Jump to content
kdas

Супертриод для наушников и не только

Recommended Posts

Всем привет,

С некоторых пор я занимаюсь поиском лУчшей схемы для своих наушников (32 Ом) и, желательно, без трансформаторов. Присматривался и к Power Follower Чуфолли, и к ZOTL (@I_Avals, Вы были правы, это фигня какая-то. Бросил после того, как из драйвера дымок вышел. Правда может я рукожоп просто :)). Roggom собирал...

Джон Броски сделал серию интересных публикаций про супертриод. Концепция меня заинтересовала и я решил помоделировать. Результат какой-то фантастический, но моделирование с разными лампами и разными режимами даёт одинаковые цифры.

Сначала немного теории о супертриоде (перевод из ссылки):

  • Триод работает при постоянном токе
  • Силовые устройства (полупроводники или лампы) управляют нагрузкой без помощи триода
  • Триод управляет (наблюдает за) выходом

Основная идея в том, чтобы звуковой отпечаток ("sonic footprint") триода оказался в нагрузке. 

Теперь к делу. Я смоделировал схему с 6Н23П и IRFP9240 (2В выходного напряжения - 0.125Вт).

Harmonic    Frequency     Fourier     Normalized     Phase      Normalized
 Number       [Hz]       Component     Component    [degree]    Phase [deg]
    1       1.000e+03    1.877e+00    1.000e+00       14.04°        0.00°
    2       2.000e+03    6.941e-05    3.698e-05      -22.70°      -36.74°
    3       3.000e+03    2.947e-05    1.570e-05       50.64°       36.61°
    4       4.000e+03    8.853e-06    4.716e-06      117.74°      103.70°
    5       5.000e+03    5.626e-06    2.997e-06       99.46°       85.42°
    6       6.000e+03    6.351e-06    3.383e-06       96.80°       82.76°
    7       7.000e+03    6.357e-06    3.386e-06       99.80°       85.76°
    8       8.000e+03    6.260e-06    3.335e-06      101.17°       87.13°
    9       9.000e+03    6.228e-06    3.318e-06      102.55°       88.51°
Total Harmonic Distortion: 0.004111%(0.013603%)

schematics.thumb.png.ebc9c408a32e969f3c23a14ce0da5a23.png

Спектр - прям ламповая классика.

spectrum.thumb.png.433c2a559bc0c13f1776d663cc9d25d2.png

 

Ничего подобного из простого повторителя выжать невозможно. Там искажений на 2 порядка больше.

Попробовал также применить идею к мощному усилителю. Действующие лица те же. Режимы другие (100 Вт в воздух при 12.5 Вт выходной):

Harmonic    Frequency     Fourier     Normalized     Phase      Normalized
 Number       [Hz]       Component     Component    [degree]    Phase [deg]
    1       1.000e+03    1.029e+01    1.000e+00       44.91°        0.00°
    2       2.000e+03    8.720e-04    8.472e-05      -17.61°      -62.52°
    3       3.000e+03    2.973e-04    2.888e-05       85.23°       40.32°
    4       4.000e+03    4.604e-05    4.472e-06      -46.21°      -91.12°
    5       5.000e+03    1.414e-04    1.374e-05       88.98°       44.06°
    6       6.000e+03    1.051e-04    1.021e-05      110.27°       65.36°
    7       7.000e+03    9.747e-05    9.469e-06       95.88°       50.97°
    8       8.000e+03    1.080e-04    1.049e-05      102.00°       57.09°
    9       9.000e+03    1.007e-04    9.781e-06      104.35°       59.44°
Total Harmonic Distortion: 0.009284%(0.018484%)

schematics_power.thumb.png.7d37e0fd1c612f00391f0b72c897d688.png

spectrum_power.thumb.png.02e5c598380ef0f68db38d1474549307.png

 

 

Edited by kdas

Share this post


Link to post
Share on other sites

Перепробовав разные лампы в моделях я понял, что ключевая настройка - это подбор наиболее линейного участка характеристики лампы при определённом постоянном токе. Для разных ламп он разный.

Остаётся только один вопрос. А нужны ли нам такие параметры, чтобы усилитель "зазвучал"? Вот Nelson Pass думал немного иначе. Он затрагивает тему нелинейности воздушных колебаний и, по его мнению, немного нелинейности звуку не помешает, а даже наоборот. Но это уже другая тема. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Сами наушники у Вас не вносят искажений? Даже при передаче тока, если стоит электродинамическая катушка, на неё имеются фазовые и динамические искажения из-за противо-ЭДС переходного процесса. 

 Возможно, Вы ещё в начале поиска оптимального варианта. Известно, что минимальные искажения вносит электростатический преобразователь...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Руководство для разработчика приложений на базе STM32WB55

Представив двухъядерные беспроводные микроконтроллеры STM32WB для IoT-приложений, компания STMicroelectronics предлагает разработчикам экосистему, включающую в себя отладочные платы, примеры кода для микроконтроллера, готовое ПО всех уровней и большой массив документации.

Читать статью

9 часов назад, kdas сказал:

I_Avals, Вы были правы, это фигня какая-то.

 Извините, конечно, но и это тоже. Вы имеете 2-х каскадный усилитель, охваченный 100% ООС. Иначе, повторитель. Но! Давайте посмотрим на усилитель, как таковой.

Amp.JPG.6e4225d319167ceb721423d354f12f90.JPG

Несложно видеть, что усиление первого каскада (лампы) -2,2 дБ!! Минус! Транзистор даёт 33,4 дБ, разомкнутый Ку, соответственно, 31,2 дБ. Для второго случая (10 мА и 1,5 А). всё совсем плачевно. Усиление лампы минус 9,4 дб (!!!!), транзистора 40,8 дБ, общее усиление не изменилось - 31,4 дБ. Ка Вы понимаете, в этом случае говорить о "руководящей роли" лампы как минимум, безыдейно. Второй "подводный камень" - напряжение на нагрузке. Оно априорно не может превысить напряжение смещения лампы. Это 0,9 Вольт для первого случая и 0,4 для второго . Предельные выходные мощности 12 мВатт и 2,5 мВатт, соответственно. Извините, для усилителя с током покоя в 1,5 А это глупо.

Если непременно хочется играться с этой схемой - доведите её до ума.

Amp1.JPG.069efc2c0fe9264eec8d1f9cc5efcd6d.JPG

Это, по крайней мере, увеличит выходную мощность мин до 150 - 200 мВАатт. И ещё. - Это повторитель. Ку = ~ 1. А это может создать проблемы при работе с низкоуровневыми источниками. Я бы сделал усиление, хотя бы, 10 дБ.

Amp2.JPG.7f5efd4b9db5c38b0dff9d1e619ec897.JPG

Это избавит схему от "ненавистного" ОУ, но и увеличит искажения. Впрочем, не смертельно. "0" на выходе, в реальной схеме, устанавливается подбором R3.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну это понятно, конечно. Наушники хорошие денег стоят. И, возможно, при наличии хорошего аудиотракта, приобрету что-нибудь более интересное, чем мои Сенхи 215-е. Например, 600-е.

Электростаты - это отдельная тема. И кстати, не такая уж фантастическая судя по форумам. Ждёт своего часа...

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

DC/DC-преобразователи: принципы работы и уникальные решения Maxim Integrated

Что нового можно сказать про DC/DC? Написаны десятки статей, а самостоятельное изготовление преобразователя мощностью от единиц Вт до нескольких кВт даже в домашних условиях не составляет большого труда. Тем не менее, когда речь идет о микро-, или даже нано-ваттах, проектировщик может столкнуться с рядом трудностей. Разработка устройства с батарейным питанием весьма малой мощности – одна из наиболее актуальных и интересных задач во время всепроникающего интернета вещей. А грамотная схемотехника системы питания не возможна без знания основ работы DC/DC преобразователей. Освежить базовые знания и узнать об особенностях проектирования узлов питания мобильного устройства с оптимальным энергопотреблением можно из следующей статьи

Подробнее

21 минуту назад, I_Avals сказал:

Вы имеете 2-х каскадный усилитель, охваченный 100% ООС. Иначе, повторитель.

Естественно, это повторитель. Разговор именно о выходном каскаде идёт. Усиление по напряжению должно быть раньше сделано.

21 минуту назад, I_Avals сказал:

Предельные выходные мощности 12 мВатт и 2,5 мВатт, соответственно.

Вот это я не совсем понял. Мои цифры получены симуляцией при 2 и 15В входного и ~1.9 и ~10В выходного на нагрузках 32 и 8 Ом соответственно. LTSpice врёт?

22 минуты назад, I_Avals сказал:

Если непременно хочется играться с этой схемой - доведите её до ума.

Исходная схема немного другая, но мне не удаётся выявить разницу в выходных параметрах если я подключаю нижний ИТ на землю и дополнительному отрицательному ИП. Возможно, это то, что надо, чтобы триод нормально работать стал в реальности?

schematics_power_minus.thumb.png.948d5cb610859a68bb9a9a4b66b7628b.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 минуту назад, kdas сказал:

Возможно, это то, что надо, чтобы триод нормально работать стал в реальности?

Нет, это надо, чтобы источник тока I2 нормально работал в реальности.

Share this post


Link to post
Share on other sites
20 минут назад, kdas сказал:

 LTSpice врёт?

Не врёт. Ваша последняя схема не имеет никаких преимуществ. Смещение триода можно организовать от резистора, включенного между катодом-стоком и ИТ, чтобы не городить двухполярного питания.

Edited by Iskandr

Share this post


Link to post
Share on other sites
22 минуты назад, kdas сказал:

Вот это я не совсем понял. Мои цифры получены симуляцией при 2 и 15В входного и ~1.9 и ~10В выходного на нагрузках 32 и 8 Ом соответственно. LTSpice врёт?

Неа. Не врёт. Симулирует. Посмотрите осциллограмму на катоде  триода и попытайтесь понять, откуда там берётся двойной размах в 30 Вольт. И подумайте, будет ли всё так красиво не "на бумажке". 

8 минут назад, Iskandr сказал:

Ваша последняя схема не имеет никаких преимуществ.

Если не считать того, что она будет работать "в железе". А так - да, никаких.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, I_Avals сказал:

Если не считать того, что она будет работать "в железе".

А что не так с железом? Тот же Креймер "снизу", К<1.

Разделительный конденсатор на вход, естественно.

Kreimer.thumb.jpg.8e391ed126a081015005d09e8a5f07c1.jpg

Edited by Iskandr

Share this post


Link to post
Share on other sites

Тот же Креймер "снизу" - смеётесь? Или, правда, не понимаете? По описанию, ток покоя составляет 100 мА. Иначе, на R6 падает 6,4 Вольта. При нагрузке в 32 Ома теоретический размах, до ограничения, Um = 6..4 x 32 / (64 + 32) = 2.13 Вольта, что соответствует мощности в 35 мВатт. На самом деле, меньше.

То, что Вы нарисовали внизу, принципиально отличается от того, что моделировал и обсуждал kdas. В оригинале Креймера, на R4 падает 6,4 + 3,6 = 10 Вольт, в Вашем Варианте - 3,6. И смещение сетки лампы принципиально другое.Так что, давайте говорить об одной и той же схеме. Ваша же "доработка", требует дальнейшей доработки. Если в схеме нет дросселя, как нагрузки, то предполагается наличие некоего падения напряжения на "анодном" (R6) или "катодном" сопротивлении (ИТ в Вашей схеме). Эта задача не решена. Накидать идей, нарисованных "на бумажке" не сложно. Особенно, с использованием идеальных элементов.Труднее сделать так, чтобы это работало в "железе". Нарисуйте Ваш ИТ не теоретическим значком, а в реальных элементах - быстро нарвётесь на кучу "подводных камней".

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, I_Avals сказал:

Так что, давайте говорить об одной и той же схеме.

Давайте. А какие противопоказания установить смещение сетки делителем с основного источника? Второй источник всё же усложняет схему.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Никаких, кроме того, что он у Вас не показан. "Сырые" идеи, требующие множества постов для уточнений и дополнений - что в этом хорошего? Так можно год "конструировать".

Share this post


Link to post
Share on other sites

Золотые слова, применительно к схеме из первого поста.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Нарисовалась реальная схема с ИТ на россыпи. Показатели по-прежнему, высочайшие:

Цитата

Harmonic    Frequency     Fourier     Normalized     Phase      Normalized
 Number       [Hz]       Component     Component    [degree]    Phase [deg]
    1       1.000e+03    1.877e+00    1.000e+00       14.04°        0.00°
    2       2.000e+03    7.263e-05    3.870e-05       23.30°        9.27°
    3       3.000e+03    3.081e-05    1.641e-05       55.13°       41.09°
    4       4.000e+03    8.796e-06    4.687e-06      122.39°      108.35°
    5       5.000e+03    5.491e-06    2.926e-06       97.73°       83.70°
    6       6.000e+03    6.405e-06    3.413e-06       96.50°       82.46°
    7       7.000e+03    6.352e-06    3.384e-06       99.95°       85.91°
    8       8.000e+03    6.268e-06    3.340e-06      101.20°       87.17°
    9       9.000e+03    6.218e-06    3.313e-06      102.58°       88.54°
Total Harmonic Distortion: 0.004293%(0.013659%)

Вопрос только в том, насколько она в "железе" будет отличаться от симуляции...

supertriod_schematics_real.thumb.png.9d24e804f85c89f4fb6f6a35e874d8b8.png

R9 и R10 только для контроля тока в симуляторе, так что не обращайте на них внимание.

Если убрать триод с обвязкой и заменить его на делитель смещения затвора, то получится классический повторитель на полевике почти как у Чуфолли.

И, кстати, можно ли от нижнего ИП запитать накал заодно через отрицательный стабилизатор? Вроде смещение как раз, что надо...

Edited by kdas

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ещё бы от выходного конденсатора избавиться с помощью серво, то вообще бы идеально было :crazy:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Точно же, простите за невнимательность. Правда при введении ОУ почему-то вторая гармоника стала меньше третьей, что совсем не "лампово":) . Пришлось ввести C1R14 для делинеаризации триода.

Цитата

Harmonic    Frequency     Fourier     Normalized     Phase      Normalized
 Number       [Hz]       Component     Component    [degree]    Phase [deg]
    1       1.000e+03    1.933e+00    1.000e+00        0.19°        0.00°
    2       2.000e+03    1.114e-04    5.764e-05      -82.85°      -83.04°
    3       3.000e+03    4.656e-05    2.409e-05        5.34°        5.15°
    4       4.000e+03    7.874e-06    4.074e-06       98.86°       98.67°
    5       5.000e+03    1.740e-06    9.001e-07     -160.47°     -160.65°
    6       6.000e+03    6.355e-07    3.288e-07      -68.71°      -68.89°
    7       7.000e+03    2.881e-07    1.490e-07      -35.98°      -36.17°
    8       8.000e+03    2.257e-07    1.168e-07      -48.19°      -48.38°
    9       9.000e+03    2.584e-07    1.337e-07      -48.50°      -48.69°
Total Harmonic Distortion: 0.006261%(0.013996%)

supertriod_schematics_ocl.thumb.png.2974da777a049582221f15e124e4c165.png

А вот кстати, в качестве ИТ тут LM317HV можно использовать?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
26 минут назад, kdas сказал:

Пришлось ввести C1R14 для делинеаризации триода.

Тогда проще выбросить верхний ИТ и заменить его резистором. Меньше будет деталек...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Иногда не понимаю людей... Столько мук творчества и энергозатрат на тепло, лишь бы не мотать трансформатор и обойтись одной лампой.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Все люди разные :).

Да и какие же это мучения? Лёжа то на диване, да в компании умных людей. Это просто отдых :i-m_so_happy:

А заодно и попытка выбросить нелинейный элемент из пути сигнала небольшим усложнением обвязки того же самого триода.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, Alex-007 сказал:

Тогда проще выбросить верхний ИТ и заменить его резистором

Нее, тут нужна точная настройка на токовый режим. А потом слегка, управляемо подгрузить триод по переменному току. Мы ведь тут "болид Формулы-1" конструируем ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

попытка выбросить нелинейный элемент из пути сигнала - поверьте, IRF куда как нелинейнее трансформатора.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, kdas сказал:

Нее, тут нужна точная настройка на токовый режим.

Фраза совершенно непонятна.

1 час назад, kdas сказал:

А потом слегка, управляемо подгрузить триод по переменному току.

4,7 кОм в аноде - это "слегка" подгрузить?! Ну - ну.

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 часа назад, Alex-007 сказал:

Фраза совершенно непонятна

Судя по моделированию, при определённом напряжении питания надо точно подбирать ток триода для минимума искажений. Там есть оптимальная точка.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

  • Similar Content

    • By niko84
      мужики подскажите подаю на усилитель синусоиду 1000 гц  нормальная синусоида,начиная с 8 кгц и до 20 кгц на выходе треугольник,на входе норм при этом,куда копать не знаю,схемы нет усилитель симметричный,после уже первого каскада идет треугольник,,,вот фото мож у кого такой есть

    • By Postal
      Доброго времени суток! Попала мне в руки АС jetbalance jb-641, у которой работает только сабвуфер, а мелкие колонки молчат. Светодиодная индикация громкости уровень сигнала показывает только когда громкость увеличиваю так, что саб довольно громко начинает звучать. В колонках при регулировке слышен слабый звуковой сигнал типа писка и стандартный легкий шум (типа когда сигнала нет). Подключаю к компу через кабель 3,5- 2 тюльпана, кабель гарантированно рабочий, другие колонки работают от него нормально. Регулировка громкости, тональности работает. Кто сталкивался с таким, куда копать рекомендуете?
      JB-641.Схема.pdf
    • By volant
      Продам несколько лишних ТОРов. На выходе 2*14 Вольт, 5 Ампер. Мощность одного 140 ВА. Планировались отдельно в плюсовое и минусовое плечи блока питания. Например, так сделано в моем Pioneer A-717. Продаются парами, цена за пару что на фото 1000 руб. плюс пересыл из Новосибирска. Пересыл возможен почтой РФ или ТК (предпочтительно ПЭК). Позже добавлю еще несколько. Можете забрать сразу несколько пар, при этом доставка ТК ПЭК до Москвы например обойдется в 500 руб. за всю посылку. Ниже фото, рисунок на листе А3. На вопросы с удовольствием отвечу. 
      Крайние фото - примеры из сети. Примерно так буду делать сам. 
       
       
       
       








    • By Константин Лысаков
      Здравствуйте уважаемые форумчане, с самого начала моего знакомства с электроникой находил все ответы на казалось неразрешимые вопросы на вашем форуме. Но вот возник такой,на который ответа у вас пока нет.Виновник торжества- Кумир у001 взят в ушатанном состоянии,электролиты(любимая здесь тема) поменяны,заменены пробитые транзисторы,диоды. Как итог проделанной работы-запел один канал,чудно запел,а вот второй не даёт покоя третий день. Ноль на выходе выставлен,ток покоя тоже (положение резисторов почти как на заводской установке)После подключения кабеля на вход УМ,либо при подключении предусилителя к УМ,волнообразно нарастает и спадает ток потребления оконечных транзисторов, и напряжение на коллекторе транзистора V11(он исправен)   с изменением гула трансформатора и нагревом резистора R54. Почти все транзисторы и диоды выпаяны,проверены и установлены,остальные проверены на плате. Напряжение с замкнутым входом на контрольных точках соответствует указанным схеме. Буду очень благодарен за помощь. Схема прилагается.kumir_u001s_instr (1).djvu
    • By Егор Засекреченно
      Достался электрофон 307с-1. Захотел запустить его. Механику починил, диск вращается, иглу купил. Но звука нет и не знаю на каком моменте он пропадает.
      Прозвонил от иглы до провода, контакт есть. Что и как проверять внутри блока с усилителем и динамиками не представляю
      Подскажите, пожалуйста, куда копать и что проверять
  • Сообщения

    • Неее,Манька его как раз и износиловала,потом проснулась ,отрезвев и решила поиметь их ещё раз,заяву накатала...
    • Да я уже разобрался.  Мы в очередной раз наблюдаем классическую для советской пропаганды подмену понятий, а именно - мотивация преступления выдается за его оправдание. Утрированно это выглядит так. Ганс и malennich по предварительному сговору изнасиловали Маньку. В суде malennich заявил, что он не виноват потому, что: 1. Первым Маньку трахнул Ганс. 2. Манька - проститутка. 3. Манька была пьяная.
    • Ну зазубрины от пасатиж убрать громко,заклеить отвалится, выбросить нахрен тогда устройство ,что не возможно сделать...я сказал что думаю. Зазубрины шкуркой одна минута убрать.. . Неее,ты не друг китайца, китаец бы тебе сотню вариантов поедложил
    • Все страны что вякают на действия ссср,пусть вернут свои земли обретенные после окончания ВОВ ,тот кто принимает дейстаия и считают раздел-передел правильными,пусть остаются как есть,и вот тогда видно будет кто есть кто....
    • Молярный что ли? К неровным поверхностям он прилегает со складками, а когда отвалится, могут остаться следы клея. А можно полоску ткани приклеить на эластичный клей типа момента?
    • Никогда не владел фордовской магнитолой, поэтому возник вопрос: а разве там есть функция, позволяющая раздельно настраивать АЧХ фронта и тыла?
×
×
  • Create New...