишний подъём на высоких частотах. Без режекторного фильтра, настроенного на резонанс в оформлении (R2L1C2) динамик "гудит" на низких частотах.
Выходное сопротивление источника сигала, которое "ощущается" динамиком, в диапазоне 150 Гц - 15 кГц изменяется от 15,5 до 130 Ом, с максимумом на 1,5 кГц. Ниже 200 Гц и выше 12,5 кГц оно уменьшается. На частотах этого "коридора" динамик под токовым управлением.
Обвязка динамика не мешает работать ему и от усилителя "ИНУН", с обычным, низким выходным сопротивлением.
ШП головка в такой обвязке может применяться для корректного сравнения усилителей с любым выходным сопротивлением.
В общем, задача обвязки в выравнивании импеданса до "резистивного" вида.

 

[Александр Бокарёв]

Пример обвязки широкополосного динамика для работы от токового усилителя (ИТУН).
Сам по себе динамик должен быть с достаточно низкой индуктивностью, с удвоением минимального значения импеданса на частотах выше звукового диапазона. F2z ≥16...20 кГц.

Без обвязки цепочкой Цобеля-Буше (R1C1) динамик будет иметь излишний подъём на высоких частотах. Без режекторного фильтра, настроенного на резонанс в оформлении (R2L1C2) динамик "гудит" на низких частотах.
Выходное сопротивление источника сигала, которое "ощущается" динамиком, в диапазоне 150 Гц - 15 кГц изменяется от 15,5 до 130 Ом, с максимумом на 1,5 кГц. Ниже 200 Гц и выше 12,5 кГц оно уменьшается. На частотах этого "коридора" динамик под токовым управлением.

Посмотреть вложение 53217

Верно все, кроме одного нюанса. У динамика есть некая частота электромеханического резонанса. На которой импеданс проваливается до минимального, ниже указанного в паспорте. Эта частота обычно в районе 150-250 герц . На этой просадке импеданса видимо и обваливаются многие усилители, рассчитанные на среднепотолочную красивую нагрузку типа 8 Ом. А там вместо 8- аж три Ома. И вместо звука слушим хрипы .
На АЧХ динамика для токового усилителя можно ожидать такой же ямы, но к счастью. сама эта частота на слух достаточно паскудная, и если там провал , то звуку только лучшеет.

 

[Святослав_]

Токовому усилителю такая яма "по барабану", он отдаст ей строго положенный ток, мгновенно и пропорционально снизив выходное напряжение. При КЗ выхода ток будет все тем же, заданным напряжением на входе.
Резкое повышение импеданса может быть критично, если усилитель при этом влетит в клиппинг. но и там выручит "ламповая" мягкость клиппинга безоосника.
Как правило, провал импеданса в "яме" электромеханического резонанса ШП головки не превышает 15...20% от сопротивления на полочке выше него. Но в многополосках, в некоторых точках диапазона, запросто проваливается в разы. Притом фирменность ФирмЫ, спроектировавших такую АС, ничего в этом плане не гарантирует.

Кстати, многие "ламповики" очень не любят измерять Rout своих усилителей. Чаще указывают сопротивление вторички ТВЗ постоянному току. Хотя она работает по переменному.
Похоже, сильно стесняются степени "итунистости" своих УМЗЧ.

 

[Александр Бокарёв]

Токовому усилителю такая яма "по барабану", он отдаст ей строго положенный ток, пропорционально снизив выходное напряжение.
Резкое повышение импеданса может быть критично, если усилитель при этом влетит в клиппинг. но и там выручит "ламповая" мягкость клиппинга безоосника.
Как правило, провал импеданса в "яме" электромеханического резонанса ШП головки не превышает 15...20% от сопротивления на полочке выше него. Но в многополосках, в некоторых точках диапазона, запросто проваливается в разы. Притом фирменность ФирмЫ, спроектировавших такую АС, ничего в этом плане не гарантирует.

Искренне согласен со всем, вами сказанным. жму руку.

 

[Rezvoy]

Даже пентодник без ООС о-очень далёк от ИТУН.

 

[Святослав_]

Собственно, "Бриз" и есть "пентодник" без ОООС, только на полевых "камнях".
Есть еще один проект ИТУН, которому не получилось пока уделить должного внимания. Там на выходе работают ИРФ-ки, включенные с общим затвором, а на входе лампочка. Наверняка выходное за килоомы.

В пику им спроектировал "триодник" РР по баллону 6Н5С в плечо ВК, вроде бы по всем книжным заветам.
ТВЗ на базе ТСШ-170. Сечения провода на вторичку не пожалел.
В итоге получил усилитель с Rout=8,5 Ом, и это для работы на акустику 6...8 Ом.
При работе на трехполоску 6 Ом номинального, которая с фильтрами под ИТУН, на средних частотах разницы между ним и "Бризом" практически не было. А на краях диапазона ламповый заметно уступал.
Этот усилитель получился громоздкий, сложный, останется в единственном экземпляре, он на фото слева внизу. Оставшиеся запасы 6Н5С будут выступать в безтрансформаторных "цирках". Им это должно понравиться.

 

[Rezvoy]

Одна из самых неудачных ламп даже для РР. Для цирков нормально. Из всех стабилизаторных только 6с19п оставили однозначно хорошее впечатление. Хотя по первости 6с33с ух как здорово ! Аж на двух в параллель делал, в камне и золоте 🤪

 

[Святослав_]

6Н5С и по паспорту имеет назначение работать катодным повторителем в стабилизаторах.
Звуковое применение в РР схемах наверняка прицепили ей "в нагрузку", как вторичное.

Цены на новые 6С33С давно уже покусываются. Раздобыл штук семь. В планах выбрать из них две пары, собрать один стерео безтрансформаторный "цирк" и на этом с ними все.
Не покорить этот "Эверест" любому ОТЛьщику просто нельзя, хотя бы для изучения ради, а в серию пустить - громоздко и накладно. Да и замены этим лампам нет.

Приятель делал на 33-й SE один моноблок, на заказ. Теребовалось именно моно.
Весьма грамотный специалист. Но второй такой блок делать не будет, принципиально, как и вообще работать с 6С33С.

 

[Rezvoy]

Я после пятой конструкции завязал. Последняя была СРПП и слила 19шке под чистую. Тогда же проверял 13, 5 и 41.

 

[Алексей1]

У динамика есть некая частота электромеханического резонанса. На которой импеданс проваливается до минимального, ниже указанного в паспорте. Эта частота обычно в районе 150-250 герц . На этой просадке импеданса видимо и обваливаются многие усилители, рассчитанные на среднепотолочную красивую нагрузку типа 8 Ом. А там вместо 8- аж три Ома.

На частоте резонанса импеданс динамика максимальный.
Ни на какой частоте импеданс не бывает ниже активного сопротивления катушки.

 

[Rezvoy]

Ни на какой частоте импеданс не бывает ниже активного сопротивления катушки.

Самые ценные сведения за весь период вещания.

 

[Алексей1]

А там вместо 8- аж три Ома.

Вот эти сведения во много раз ценнее. Но вы их как-то пропустили.

 

[Александр Бокарёв]

На частоте резонанса импеданс динамика максимальный.
Ни на какой частоте импеданс не бывает ниже активного сопротивления катушки.

Резонансы они разные бывают, если вовремя взглянуть в нужную книгу.
Электрический это одно, электромеханический- другое . И на обоих сдвиг фазы между током и напряжением нулевой.

Токовому усилителю такая яма "по барабану", он отдаст ей строго положенный ток, мгновенно и пропорционально снизив выходное напряжение. При КЗ выхода ток будет все тем же, заданным напряжением на входе.
Резкое повышение импеданса может быть критично, если усилитель при этом влетит в клиппинг. но и там выручит "ламповая" мягкость клиппинга безоосника.
Как правило, провал импеданса в "яме" электромеханического резонанса ШП головки не превышает 15...20% от сопротивления на полочке выше него. Но в многополосках, в некоторых точках диапазона, запросто проваливается в разы. Притом фирменность ФирмЫ, спроектировавших такую АС, ничего в этом плане не гарантирует.

Кстати, многие "ламповики" очень не любят измерять Rout своих усилителей. Чаще указывают сопротивление вторички ТВЗ постоянному току. Хотя она работает по переменному.
Похоже, сильно стесняются степени "итунистости" своих УМЗЧ.

Не могут измерить, вот это правильнее.А измерив и ужаснувшись, уходят под корягу .

 

[Святослав_]

Да там измерять-то, что пару раз чихнуть. Основательные "ламповики", как правило, тщательно меряют лампы, режимы, тщательно их выбирают. Серьезно относятся к измерениям. Не в пример "транзисторщикам", которые приучены к схемам, для которых, типа, не нужно подбирать детали. Ну типа, будут нормально звучать на каких угодно компонентах, а все решает суперсхема и глубокая ОООС.

Уход под корягу ведь не сбивает ламповиков с лампового пути. Но вот на чуть более основательно утрясти стык с АС, как-то смотрят косовато. Часто просто перебирают акустику, в поисках той, которая "споется".
И находят.

 

[Алексей1]

. И на обоих сдвиг фазы между током и напряжением нулевой.

Какой резонанс ни придумай, полное сопротивление 8 омного динамика не будет 3 ома.

 

[Святослав_]

У импортных динамиков встречается такое, что Re динамиков больше соответствует шестиомному, чем восьмиомному. А по паспорту 8 Ом.
Наши 75ГДН-1-4 и 100ГДН-3-8 с Re 2,9 Ом и 5,5 Ом соответственно, что обычное явление.
В многополоске столько возможностей для резонансов, что импеданс на некоторых участках диапазона запросто может провалиться до четверти от номинального сопротивления АС.
Что заставляет проводить тестирование работы усилителя, рассчитанного на 4 Ома нагрузки, на нагрузку в один Ом. В качестве примера Н. Сухов, и его УМЗЧ ВВ.

 

[Александр Бокарёв]

Какой резонанс ни придумай, полное сопротивление 8 омного динамика не будет 3 ома.

С собачим убогим фильтром нч и ниже рухнет. Впервые что ли ? Удивляетесь на любую новость. Впечатлительный такой, аж прямо.

 

[Святослав_]

Трехполоска ЗЯ с фильтром под токовое управление.
ВЧ головка 10ГД-20 от 35АС-021 "Эстония". СЧ купольный, "НЕКО" Р4302, диаметр купола 52 мм. Две низкочастотные головки - доработанные "немцы", диаметром 160 мм. У них отличный диффузор и мягчайший резиновый подвес, но был слабый "мотор". Усилил его сменой магнитной системы и новой звуковой катушкой большего диаметра на фольговом каркасе.
Фильтр последовательный. Частоты разделения 600 и 6000 Гц.
За основу для расчёта взяты стандартные формулы:

С=112000/FгрZг; L=224Zг/Fгр (Единицы величин: Гц, Ом, мкФ, мГ)


С1L1R1R2 фильтр ВЧ звена, второго порядка. С2L3С5R3R4 - фильтр низких и высоких частот среднечастотного звена, L2С7 - режекторный фильтр на резонанс СЧ головки. R5С3 - цепочка Цобеля-Буше, выравнивающая импеданс НЧ звена, работает в помощь ФНЧ первого порядка на С4. R4L4С6 - режекторный фильтр на резонанс НЧ головок в корпусе. R6 - регулятор добротности, при значении 9 Ом получается наиболее плоская АЧХ передачи фильтра (при Rg=150 Ом).

 

[Святослав_]

Статья, по сравнению работы динамика от ИТУН и от ИНУН.

ИТУН vs ИНУН

 

[Святослав_]

На фото заводской фильтр 15АС-109 "по напряжению", справа - токовый.
О деталях. C1 марки К73-16, С2 составлен из двух К73-16, по 10 мкф. С3- два встречно включенных по 1000 мкФх35В. L2 намотана на том же каркасе, что и был, но проводом 0,53, 14 слоёв, витков 602. Сопротивление постоянному току 3,0 Ом, что позволило отказаться от добавочного отдельного резистора, и уменьшило размер дросселя.
Сердечник из пластин трансформаторной стали, до заполнения.
L1 без изменений.
Частота раздела 5 кГц.
Как видно, токовый фильтр (фото 2) объёмом меньше прежнего. На низкочастотном звене в качестве фильтра работает цепочка Цобеля-Буше С2R3. Проверялся с усилителем "Бриз". Звук детальный, чистый, ровный, сбалансированный. По ламповому "тёплый", без "отсебятины".
10ГДВ-2 апгрейдированы, установлены новые подвижки: купола из натурального шёлка, ЗК на Аl фольге, термостойкий провод и клей. Резонансы Fs пары: 2970 и 2720 Гц.
25ГДН-3 доработаны, установлена более мощная ЗК, намотанная термостойким проводом, каркас из фольги.
Внешний вид ""Веги" оставлен без изменений, так пожелал их владелец.

 

[Дмитрий Рутковский]

Электрический это одно, электромеханический- другое . И на обоих сдвиг фазы между током и напряжением нулевой.

Ещё есть механический, как у любой колебательной системы. Качнул подвижку, хотя бы рукой, и она болтается на своём механическом резонансе.
Один Питерский спец. по акустике так резонанс и определяет. Постукал, послушал и определил. Проверяли, в ± 1 Гц попадает.
Правда не понятно кто что мерит и у кого точнее, потому что при подключении динамика к различным усилителям с разными выходными характеристиками измерение проводится электромеханического резонанса, который отличается от механического из-за влияния электрической составляющей со своими ёмкостями, индуктивностями и сопротивлениями входными и выходными. Ещё провода что-то привносят. Без всей этой мишуры точные данные даёт только отклик на механическое воздействие (не путать с самим воздействием).

С собачим убогим фильтром нч и ниже рухнет. Впервые что ли ?

Поэтому существуют противники фильтров. Без фильтров ниже Re не рухнет. Кроме как на резонансе. Там динамик работает как генератор. Качнулся в одну сторону, если сигнал закончился, то динамик будет в усилитель ещё много периодов выдавать переменку с частотой около Fs. Какое сопротивление покажет прибор если быстро на него переключить - страшно представить. Если прибор стрелочный - стрелка будет метаться туда-сюда с равной амплитудой по обе стороны от нуля.

 

[Святослав_]

Испытание переходов полевых транзисторов на пробойное напряжение переходов, начиная с 28 сообщения.
Поставлю ссылку здесь, чтобы не потерялась.

Германиевый усилитель "Троян". С ВК на очень НЧ транзисторах.

Коллективная работа.Разрабатывался для использования ну очень низкочастотных (по справочникам, низкочастотных)) мощных комплементарных германиевых транзисторов. Схема сверхстабильна по теплу. Как и в германиевых цирклотронах, отсутствует сквозной ток выходного каскада. Книжная...

ldsound.club

Коллеги, как насчет такого вот спектра у драйвера? -
Пусть пока, на время, схема и детали будут загадкой, но интересно, кто что о них скажет, какие будут предположения?

 

[Святослав_]

Можно и для этой схемы посчитать "естественный" спад из-за входных емкостей, и ну очень большого сопротивления РГ в сто килоом.
Резистор в среднем положении 25 кОм. Входная емкость двух параллельно включенных переходов истоковых повторителей будет примерно 2Сзи(1-Ки)=2х20х0,5, плюс паразитная емкость монтажа 10 пФ и плюс емкость сток-исток 8 пФ, итого имеем 38 пФ.
Получаем срез фильтра на частоте не ниже 167 кГц. В реальности, как видно из описания, больше.

 

[Meshin]

В общем, задача обвязки в выравнивании импеданса до "резистивного" вида.

Нечто подобное мне встречалось на входе в разделительный фильтр "Pioneer CS-100".

 

[Святослав_]

Похоже, разработчикам понадобилось сделать эти АС более универсальными.
Для работы с совсем разного типа усилителями.

 

[Юджин Кинг]

собрать один стерео безтрансформаторный "цирк" и на этом с ними все.
Не покорить этот "Эверест" любому ОТЛьщику просто нельзя, хотя бы для изучения ради, а в серию пустить - громоздко и накладно.

Собирал когда то цирклотрон (журнал РадиоХобби N04, 1998 г., стр 12) только на трёх запараллелиных 6С33С в плече. Выходная мощность была 100 Вт на 8 Ом. Ни каких преимуществ перед трансформаторными схемами я не обнаружил, только одни недостатки, поэтому совет: не связываться с OTL в общем и с 6С33С в часности.

 

[Александр Бокарёв]

Собирал когда то цирклотрон (журнал РадиоХобби N04, 1998 г., стр 12) только на трёх запараллелиных 6С33С в плече. Выходная мощность была 100 Вт на 8 Ом. Ни каких преимуществ перед трансформаторными схемами я не обнаружил, только одни недостатки, поэтому совет: не связываться с OTL в общем и с 6С33С в часности.

А! Бесполезно. Найдется ценитель этого решения. Ему-нравится и идите все лесом. чхать на ваш демпфинг фактор.