Перейти к содержанию

Супертриод для наушников и не только


Рекомендуемые сообщения

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

 

 

Изменено пользователем kdas
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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. 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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...

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

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.

Гуглите и обрящете!

No one is perfect.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. 

Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств. Подробнее параметры и результаты тестов новой серии PLM по ссылке.

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

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...

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

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

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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.

Изменено пользователем Iskandr
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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.

Гуглите и обрящете!

No one is perfect.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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

Изменено пользователем Iskandr
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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".

Гуглите и обрящете!

No one is perfect.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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".

Гуглите и обрящете!

No one is perfect.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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...

Изменено пользователем kdas
Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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?

 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

26 минут назад, kdas сказал:

Пришлось ввести C1R14 для делинеаризации триода.

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

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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

Гуглите и обрящете!

No one is perfect.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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 ;)

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

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.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Гость
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Восстановить форматирование

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

Загрузка...
  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
×
×
  • Создать...