Облегченный учебный курс: использование ламп 6П14П в УЗЧ

[Гость kdtp]

Это всё? Или будет продолжение «облегчения»? Почему спрашиваю? Коль скоро речь идёт об ОС, как местных, так и общих, и об их весомом вкладе в деле улучшения качественных показателей усилителей, то, может автор этого курса обрисует положение дел с отрицательной обратной связью, которая может быть организована, непосредственно с анода выходной лампы на его управляющую (первую) сетку. Народ, по простоте своей душевной, с большим удовольствием «юзает» схемки под названием «Покемон». А вдруг они жестоко ошибаются, применяя столь простой способ введения местной ООС? …. А что? Эмулятор, как говориться, у Вас под рукой, может, смоделируйте этот способ введения ОС. По крайней мере, будет понятно – «что почём» с этим «Покемоном». Заранее – спасибо.

И ещё. Вы, говорили об искажениях и о гармониках в составе сигнала. Интересует, конкретно, Ваше мнение по поводу влияния на «правильность» воспроизведения сигнала, в зависимости от количества и уровня этих самых гармоник. Поясню суть вопроса. К примеру «берём» схему оконечного каскада с «классическим» включением выходной лампы (6П14П) – пентодом, и ультралинейную схему включения. Вы показали и доказали (на эмуляторе), что ультралинейный каскад обладает лучшей линейностью и меньшими искажениями. Хорошо. А что с количеством и уровнем гармоник в составе сигнала? Из своей практики знаю, что, ультралинейный каскад «вносит» в состав сигнала больше гармоник, нежели обычный «пентодный» каскад. То есть, при сравнении спектрограмм этих усилителей, «хвостик» гармоник в ультралинейном усилителе всегда оказывался длиннее и чуть «жирнее», нежели в «пентодном». Вот я и спрашиваю: «По Вашему мнению, это как то может, отрицательно (или положительно), сказаться на достоверности (правильности) воспроизведения сигнала? Или, этим фактом можно пренебречь при «живой» (не эмулированной) эксплуатации усилителей?».

[Гость avals]

может автор этого курса обрисует положение дел с отрицательной обратной связью, которая может быть организована, непосредственно с анода выходной лампы на его управляющую (первую) сетку. Народ, по простоте своей душевной, с большим удовольствием «юзает» схемки под названием «Покемон». А вдруг они жестоко ошибаются, применяя столь простой способ введения местной ООС? …. А что? Эмулятор, как говориться, у Вас под рукой, может, смоделируйте этот способ введения ОС. По крайней мере, будет понятно – «что почём» с этим «Покемоном». Заранее – спасибо.

Спасибо, что подсказали. Я, как то, забыл про этот вид ООС. Обязательно смоделирую и выложу результаты.

Делал усилитель на 6Ф5П, толчком послужила эта схема

 

 

Собранная по оригиналу, она мне очень не понравилась в работе, прежде всего из за трудности нормальной раскачки выходных ламп из - за действия ООС с анода выходной лампы на анод драйвера.

В Покемоне это сделано немного иначе. Что это даёт - увидим на модели.

И ещё. Вы, говорили об искажениях и о гармониках в составе сигнала. Интересует, конкретно, Ваше мнение по поводу влияния на «правильность» воспроизведения сигнала, в зависимости от количества и уровня этих самых гармоник.

Видите ли, поскольку тема направлена, прежде всего, на начинающих, я заведомо отказался от обсуждения подобных вопросов из нескольких причин.

Первое - не вижу смысла забивать людям голову "звучанием". Пусть поймут и освоят азы.

Второе - отношение к наличию и спектру гармони сугубо индивидуально. Мне известны люди, специально разбалансирующие выходной двухтактный каскад для получения чётных гармоник, т.е. "однотактного" звучания при сохранении "двухтактной" мощности.

Третье - моё отношение. Оно похоже на философию айки-до - лучший бой тот, которого удалось избежать. Так, для меня - лучшие искажения те, которых удалось избежать. Независимо от их "жирности" или длины "хвоста" :smile: В этом отношении я не стесняюсь мерять свои усилители и максимально "вылизывать" их в плане минимума К.Н.И. и ширины полосы пропускания. ООС применяю, но отношусь к ней, как к соли - что то "съедобно" и без неё, где то без неё совсем "не вкусно". Но, если "пересолить"- опять же нехорошо.

 

Добавлено после раздумий:

Я как тот самый Жан Цехисели :smile: - сторонник максимально короткого тракта.

Мне длина тракта видится как длина юбки - при укорачивании привлекаем внимание одних и вызываем осуждение других. И наоборот.

В любом случае, есть некая конечная длина, определяемая то ли разумностью действий, то ли самой физической возможностью их совершения. Нельзя же юбку сделать уже пояса, а тракт короче 1-го каскада. :smile:

А тут куча регуляторов, переключаемых фильтров - как результат большое количество каскадов.

Даже транзистор влепили видать от нехватки усиления.

А нужны они все эти регулировки и переключатели???

Нужны. Усилитель серийный и разрабатывался в расчёте на удовлетворение растущих потребностей широких слоёв. А им (слоям) может заблагорассудится попереключать входа, порегулировать баланс или тембра, а то и вовсе пофильтровать сигнал. При повторении никто не мешает Вам урезать юбку, простите, тракт, до длины, которая лично Вам покажется уместной.

 

Как то так.

Изменено 22 Января, 2015 в 15:18 пользователем avals

[al ex]

Для Виктора KDTP:

А что с количеством и уровнем гармоник в составе сигнала? Из своей практики знаю, что, ультралинейный каскад «вносит» в состав сигнала больше гармоник, нежели обычный «пентодный» каскад. То есть, при сравнении спектрограмм этих усилителей, «хвостик» гармоник в ультралинейном усилителе всегда оказывался длиннее и чуть «жирнее», нежели в «пентодном».

У меня недавно в эксперименте случилось с точностью до наоборот: при введении УЛ-включения 2 сетки искажения стали монотонно убывать, особенно заметил (специально растягивал шкалу, чтобы удостовериться), что снизились нечетные гармоники. Вторая чуть увеличилась. Спросил об этом автора "краткого курса", надеюсь на ответ.

С уважением

[Гость avals]

Случится может что угодно. Многое зависит от режима лампы, приведенного сопротивления нагрузки, положения отвода, уровня сигнала, на котором производились измерения, типа драйверной лампы, в конце концов.

Я пришёл к тому, что определившись, исходя из требуемой мощности и прочих параметров, с типом выходных ламп и режимами питания, сначала строю БП для будущего усилителя. Потом собираю прототип собственно усилителя и на нём получаю требуемые мне параметры, используя тестовый трансформатор с известными характеристиками. И, наконец, по экспериментально полученным данным, мотаю трансформатор конкретно для этой схемы, с учётом её индивидуальных режимов и прочего.

Чем то это напоминает процесс шитья костюма у портного, с несколькими примерками и подгонками. Долго, хлопотно, зато сидит, как влитой!

[Гость kdtp]

.... при введении УЛ-включения 2 сетки искажения стали монотонно убывать, особенно заметил (специально растягивал шкалу, чтобы удостовериться), что снизились нечетные гармоники.

Не понял. Так искажения или гармоники? Если Вы наблюдали «монотонное убывание» искажений, то возникает вопрос – о каких искажениях идёт речь? Это первое. Второе – как, какими методами или приборами Вы замеряли «монотонность» искажений. И третье. Скорее всего, речь, идёт о гармониках, которые Вы наблюдали на своем компьютере с соответствующей программой. Осмелюсь заметить – искажения (как правило, имеют в виду КНИ) и гармоники, это разные вещи.

Можно, конечно, объяснить этот «феномен», который Вы наблюдали во время проведения эксперимента, но для этого желательно знать – кого и как Вы «мучили». А именно: какая схема, какие в ней стоят деталюшки (выходной трансформатор и лампы, в частности), какие при этом были режимы ламп и т.д. Впрочем, про это Вам уже говорил (написал) Вячеслав.

[Wal]

Нельзя же юбку сделать уже пояса, а тракт короче 1-го каскада. :smile:

Нельсону Пассу раскажите. Пусть выкинет свои Zen-усилители :smile:.

Ладно, я по теме: рассмотрение начали со схемы однотактника. Потом как-то плавно перешли на двухтакт.

Возвращаясь к началу - а что если общую ООС вводить методом STC (супер-триодное включение)?

Раз уж Вы моделированием занялись, может проверите что получится, если на выходе использовать катодную ООС, а весь усилок

охватить ООС методом STC (она типа спектр гармоник пентодного усилителя "преобразует" в триодный)

Давайте уж рассмотрим и смоделируем все варианты.

 

Небольшое пояснение: STC (супер триодное включение) это когда выходной пентод включается как пентод, а анод входного каскада (обычно SRPP и соответственно анод верхней лампы) подключается не к плюсу источника питания, а к аноду выходного пентода.

Примеры схем можно найти в Гугле или здесь: _https://radiopages.ru/audio/power-amplifier/pentod.html

[Гость kdtp]

... Раз уж Вы моделированием занялись...

Не-е-е-е, дядя Валера, так дело не пойдёт. Если на то пошло, то я первым, со своим «Покемончиком» занимал очередь на «рентген»…, тьфу ты…, не на «рентген», а на «эмулятор». В очередь, мужики, в о-че-ре-дь….

[Гость avals]

Нельсону Пассу раскажите. Пусть выкинет свои Zen-усилители :smile:.

А, вот с этого момента поподробнее. Zen-усилители, что, правда короче одного каскада? Иначе, в чем смысл высказывания?

Ладно, я по теме: рассмотрение начали со схемы однотактника. Потом как-то плавно перешли на двухтакт.

Где? Не была рассчитана ни одна двухтактная схема. А, если Вы про примеры усилителей с CFB, то тут я не волен. Серийные однотакты с CFB мне не известны. Да и вообще - как то мало их, серийных однотактов. Относительно.

Раз уж Вы моделированием занялись, может проверите что получится, если на выходе использовать катодную ООС, а весь усилок

охватить ООС методом STC (она типа спектр гармоник пентодного усилителя "преобразует" в триодный)

Давайте уж рассмотрим и смоделируем все варианты.

Не то, чтобы чисто моделированием. Но понять тенденции помогает сильно. Да и время экономит.

Вечером доберусь до работы - покажу, что получилось по Покемону. А там и до супертриода доберёмся.

[al ex]

Так искажения или гармоники? Если Вы наблюдали «монотонное убывание» искажений, то возникает вопрос – о каких искажениях идёт речь? Это первое. Второе – как, какими методами или приборами Вы замеряли «монотонность» искажений. И третье. Скорее всего, речь, идёт о гармониках, которые Вы наблюдали на своем компьютере с соответствующей программой. Осмелюсь заметить – искажения (как правило, имеют в виду КНИ) и гармоники, это разные вещи.

Вы правы, признаю свою ошибку :smile:

[Гость avals]

Часть седьмая. Идя на встречу пожеланиям трудящихся - Покемон.

 

Исходная информация взята отсюда: _https://olc67.-мы не распространяем ссылки на [народ.ру]-/

Описание усилителя ПОКЕМОН: pockemon.7z

Данные трансформатора - отсюда

 

Пстарался сделать модель максимально похожей на прототип, но, небольшие отличия есть.

Прежде, чем что то моделировать, стоит понять, какие уровни сигналов приемлимы для схемы. Ниже напряжения на управляющих сетках относительно катода для выходной лампы и драйвера.

0,1 Ом в катоде исключительно для удобства контроля тока через лампу. Другое наряжение смещения - для обеспечения режимва лампы. Хоть мы и говорим всё время о 6П14П, в модели, всё же 6BQ5.

 

Графики получены при амплитуде входного напряжения в 1.6 Вольта. Видно, что драйвер близок к ограничению по сетке, в то время, как выходная лампа весьма далека от полной раскачки.

Не буду утомлять графиками, перейду сразу к таблице результатов.

 

Покемон - исследуемая схема.

Пентод1 - то же, но без резистора 47к в обратной связи. Входное напряжение уменьшено для получения того же выходного.

Пентод2 - это Пентод1, но с увеличенным входным сигналом для получения выходной мощности не менее 4-х Ватт.

Пентод3 - это Пентод1, охваченный ООС, глубиной, примерно. в половину от Покемона и, опять же, при мощности выхода не менее 4-х Ватт.

ООС - это Пентод1 охваченный ООС для получения того же Ку, что и у Покемона.

 

Спектр Покемона при 2.2 Ватта

 

Выводы.

 

По К.Н.И Покемон сравним с UL и CFB, при этом глубина обратной связи у него больше - 23.7 дБ против 5.8 и 15.7. Скорее всего, это следствие того, что в качестве части первого сопротивления параллельной ООС применено выходное сопротивление драйверной лампы, в общем случае, нелинейное.

 

Выходное сопротивление сравнимо с "триодом", хотя глубина ООС у "триода" тоже меньше. Правда, тут надо учитывать влияние R9 0.47 Ом, которого не было раньше и которое имитирует приведенное к нагрузке сопротивление обмоток трансформатора. Так что Покемон немного более "низкоомен" чем "триод".

 

Основные особенности Покемона - трансформатор вынесен из петли ООС и в качестве части первого сопротивления параллельной ООС применено выходное сопротивление драйверной лампы.

 

По спектру искажений Покемон действительно напоминает триод, но, есть нюанс - искажения пентодного варианта (без резистора 47к) на этой мощности имеют более высокое значение, но тот же самый "триодный" характер! Только не так резко спадающий. При 4-х Ваттах у пентода начинает доминировать третья гармоника, при сравнительно "коротком" спектре.

 

Если пентодный вариант охватить ООС и выровнять его Ку с Покемоном, то параметры станут значительно лучше. Почти в 7 раз уменьшатся искажения и, более, чем в 3, выходное сопротивление.

Это вполне объяснимо - исчезло нелинейное сопротивление в цепи ООС и трансформатор стал овачен петлёй ООС.

 

Но, в жизни, всё может оказаться не так хорошо - максимальная глубина ООС усилителей с трансформатором ограничена его качеством и теоретические цифры могут быть не достигнуты на практике.

 

В целом простая и вполне качественная схема, ориентированная, скорее, на использование готовых трансформаторов. Снижение выходного сопротивления 6П14П благоприятно сказывается на НЧ.

 

Правда, хочу предостеречь. В теме, то тут, то там, мелькают значения нижней граничной частоты в несколько Гц. Не стоит ожидать таких значений на практике от ТВЗ. Трансформатор с такой полосой может быть создан. Но он будет огромный, как гора. Как две горы.

 

Читать дальше: Часть 8. Идя на встречу пожеланиям трудящихся 2 - STC

[Datagor]

Вячеслав предложил сделать Оглавление курса, чтобы не терялась целостность повествования. Отличная идея!

:smile:

Я добавил оглавление в шапку темы и ссылку на продолжение в каждую часть.

 

Как я и планировал, по мере накопления материал будет перенесен на портал в виде статьи или серии статей.

[Гость avals]

Часть восьмая. Идя на встречу пожеланиям трудящихся 2 - STC

 

Будучи посланным по аресу _https://radiopages.ru/audio/power-amplifier/pentod.html обнаружил схему

 

 

и следующий комментарий.

Схема STC отличается от обычной наличием «хитрой» обратной связи, задача которой не уменьшить нечетные гармоники, а выстроить спектр четных гармоник в нужных пропорциях. В результате без потерь выходной мощности получаем от пентода звучание очень близкое к звучанию однотактного усилителя на триоде.

Уже беглое знакомство с материалом сразу поставило два вопроса - подозрительно завышенный номинал катодного резистора R34 и загадки с выходной мощностью.

По паспорту (_https://www.drtube.com/datasheets/6l6gc-jj2003.pdf), при аноде 250 Вольт, 6L6GC отдаёт 6.5 Ватт. Тут анода 300 Вольт, а мощности 3 Ватта. И это называется без потерь выходной мощности?

 

Ладно, промоделируем.

В "родном" варианте схема "не пошла". Подвёл тот самый R34. Подбор только его одного успеха не дал, пришлось менять многое. Критерий - получение максимальной мощности при наиболее "триодном" спектре искажений. Вот, что получилось.

 

 

Не сложно видеть - вполне "триодный" спектр и 2,5 Ватта при 2,5% искажений. Как бы, ничего особо выдающегося. Хотели получить спектр - получили.

 

Немного личных впечатлений о видимых, даже на глаз, недостатках схемы:

 

1. Драйвер, по переменному току, включен параллельно анодной нагрузке выходной лампы, поэтому часть полезной мощности "уходит" в него. К тому же драйвер,как нагрузка, нелинеен.

2. Когда напряжение на сетке выходной лампы идёт "вверх", напряжение на её аноде идёт "вниз". Т.е., когда драйвер должен выдавать максимальную амплитуду положительной полуволны, его анодное напряжение минимально. На нормально раскачанном пентоде остаточное напряжение обычно в пределах 50 - 75 Вольт. При таких анодных напряжениях ожидать от двух последовательно включенных триодов большого и неискажённого сигнала не приходится.

 

Эти две причины, как минимум, делают слова без потерь выходной мощности чисто рекламным заявлением.

 

Помним - схема из Страны восходящего солнца. А там с воображение исторически всё в порядке. Пожалуй, редко какая нация может похвастаться таким разнообразием ламповой схемотехники.

Видимо, осознавая врождённые недостатки, они же предложили гибрид, заменив нижний вакуумный триод триодом, но, уже, полупроводниковым. :smile: Не будем отставать.

 

 

Вроде, ничего хорошего - те же искажения, при, даже, несколько меньшей мощности. Но, за счёт более высокой крутизны транзистора у нас появилось "лишнее" усиление, которое мы можем отдать традиционной ООС

 

 

Итог - 3 Ватта при искажениях менее 0.6% и "триодном" спектре.

 

Итак - STC в чисто ламповом варианте ничем особым не выделяется. Однако, в гибриде и с ООС он лучше по гармоникам, чем UL, Покемон и CFB, уступая последнему только в мощности.

В таком виде он и может быть рекомендован к повторению, особенно, если учесть, что связь всех ламп по постоянному току способствует стабилизации их режимов при разбросе параметров.

И - реверанс в сторону любителей "феншуя" - только один переходной низковольтный конденсатор.

 

Уже закончив писать, ещё раз вгляделся в схему и задумался - а так ли нужен драйверу оставшийся триод? Взял да и заменил его резистором, подобрав номинал для сохранения режимов по постоянному току.

И что? А вот что:

 

 

2.8 Ватта при 0.5% гармоник и почти "триодном" спектре. Чуть чуть подросла третья гармоника.

Итак, "лишний" триод, всё же выполнял функцию "корректора" спектра искажений, но стоит ли овчинка выделки - решать вам.

 

Хочу предупредить - в таком варианте, при подаче напряжения на схему с не прогретой лампой возможны аварийные режимы. Поэтому, или надо предусмотреть защиту от них, или включать анодное с соответствующей выдержкой после накала.

 

Последний мой шаг, похоже, приблизил нас к ещё одной немаленькой теме - гибридным усилителям. Но, по чисто ламповым вариантам, сказано ещё не всё.

 

 

Читать дальше: Часть 9. Искажение искажений