⚡️Транзисторный усилитель SRPP | radiochipi.ru
На чтение 4 мин Опубликовано Обновлено
В выходных каскадах усилителей мощности иногда применяют довольно старый вид активной нагрузки в виде резистивной вольтодобавки [1]. Утверждается, что такая нагрузка дает лучшее качество звука, чем транзисторный генератор тока, несмотря на несколько большие нелинейные искажения.
А в схеме усилителя из [2] автор использовал в качестве нагрузки транзисторный генератор тока, но с динамическим изменением величины тока, пропорционально выходному току. В обоих случаях работа однотактного усилительного каскада приближается к двухтактному, что улучшает линейность за счет снижения нагрузки на основной транзистор. В повторителе с обычным генератором тока при изменении входного напряжения ток основного транзистора поддерживается неизменным за счет пропорционального изменения сопротивления транзистора в генераторе тока.
Но такая стабильность тока наблюдается только в отсутствие нагрузки, т.е. в режиме холостого хода. При нагрузке повторителя часть тока ответвляется в нагрузку, и диапазон изменения тока основного транзистора становится больше, чем у генератора тока. Модуляция генератора тока приводит к противофазному изменению тока, так что основной транзистор обеспечивает ток в нагрузке без увеличения протекающего через него тока.
Таким образом, повышается линейность повторителя, поскольку его работа под нагрузкой приближается к режиму холостого хода.В транзисторном усилителе напряжения, описанном в [3], использованы три однотактных каскада, что ухудшает линейность и увеличивает долю четных гармоник. Для повышения линейности усилителя изменена схема генератора тока в дополнительном повторителе перед усилительным транзистором.
Теперь он выполнен на двух транзисторах VT1 и VT3 (рис.1), что обеспечивает возможность управления током. Для этого в базу VT1 через цепь R11-C4 подведена переменная составляющая сигнала с эмиттера усилительного транзистора VT6.
Из этой же точки замыкается местная ООС через ОУ DA1, поэтому сигнал в ней достаточно точно соответствует входному, и модулирование им генератора тока не должно увеличивать нелинейные искажения.
Генератор тока на двух транзисторах можно представить как инвертирующий усилитель с эквивалентной схемой, показанной на рис.2. Его коэффициент усиления равен,
а ток определяется падением напряжения на R4. В усилителе из [2] коэффициент усиления генератора тока равен единице, что, видимо, связано с тем, что он используется в качестве нагрузки усилительного транзистора.
В предлагаемой же схеме на генератор тока нагружен повторитель VТ2 (рис.1), поэтому слышимые изменения в звуке появлялись только при коэффициенте усиления 5 и более, однако при Кu>10 уже возможны ограничения сигнала на большой громкости. Введение модуляции генератора тока приводит к “очищению” звука, и даже на малом расстоянии от динамика при большой громкости исчезает ощущение его “махровости” и “окрашенности”.
Предлагаемые изменения в усилителе напряжения проще всего сделать, разместив вновь вводимые элементы (выделены пунктиром) на дополнительной плате (рис.3). Подключение и настройка платы аналогичны описанным в [3]. В качестве VT1 желательно подобрать транзистор с коэффициентом передачи тока не менее 400, чтобы не было слишком большим падение напряжения на резисторе R9.
Подвергся модернизации и выходной повторитель, но сделано это несколько по-другому. В генератор тока и повторитель добавлены транзисторы, включенные по схеме Дарлингтона, и резистор R17, разделяющий светодиод HL1 и базу составного транзистора. Таким образом, появилась возможность подключить к базе VT10 модулирующий сигнал.
Съем модулирующего сигнала производится с базы усилительного транзистора VT6 через цепочку R18-C6. Сопротивление резистора R18 зависит от коэффициента передачи тока составного транзистора VT10- VT11 и подбирается минимально возможным, при котором еще отсутствует ограничение сигнала на максимальной громкости.
Дополнительные элементы VT8, VT10, R15, R17, R18 и С6 смонтированы навесным способом со стороны печатных проводников монтажной платы. Ток, потребляемый 2-канальным усилителем напряжения, не превышает 10 мА, поэтому для питания его можно использовать малогабаритный преобразователь напряжения, вырабатывающий необходимые 160 В.
При проверке усилителя я использовал тестовый диск «Аудиохобби» и музыкальные записи различныхный жанров. При прослушивании данный усилитель с оконечным усилителем тока с режимом “А+” отчетливо воспроизводит сигнал с частотой 1 кГц с уровнем -80 дБ с тестового диска, а при воспроизведении двухтонального сигнала слышны только основные частоты 10 и 11 кГц, а тон с разностной частотой 1 кГц практически отсутствует.
Такие же результаты получены и с ламповым SRPP-усилителем из [3], но на музыкальном сигнале транзисторный усилитель точнее воспроизводит тембры инструментов. Для тех, кто захочет повторить данный усилитель “с нуля”, предлагаю полный чертеж печатной платы с учетом описанных в статье доработок (рис.
⚡️Усилитель напряжения на каскаде SRPP
На чтение 6 мин Опубликовано Обновлено
Часто в литературе указывается на то, что основные искажения в УМЗЧ вносятся выходными транзисторами как наименее быстродействующими. Но это утверждение, на мой взгляд, справедливо только для усилителей с глубокой общей отрицательной обратной связью.
В них на выходные транзисторы подается сигнал импульсного характера очень сложной формы, являющийся результатом вычитания неискаженного входного сигнала и сигнала с выхода усилителя со всем “букетом” искажений от усилительных и оконечных каскадов. Использование раздельного усиления сигналов по напряжению и по току без общей ООС показывает, что основные искажения возникают в усилителе напряжения.
Оконечный усилитель тока, работающий в режиме повторителя, генерирует, в основном, переключательные искажения, уровень которых даже в режиме класса “В” обычно не превышает 0,1% и эффективно устраняется переводом в режим класса “А” или “А+”.
В этом случае на оконечный усилитель тока приходит сигнал, близкий к синусоидальному, хотя и искаженный усилителем напряжения.
Сюда добавляются гармоники этого сигнала, которые по форме также являются синусоидальными, и с ними легко справляются даже медленные выходные транзисторы. Поэтому основная задача получить усиленный по напряжению сигнал с минимальными искажениями.
- транзисторный с неглубокой общей ООС [1, рис.5];
- ламповый резистивный каскад с катодным повторителем на выходе [2. рис.1];
- трансформаторный усилитель [3];
- классический ламповый SRPP- каскад с автосмещением на лампе 6Н23П (4].
Все варианты усилителей напряжения подключались к мощному усилителю тока, работающему в режиме класса “А” [3]. Такой оконечный каскад позволяет очень четко определить разницу в звучании всех тестируемых усилителей, а также изменения в звуке при регулировке режимов.
Что касается переключательных искажений, то с описываемыми усилителями напряжения при переводе оконечного усилителя тока в режим класса “В” (на выход подключен только усилитель следящего питания) в одном из каналов, Очень трудно определялась разница в качестве звука.
В итоге, я пришел к двум схемам, которые и предлагаю на суд читателей. Одна рассчитана на “лампадников”, предпочитающих “сочный”, “насыщенный” звук, а другая — для любителей “чистого и прозрачного”.
Первая схема (рис.1) представляет собой модернизированный SRPP-каскад, заимствованный из [5]. Усилительным элементом в нем могут быть двойные триоды 6Н23П, 6Н1П, 6Н2П, 6Н6П. Как известно, звучание ламповых схем очень сильно зависит от режима ламп по постоянному току.
Для обеспечения поиска “желаемого” звука в схему введены три практически независимые регулировки:
- анодного напряжения;
- фиксированного смещения на сетке усилительного триода;
- тока покоя.
Использование фиксированного смещения позволило устранить катодный резистор и конденсатор большой емкости для шунтирования этого резистора по переменному току, как это делается в классическом SRPP-каскаде.
Источник тока на транзисторе VT1 и диодах VD1, VD2 обеспечивает стабильный анодный ток через оба триода. Величина этого тока регулируется резистором R5 в пределах 1,5…7 мА.
Анодное напряжение подается от стабилизатора [2], обеспечивающего плавное его нарастание при включении и регулировку резистором R10 в пределах 100…220 В. Для удобства регулировки все подстроечные резисторы желательно вывести на верхнюю панель шасси.
Использование качественных многооборотных резисторов позволяет производить все настройки при включенном усилителе и сразу оценивать их влияние на качество звука. Накал лампы лучше осуществлять выпрямленным и стабилизированным напряжением (6 В). Напряжение фиксированного смещения (0. ..5 В) формируется из -15 В, которое используется для ОУ интеграторов в оконечном усилителе тока.
Монтаж усилителя осуществляется навесным способом с использованием лепестков ламповой панельки и дополнительных контактных площадок в виде небольших квадратиков из фольгированного стеклотекстолита, приклеиваемых на шасси со стороны монтажа в нужных точках.
Стабилизатор напряжения собран на печатной плате, чертеж которой приведен на рис.2.
Вторая схема усилителя напряжения является “твердотельной” и выполнена на “советских” комплектующих: ОУ К157УД2 и транзисторах КТ940А (рис.3). Высокая линейность ламповых SRPP-каскадов общепризнанна, поэтому я решил применить аналогичное решение и в транзисторном каскаде. Использование в качестве усилительного элемента “источника тока управляемого напряжением” на DA1 и VT1, а также высоковольтное питание транзисторов заимствованы из [6].
Вместо резистивной нагрузки включена динамическая на транзисторах VT2 и VT3. Чтобы дополнительно повысить нагрузочную способность усилителя, введен выходной эмиттерный повторитель\/Т4 с источником тока в нагрузке VT5. Высокая линейность усилителя обеспечивается охватом глубокой ООС через DA1 самого нелинейного элемента транзистора VT1 и созданием облегченных условий работы с использованием динамической нагрузки в виде составного эмиттерного повторителя VT2, VT3.
Для расширения области линейной работы усилительного транзистора усилитель питается высоким (160 В) “ламповым” напряжением. Так как усилитель не охвачен общей ООС, то коэффициент усиления зависит от коэффициента передачи тока транзистора VT1, поэтому их желательно подобрать в обоих каналах одинаковыми. Точную подстройку усиления обеспечивает резистор R3.
Изменяя его сопротивление (от 0 до 2,2 кОм) можно компенсировать разницу усилений до 6 дБ. При подключении усилителя к ламповому оконечному каскаду можно исключить выходной эмиттерный повторитель на VT4. VT5 и повысить напряжение питания транзисторов до 300 В. Для раскачки двухтактного лампового “оконечника” подойдет фазоинверсный усилитель из [6].
Высоковольтное питание транзисторов осуществляется от того же стабилизатора, что и лампового SRPP. В принципе, для транзисторов источник можно упростить, т.к. транзисторам не требуется плавное нарастание напряжения и его регулирование. Цепь R7-C3 совместно с R6-C2 обеспечивает подъем низких частот в диапазоне 40 .
.80 Гц на 6 дБ. Если это не требуется, то для устранения подъема достаточно увеличить емкость С2 на порядок.
При необходимости можно уменьшить коэффициент усиления каскада либо заменой транзистора VT1 с меньшим коэффициентом передачи тока, либо введением резистора R8, который с R7 образует делитель переменного напряжения в базе составного эмиттерного повторителя. Для двухканального усилителя напряжения разработана печатная плата, изображенная на рис.4.
В схеме на рис.3 роль стабилитрона VD1 в эмиттере VT1 заключается в гашении избытка отрицательного напряжения. В сигнальной цепи использование стабилитрона, в общем-то, нежелательно из-за его повышенной “шумности”. Его можно исключить, заменив резистором сопротивлением 6.8…7,5 кОм и увеличив тем самым глубину местной ООС транзистора VT1.
Лучшим выходом является использование источника тока на полевом транзисторе VT6 с резистором R13 в цепи истока для подбора необходимой величины тока VT1 (рис.5). Чтобы не вносить изменений в печатную плату усилителя, эти элементы можно разместить на дополнительной маленькой плате (рис.
6), которую установить на место стабилитрона на жестких выводах перпендикулярно основной плате, а вместо R10 запаять перемычку.
Подбор R13 удобнее произвести отдельно. Для этого подключить плату через миллиамперметр к источнику -15 В и изменением сопротивления R13 (вместо него включить переменный резистор сопротивлением 1 кОм) добиться показаний миллиамперметра 1.4 мА. В заключение хотелось бы сказать, что хотя “на вкус и цвет (я добавлю — и на звук) товарищей нет”, мне больше нравится звучание транзисторного усилителя.
Читайте также статьи: усилитель звука
| ||||
19 ноября 2004 г. Превращение стекла в кремнийДва читателя написали, спросив, что произойдет, если схемы электронных ламп превратить в твердотельные схемы, будут ли они звучать одинаково? Хороший вопрос.  Ответ зависит от топологии и степени, в которой фундаментальные различия в режиме работы твердотельных устройств и работы триодов влияют на результат. Один быстрый ответ может заключаться в том, что результаты будут аналогичны тем, которые будут давать пентоды в той же топологии схемы.Кстати, если вы не знаете, МОП-транзисторы доступны в режиме истощения: они могут проводить ток при отрицательном напряжении затвор-исток, как триод или пентод. Другими словами, истоковый резистор можно использовать для самосмещения MOSFET, опять же, подобно триоду или пентоду. Эти устройства доступны в версиях для высокого напряжения и малой мощности. Пример см. в PDF-файле DN2530. Обратите внимание, как МОП-транзистор потребляет 0,5 А при 0 вольт затвор-исток. Это сходство со смещением трубки может значительно упростить переход от вакуума к кремнию. Тем не менее, полевые МОП-транзисторы не имеют сопротивления стока, потому что триод имеет сопротивление пластины. Транзистор СРПП Два транзистора образуют небольшой двухтактный усилитель, в котором используется петля обратной связи для снижения искажений и выходного импеданса, а также для поддержания рабочих точек постоянного тока. Два диода — 1N914, и они позволяют смещению постоянного тока подавать управляющий сигнал на верхний транзистор. Емкость входного разделительного конденсатора в большинстве случаев можно уменьшить до 0,22 мкФ без потери басов. Я придумал эту схему, когда проходил несколько миль на работу и слушал свой портативный проигрыватель компакт-дисков, который не мог выдать достаточно мощности, чтобы подавить надоедливые уличные шумы. Насколько хорошо это работает? Вот симуляция SPICE: При искажении 0,1% при выходном напряжении 1 вольт это неплохой маленький усилитель. Если номинал центрального резистора (резистор между эмиттером и коллектором) выбран тщательно, четные гармоники могут быть дополнительно уменьшены, но почему? 17 ноября 2004 г. Специальное применение для усилителя GomesВ прошлый раз мне пришлось сократить сравнение между Gomes и усилителем Aikido (по обычным причинам: нехватка времени и блог слишком долго работал). Я указал, что усилитель Gomes хуже всего работает с нагрузкой с низким сопротивлением и лучше всего с нагрузкой с бесконечным сопротивлением. Почему? Этот двухтактный усилитель не обеспечивает сбалансированного / симметричного напряжения возбуждения для верхней и нижней ламп, что было выявлено за счет нагрузки с низким импедансом и скрытия бесконечного импеданса нагрузки (не позволяя усилителю работать в двухтактном режиме). С другой стороны, усилитель XPP значительно лучше работал при нагрузках с низким импедансом и, возможно, лучше всего при импедансе нагрузки, близком к rp триода. Итак, что мы должны заключить, что усилитель Гомеса имеет плохую конструкцию? Да и, самое главное, нет. Да, не стоит использовать усилитель Gomes для раскачки наушников Grado; но тогда есть и другие нагрузки, кроме низкоомных наушников. Подождите, разве несимметричный привод не всегда будет проблемой при работе с любым небесконечным сопротивлением нагрузки?Теперь мы подошли к тонкой истине. Не думайте, что все нагрузки являются чисто резистивными, так как многие из них, включая наушники, представляют собой реактивно-резистивные смеси. Одним из больших преимуществ триода по сравнению с транзистором является то, что управляющий элемент триода, его сетка, имеет такой высокий входной импеданс (в отличие от базы транзистора, которая имеет относительно низкий входной импеданс). Теперь, если мы посмотрим на первоначальное использование усилителя Gomes — управление сетками 211, — мы увидим реальное преимущество. Сетка 211 обычно настолько отрицательно смещена по отношению к катоду, что ее сопротивление фактически равно бесконечности (резистор смещения сетки определяет сопротивление нагрузки). Так что же происходит, когда несимметричная нагрузка работает с несимметричным усилителем? Магия. Усилитель Gomes обеспечивает низкий уровень искажений в сетке при отрицательном смещении и большой ток при положительном смещении. Обратите внимание, что в этом приложении нет необходимости подавать большой ток в отрицательном направлении, только в положительном. Впечатляющие результаты: искажение всего 1% при жесткой нагрузке. Напротив, усилитель Айкидо, использующий те же лампы и напряжения, не работает так же хорошо с той же несимметричной нагрузкой, как показано ниже. Теперь пришло время искать ложек дегтя. Да, сетка имеет низкое сопротивление при отрицательном смещении, но сопротивление, которое она представляет, зависит от частоты. Страшная емкость с эффектом Миллера вступает в игру, как только мы выходим из чисто постоянных напряжений и токов. К счастью, звуковой диапазон является узким и заканчивается где-то между 20 кГц и 60 кГц, а не мегагерцами. Мораль
15 ноября 2004 г. Быстрая заметка Больше аудио Айкидо Более того, тема аудио-айкидо заслуживает толстой книги, а не нескольких мимолетных замечаний (желание написать « на ходу » было почти непреодолимым). Тем не менее, большинству не нравятся толстые книги, и даже просьба о десятиминутном чтении может стать проблемой для многих читателей. Выбор фазы Входной каскад обеспечивает коэффициент усиления, равный половине мю триода, и пропускает 50% шума источника питания на его выход. Теперь происходит кое-что интересное, когда 50%-ный шум источника питания входного каскада вводится в фазовращатель с разделенной нагрузкой: PSRR выравнивается между обоими выходами до значения, примерно равного 50%, как и во входном каскаде. На приведенной выше схеме мы видим упрощенную схему, которая демонстрирует тот же режим работы, что и более сложная схема. Независимо от того, в каком положении находится переключатель, соединяющий катодный повторитель, одни и те же 50% шума рельса передаются катодному повторителю Айкидо. Затем этот катодный повторитель подавляет шум собственным равным рывком из-за сигнала, подаваемого на сетку его нижнего триода. Результат подобен более простому усилителю Aikido: значительно улучшенное подавление напряжения на выходе. Зачем использовать переключатель? Переключатель позволяет нам выбрать одно из трех положений: инвертированная фаза, отключение звука и неинвертированная фаза. Отключение звука между ними имеет решающее значение, так как уху нужна небольшая пауза между инверсиями фазы, чтобы переориентироваться. Несбалансированная линия к сбалансированной ступени
Полностью сбалансированный Если требуется действительная мощность 600 Ом, то схема должна быть изменена следующим образом. 12SN7 были заменены на 6BX7 на выходах, а нижние 6BX7 теперь имеют общий шунтирующий катодный резистор. Поскольку общий катодный резистор зашунтирован, между этими двумя лампами нет реальной связи сигнала, но, поскольку они подвергаются сбалансированному колебанию тока, обходной конденсатор значительно освобождается от какой-либо тяжелой работы, поскольку через общий резистор протекает почти постоянный ток. . Что ж, думаю, я стал лучше говорить коротко. Теперь давайте посмотрим, что я могу делать с часто. //JRB |
Комплект Руководство пользователя в формате PDF TCJ PPC версии 2 Усовершенствования Перестроенный модуль моделирования *Определяется пользователем Загрузка или компакт-диск Для покупки, пожалуйста, посетите наш магазин Yahoo: | |||
Таким образом, усилитель Айкидо, например, не переведется без некоторых настроек.
Я планировал поместить эту схему в маленькую коробку Altoids с двумя перезаряжаемыми 9-вольтовыми батареями (на самом деле 7,2 вольта каждая), но я все еще был одержим идеей создания портативного лампового усилителя для наушников, поэтому схема так и не была сделана. это со скамейки.
Другие являются чисто реактивными, например, электростатические наушники. А другие еще нелинейны, будучи несимметричными по отношению к напряжению. Во-первых, резистор не соблюдает полярность напряжения; размещение резистора 1k на 9-вольтовой батарее всегда потребляет одинаковое количество тока независимо от полярности подключения. Это справедливо не для всех электронных устройств. Сразу приходят на ум диоды, так как их функция заключается в том, чтобы вести себя несимметрично по отношению к полярности напряжения. Когда диод смещен в прямом направлении, он ведет сильно, т. е. оказывает небольшое сопротивление; при обратном смещении он вообще не проводит, то есть оказывает бесконечное сопротивление. Конечно, но кто управляет диодами с усилителями? Мы делаем — постоянно.
. Сетка образует диод с катодом, диод, который обычно работает в конфигурации с обратным смещением, но не всегда. Если сетка становится более положительной, чем катод, она больше не смещена в обратном направлении и начинает сильно проводить. (На самом деле, мы можем отключить пластину от цепи и использовать сетку и катод для определения диода; или мы можем использовать сетку как пластину, а пластину использовать как сетку.)
(Если, конечно, вы не решите использовать трансформатор для подключения усилителя Гомеса к сети и не ошибетесь с фазировкой. В этом случае это неправильная схема, не в том месте и не в то время.) Ниже мы видим тест усилителя Gomes в SPICE. Обратите внимание на удаление резиста ниже вывода (поверьте мне, это мало что дает).
Тем не менее, хлипкий триод или тривиальный ток холостого хода не являются хорошим выбором для усилителя Гомеса на высоких частотах при управлении сеткой триода и емкостью Миллера (пентоды могут быть другой историей). На самом деле, я думаю, что возьму обратно этот последний набор скобок; когда сетка становится положительной или приближается к ней, она может иметь довольно низкое сопротивление, для чего потребуется довольно полированная драйверная трубка для чистого движения.
(Я убежден, что есть два типа людей: те, кто верит, что есть два типа людей, и те, кто не верит. Но я полагаю, что мы можем далее разделить человечество на тех, у кого слишком мало времени, и тех, у кого слишком много. При наличии выбора я предпочитаю принадлежать к первой группе, мне действительно не помешал бы 30-часовой рабочий день. И как же мне жаль тех, кто из второй группы, застрявших в скуке.)
Разделитель фазы с разделенной нагрузкой — гораздо лучшая схема, чем считается, если вы знаете, как ее использовать. Большинство этого не делает. Схема предлагает два выхода: один с реверсом фазы, другой без; два разных выходных импеданса и два разных значения PSRR. Выход на пластине инвертирует сигнал и имеет высокий выходной импеданс, примерно равный номиналу пластинчатого резистора, и практически отсутствует PSRR. Напротив, катодный выход сохраняет фазу сигнала и имеет низкий выходной импеданс, примерно равный (Ra + rp)/(mu + 1), и может похвастаться очень хорошим PSRR. Оба выхода обеспечивают сбалансированный выходной сигнал. (Безусловно, он может похвастаться лучшим балансом среди всех фазовращателей, если оба выхода имеют одинаковую нагрузку; другими словами, используйте встроенные резисторы или дополнительный катодный повторитель для пластинчатого выхода.)
Это происходит из-за того, что катодный резистор фазоделителя теперь полностью видит знак шума, что дает равный, но противоположный сигнал на пластине, которая, будучи половиной шума рельса, делит шум пополам.
Попробуйте этот эксперимент: попросите друга быстро переключить переключатель с перевернутого положения на прямое. Вы вряд ли услышите разницу. Теперь попробуйте сделать трехсекундную приглушенную паузу между инверсиями фазы. Теперь, что ты слышишь?
Правда, любой такой сигнал будет усиливаться по фазе, так что он может быть подавлен дальше по линии следующим симметричным усилителем.-lam-5.jpg)
Точность симуляции зависит от точности используемых моделей ламп, а математическая модель лампы — это та же самая модель True Curves™, которая используется в программах SE Amp CAD и Live Curves компании GlassWare, которая намного точнее, чем обычная модель лампы SPICE.Новые цепи SRPP
06 июня 2018 Номер поста 427
Фон SRPP
В обществе ламполюбов мы находим подгруппу, причем не малую, считающую, что СРПП — единственная ламповая схема, заслуживающая внимания.
Я знаю, что они существуют, так как я постоянно получаю электронные письма от их членов, которые спрашивают, могут ли последователи Айкидо или Белого катода превратиться в SRPP. Причины его ошеломляющей популярности найти нетрудно. Например, поскольку многие лампы, такие как 6SN7 и 12AU7, содержат два триода, мы сталкиваемся с проблемой, что делать со вторым триодом, проблему, которую прекрасно решает SRPP.
Полные 95%, однако, можно объяснить его огромной простотой: несколько резисторов, два триода и один разделительный конденсатор. Конечно, многие из моих вариаций топологии SRPP отличаются от прямолинейной, если не пуританской, простоты простой SRPP Джейн. Например мой перевернутый СРПП Айкидо из поста 329.
Однако одной из характеристик, общих для всех моих вариантов SRPP, является признание того, что SRPP по своей сути является двухтактным усилителем мощности, а не несимметричным каскадом усиления.
Многие не признают этого, поэтому в итоге мы получаем глупые схемы, такие как следующий дизайн.
Используются три триода, но результатов мало. Другие схемы из трех триодов дают лучшие результаты. Например, следующая схема реализует большее усиление и меньшее искажение, а также улучшенный PSRR.
Верхний триод действует как активная нагрузка для нижнего триода и двух его катодных резисторов, усиленных мю верхнего триода, что значительно увеличивает импеданс нагрузки. Например, в приведенном выше примере на нижний триод может приходиться пластинчатая нагрузка более 200 кОм, несмотря на ток покоя 5 мА, с результирующим коэффициентом усиления, приближающимся к коэффициенту усиления нижнего триода. Кроме того, PSRR изменился со слабого -6 дБ SRPP на что-то более здоровое.
Если требуется еще большее усиление и еще лучшее PSRR, но с чуть большими искажениями, то можно обойти катодный резистор входного триода конденсатором большой емкости.
Каскадирование в катодный повторитель является удачным конструктивным ходом, поскольку его входное сопротивление почти бесконечно, поэтому входные каскады не тянутся вниз; выходное сопротивление катодного повторителя низкое.
Если требуется еще большее усиление, одним из возможных ответов является следующий каскод (который затем каскадируется в катодный повторитель).
Обратите внимание, где кончается конденсатор 0,1 мкФ; Напряжение B+, а не заземление. (См. сообщение 351 для получения более подробной информации об улучшении PSRR каскодом.) Катодный повторитель снова выполняет свою работу.
Если нашей целью никогда не был высокий коэффициент усиления, а был линейный усилитель со средним коэффициентом усиления, то лучше использовать следующую конструкцию, поскольку она обеспечивает тот же коэффициент усиления, что и исходная схема на основе SRPP-катодного повторителя, но обеспечивает значительно улучшенный PSRR благодаря выходному каскаду катодного повторителя Айкидо.
Мораль здесь в том, что, как и беспричинный секс и насилие в кино, необоснованное включение схемы SRPP выдает отсутствие вкуса и тонкости ума. С другой стороны, если нам нужно отдать некоторую мощность в достаточно низкоимпедансную нагрузку, включение СРПП оправдано.
Супер СРПП
Одна идея, которую я обдумывал, это супертриод SRPP. Было бы возможно? Как бы это выглядело? Будет ли он предлагать значительно лучшую производительность? В прошлом я придумывал схемы SRPP на супертриоде, но они использовали каскад SRPP, чтобы заставить одиночный триод вести себя супермодно.
Обратите внимание, что нижний 6SN7 получает суперобработку выходного каскада SRPP, а не наоборот. Нет, сейчас я имею в виду создание схемы SRPP, которая ведет себя супер. Что ж, преобразование оказалось проще, чем я думал. На самом деле я придумал два варианта: один с двумя транзисторами NPN и один с транзисторами PNP и NPN.
Резисторы с пометкой R имеют одинаковое значение и устанавливают ограничение тока холостого хода триодов, так как падение напряжения на них будет равно напряжению между эмиттером и базой транзистора в диапазоне от 0,6 В до 0,7 В. Резистор Rk устанавливает требуемое напряжение между катодом и пластиной для нижнего триода, изменяя ток холостого хода, протекающий через транзистор-компаньон. Чем выше значение этого резистора, тем выше должно быть результирующее напряжение пластины, чтобы установить ток холостого хода, необходимый для включения нижнего NPN-транзистора, и тем меньше ток, протекающий через нижний транзистор.
Резистор Rak является токоизмерительным резистором и устанавливает баланс между верхним и нижним триодами для заданного импеданса нагрузки. Ключевое слово в этом предложении было «указанный». SRPP, даже супертриодный SRPP, зависит от нагрузки и должен быть оптимизирован для каждого импеданса нагрузки.
Это цена, которую мы должны заплатить за то, что не предоставили надлежащий фазовращатель и полагались на последовательно регулируемое или рефлекторное разделение фаз по дешевке.
Конденсатор связи 0,1 мкФ необходим для равномерного разделения напряжения B+ между триодами, поскольку резистор Rak может не обеспечивать правильное напряжение смещения сетки для верхнего триода. Конденсатор связи на выходе должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить полосу пропускания низких частот до 20 Гц. Формула проста:
Конденсатор = 159155/частота/Rнагрузка,
Где емкость конденсатора указана в микрофарадах.
Мы могли бы использовать два транзистора PNP или два транзистора NPN. В следующем варианте используются два типа NPN.
Используется одинаковое количество резисторов, но резисторы расположены по-разному. Давайте конкретизируем этот дизайн в следующем примере дизайна.
Предполагаемый импеданс нагрузки составляет 50 Ом, а общий ток холостого хода чуть меньше 100 мА.
Сопротивление токочувствительного резистора удивительно низкое — 6,5 Ом. Да, я знаю, что резисторов такого номинала не делают, но делают резисторы на 13 Ом, два из которых можно поставить параллельно, получится 6,5 Ом. MJE15032 представляет собой транзистор NPN 250 В в корпусе TO-220 мощностью 40 Вт. Этот транзистор широко используется в драйверных каскадах твердотельных усилителей мощности. В этом примере конструкции каждый транзистор рассеивает 6,75 Вт. Результирующие искажения довольно малы, а коэффициент усиления довольно высок, что делает эту схему хорошим кандидатом для применения контура отрицательной обратной связи.
Резисторы номиналом 10 кОм и 47 кОм ограничивают усиление примерно до 3, что приводит к следующему графику Фурье, сгенерированному SPICE.
При 1 Впик на частоте 1 кГц на нагрузке 50 Ом коэффициент нелинейных искажений составляет чуть более 0,1%. PSRR составляет -26 дБ, что хорошо для ламповой схемы, но не очень.
Чтобы добиться большего, необходимо добавить дополнительные детали: конденсатор на 2,2 мкФ и резистор на 430 кОм, который подключается к напряжению B+.
Это дополнение позволяет небольшой части шума источника питания войти в контур отрицательной обратной связи и спровоцировать обнуление шума источника питания на выходе. (Значение добавленного резистора предполагает, что используется источник сигнала с низким выходным сопротивлением, такой как проигрыватель компакт-дисков, ЦАП, MP3-плеер или высококачественный линейный усилитель; потенциометр громкости 10 кОм не учитывается.)
Мне было интересно, насколько близки к истинному супертриоду триоды в этой схеме, поэтому я использовал SPICE, чтобы выявить относительные колебания тока. Я обнаружил, что ток триода остается почти постоянным, что соответствует одному из трех конструктивных требований для работы супертриода. Вот полный список:
• Работа триода на постоянном токе.
• Использование более мощных устройств, ламповых или твердотельных, для управления
полностью — без помощи триода — внешняя нагрузка
импеданс• Позволить триоду управлять выходом.
(Подробнее см. сообщение 408.)
Проблема необходимости изменять значение резистора Rak для другого импеданса нагрузки может быть решена с помощью поворотного переключателя для выбора одного из четырех значений сопротивления.
В крайнем случае импеданс нагрузки составляет 300 Ом, а значение Rak равно 30 Ом; с другой стороны, предполагаемое сопротивление нагрузки составляет 32 Ом, а Rak равно 30 при параллельном сопротивлении 5,6 или 4,72 Ом.
Однако мы не ограничиваемся транзисторами, поскольку можем использовать два P-канальных MOSFET и, при некоторых особых обстоятельствах, два N-канальных MOSFET. N-канальные МОП-транзисторы бокового типа требуют гораздо более низкого напряжения включения, которое лучше работает с типичными напряжениями смещения катода, скажем, между 1 В и 3 В.
Напротив, гораздо более дешевые и гораздо более доступные N-канальные полевые МОП-транзисторы HEXFET требуют большего напряжения включения исток-затвор, скажем, от 3 до 5 В. Мы можем достичь такого напряжения на катоде, но обычно только за счет увеличения напряжения между катодом и пластиной, чего мы делать не хотим. Почему нет? Нагревать. Лампы не боятся тепла, а твердотельные устройства — нет. А поскольку твердотельное устройство будет потреблять большую часть тока, оно будет рассеивать большую часть тепла. В идеале мы должны стремиться ограничить рассеивание твердотельного устройства до уровня не более 10 Вт, так как это позволит нам использовать 2,5-дюймовый радиатор с тепловым сопротивлением 2,6°C/Вт с каждым твердотельным устройством. Обходной путь заключается в использовании двух P-канальных МОП-транзисторов.
У нас нет проблем с падением напряжения 4 В на пластинчатом резисторе. Однако мы сталкиваемся с проблемой смещения нижнего триода, из-за чего нет счастливого лица.
При моделировании SPICE я обнаружил, что изменение значения резистора Rk приводит к огромным изменениям тока. Это нехорошо, так как МОП-транзисторы могут либо выключиться, либо расплавиться. Обходной путь привел к следующему изменению.
Обратите внимание, где заканчиваются источники MOSFET. Результатом является дальнейшая линеаризация МОП-транзисторов, но уменьшение общей крутизны, что помогает объяснить, почему сопротивление токоизмерительного резистора Rak теперь составляет 15 Ом. Что еще более важно, значение катодного резистора больше не является беспорядочным. На приведенной выше схеме триод потребляет 10 мА, а МОП-транзисторы потребляют 120 мА. В моделировании SPICE результаты были впечатляющими.
Я стремился устроить битву яблок против яблок, поэтому выигрыш равен транзисторной версии.
Единственное, чего не хватает, так это айкидо-моджо для повышения PSRR.
Интересно, что тот же самый резистор 430k на шине B+ сделал свое дело.
Полностью ламповый горизонтальный усилитель для наушников на базе SRPP
Некоторые читатели отшатнутся от присутствия в цепи каких-либо полупроводниковых устройств, предпочитая прямые ламповые схемы без смесителя. Для таких читателей следующая конструкция основана исключительно на вакуумных лампах, но может управлять наушниками с низким импедансом. Используются два каскада: усилитель с заземленным катодом, нагруженный источником постоянного тока, и выходной каскад СРПП.
Щелкните схему для увеличения
Часть SRPP расположена горизонтально. Почему? Одна причина: потому что я могу. Вторая причина, очень важная причина, заключается в том, что горизонтальное расположение позволяет нам обойтись гораздо более низким напряжением B+. Это важно? В усилителе для наушников это действительно так, поскольку нам понадобится огромный разделительный конденсатор для связи с низким импедансом наушников, скажем, 200 мкФ.
Полипропиленовые конденсаторы можно купить емкостью 100 мкФ, но это почти предел; и они огромные. Кроме того, они рассчитаны только на 250 В постоянного тока, что не следует использовать с напряжением B+ 300 В. С другой стороны, при напряжении B+ всего 150 В постоянного тока нам не о чем беспокоиться. Кроме того, конденсатор резервуара напряжения B+ должен легко превышать значение конденсатора связи; напряжение 150 В пост. тока B+ значительно упрощает достижение этой цели.
К счастью, дорогие неполяризованные электролитические конденсаторы предназначены для использования в громкоговорителях. Но предел напряжения для этих конденсаторов, похоже, заканчивается на 100 В. Однако в горизонтальном расположении эти конденсаторы можно использовать в положениях 100 мкФ и 120 Ф.
Каскад SRRP сконфигурирован как анодный повторитель и использует контур отрицательной обратной связи для снижения выходного импеданса и искажений. Резистор 510k добавляет немного стиля Айкидо и значительно улучшает PSRR, что очень важно для усилителя для наушников.
Источник постоянного тока 5 мА нагружает один триод 12AU7, а два источника постоянного тока 40 мА обеспечивают горизонтальную компоновку выходного каскада SRPP. По сути, они не входят в цепь с точки зрения переменного тока, хотя они обеспечивают постоянный ток как для напряжения B+, так и для земли. Ни один из них не тратит много энергии, так как каждый рассеивает около 0,4 Вт. (Обратите внимание на низкое падение напряжения на каждом из них.) Токоизмерительный резистор на 63,4 Ом оптимизирует выходной каскад для нагрузки 50 Ом. Пиковый размах выходного тока класса А составляет 80 мА, что при нагрузке 50 Ом соответствует размаху напряжения 4 Впик.
В целом, это забавный и интересный дизайн усилителя для наушников. В моделировании SPICE производительность фактически превзошла мои ожидания.
Не так хорошо, как гибридная версия, но для чисто ламповой версии, работающей на нагрузку 50 Ом, вполне неплохо. Коэффициент нелинейных искажений составляет чуть более 1% при выходном напряжении 1 Впик.
Без сомнения, многие на самом деле предпочли бы звук такой конструкции гибридным альтернативам, так как звук казался бы более зрелым, полным и теплым.
СРСЕ
Что если взять только верхнюю часть СРПП и нагрузить ее источником постоянного тока? То, что мы получили бы, было бы несимметричной схемой умножителя импеданса (IMC). См. сообщение 171 для получения дополнительной информации о IMC.
На канал используются четыре триода ECC99 и один источник постоянного тока 80 мА. Источник постоянного тока видит падение напряжения только на 10 В на холостом ходу, поэтому он не сильно нагревается. ЕСС9Однако 9 трубок сильно нагреются. Последовательный резистор сопротивлением 100 Ом задает коэффициент множителя импеданса почти 6:1, поэтому нагрузка 50 Ом воспринимается источником сигнала как нагрузка 288 Ом.
Эта схема не дает усиления; на самом деле его коэффициент усиления равен 0,67, а это означает, что для получения 1 Впик выходного сигнала вы должны подать на схему 1,5 Впик входного сигнала.
Из-за источника постоянного тока 80 мА максимальный симметричный выходной сигнал составляет чуть более 4 Впик (источник сигнала обеспечивает свои собственные 13 мА пикового тока). Вот график Фурье, сгенерированный SPICE, для 1 Впик при 1 кГц при сопротивлении 50 Ом.
И снова неплохо. Мы могли бы дать каждому триоду свой собственный источник постоянного тока и разделительный конденсатор, который мог бы быть 25-вольтовым неполярным электролитическим или пленочным конденсатором.
При такой настройке каждый триод смещается туда, где должен находиться его катод, чтобы потреблять 20 мА. Четыре конденсатора по 50 мкФ вместе дают 200 мкФ.
Музыкальная рекомендация: Надя Биркенсток
Кельтская арфистка и певица Надя Беркеншток родилась в Германии и училась в США.
Единственное слово, которое вы встретите во всех ее обзорах, — «воодушевление». и не зря, так как ее альбомы отличаются веселой, энергичной игрой и пением. Действительно поднимает настроение. Ее считают исполнительницей Нью-Эйдж, но ее музыка не казалась бы неуместной, если бы ее играли 300 лет назад. Я обнаружил ее на прошлое Рождество, когда искал что-нибудь новое, чтобы послушать, пока на улице шел снег.
Tidal предлагает три своих альбома, и все их стоит послушать. Я бы начал с ее альбома The Glow Within , где ее сопровождает перкуссионист Стив Хаббак, чьи колокольчики, барабаны и гонги порадуют ваших ораторов, а ее сладкий голос (она поет на английском) и со вкусом игра на арфе порадуют вас. пожалуйста свою душу. О-о, я ловлю себя на том, что впадаю в транс Нью-Эйдж.
Для заядлых меломанов, для которых звук торжествует над музыкой, увеличьте громкость до уровня дребезжания окон и попробуйте трек 8 «L’Animal Sorcier» из ее Альбом The Glow Within .
//JRB
Если вам понравилось читать этот пост от меня, то вы можете подумать о том, чтобы стать одним из моих покровителей на Patreon.com
Руководства пользователя для программного обеспечения GlassWare
Просто нажмите на любое из изображений выше, чтобы загрузить руководства пользователя в формате PDF.
Для тех из вас, у кого все еще есть старые компьютеры под управлением Windows XP (32-разрядная) или любой другой 32-разрядной ОС Windows, я настроил доступность загрузки моих старых старых стандартов: Tube CAD, SE Amp CAD и Audio Gadgets. Загрузки доступны в магазине GlassWare-Yahoo по цене всего $9,95 за каждую программу.
