ГУ50 в ультралинейном включении выходного РР каскада.

[SamVal 9]

Лампа гу50 давно и широко применяется в выходных каскадах УНЧ.

Однако, как правило, в пентодном или псевдотриодном включении.

Схемы с ультралинейным включением в интернете встречается редко, а данных о режимах - оптимальном Raa, количественном соотношении первичной и экранной обмоток в УЛ включении выходного трансформатора отсутствуют.

Единственное что удалось найти - это статья Станислава Малечека в польском журнале Elektronika Praktyczna 4/2008.
Но там указаны лишь Raa=5к и Ia=35mA, которые как оказалось не являются оптимальными. Но об этом чуть позже. 

Попробуем отсутствующие данные найти экспериментально.

В процессе опытов были исследованы схемы включения ламп  выходного каскада:
1. Обычное УЛ включение с отводом для экранной сетки от первычной обмотки выходного трансформатора.
2. Каскад с катодными обмотками.
3. Каскад  с отдельными обмотками выходного трансформатора для экранных сеток.

В качестве экспериментального трансформатора использован ТС 270 с домотанными обмотками (на рисунке выделены красным).

Конфигурация трансформатора позволяет сделать УЛ отводы:
N=0.24(p=5.6%)
N=0.42(p=18%)
N=0.56(p=31%)
N=0.69(p=48%)
Здесь N=Wэкр/Wперв, p=(Wэкр/Wперв)^2.
Вторичная обмотка может быть от 42 до 132 витков, что позволяет изменять Raa в пределах достаточных для нахождения его оптимального значения.
В качестве драйвера использован классический Вильямсон.

Итак, начнем.

1. Обычное УЛ включение с отводом для экранной сетки от первичной обмотки выходного трансформатора.

В качестве питающего напряжения используется постоянное 468В. Такое выдает имеющийся в наличии силовой трансформатор.
Схема:

Изменение коэффициента ультралинейного отвода делался при токах анодов 40, 50, 60, 75мА. При каждом режиме подбирался оптимальный Raa.
Rнагр=8Ом.
Оптимальные результаты достигнуты при анодных токах выходных ламп 60мА и сведены в таблицу:

Величина ОООС в 12дБ выбрана как максимально возможная для получения устойчивости при  монтаже на монтажной плате и экспериментальном (далеком от совершенства) выходном трансформаторе
Экранные сетки по постоянному току потребляют порядка 2мА, что соответствует рассеиваемой мощности Р=0,92Вт (Рмах=5Вт).
Мощность, рассеиваемая на каждом из анодов выходных ламп Ра=27,8Вт (Рмах=40Вт).

На основании данных в качестве оптимального можно выбрать процент отвода N=0.56(p=31%).

В порядке любознательности проверил усилитель с режимами Станислава Малечека.

Очевидно, что его показатели при невысоких мощностях проигрывают вышеприведенным.

Продолжение следует...

Edited November 9, 2020 by SamVal

[Adver 220]

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН (Экспресс изготовление за 24 часа!)

Сборка высококачественных печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотрщик Gerber-файлов от PCBWay!

Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6.

Студенческое спонсорство

[SamVal 9]

2. Каскад с катодными обмотками.

В  статье В.Лабутина "Ультралинейный усилитель" (Радио №11/1958) утверждается, что 
"Дальнейшее улучшение характеристик ультралинейного усилителя достигается перенесением в катодную цепь той части первичной обмотки, которая вводилась в экранную цепь сетки." 
Далее В. Лабутин поправляется, что переносить нужно не всю обмотку, а лишь часть её, сохраняя остальную часть в анодной цепи.
То есть получается ультралинейный каскад по экранной сетке плюс катодная обмотка. 

Признаюсь сразу, что проанализировать данную схему с налета не получилось из-за ограниченных возможностей экспериментального выходного трансформатора. Оставил это на потом.

А вот с чисто катодной обмоткой более-менее приемлимые результаты получить удалось.
Схема выходного каскада изменилась следующим образом:

Проанализированы следующие соотношения катодной и первичной обмоток (Wперв это сумма витков катодной и анодной обмоток) : 
Wко/Wперв=10%
Wко/Wперв=18%
Wко/Wперв=23%

Наилучшие результаты получены при Wко/Wперв=10%.
Измерения проводились при напряжениях экранной сетки 350 и 250В.
Результаты сведены в таблицу:

Оптимальными режимами каскада являются Ia=60мА, Uэкр=250В, Wко/Wперв=10%, Raa= 10,5к.
Очевидно что по сравнению с предыдущим вариантом включения ламп выходного каскада особого прорыва не получилось...

Продолжение следует...

Edited November 9, 2020 by SamVal

[Adver 220]

Изготовление 2-х слойных плат от 2$, а 4-х слойных от 5$!

Быстрое изготовление прототипа платы всего за 24 часа! Прямая доставка с нашей фабрики!

Смотрите видео о фабрике JLCPCB: https://youtu.be/_XCznQFV-Mw

Посетите первую электронную выставку JLCPCB https://jlcpcb.com/E-exhibition чтобы получить купоны и выиграть iPhone 12, 3D-принтер и так далее...

[тимвал 835]

Из этого трансформатора ТВЗ никакой.  Все остальные потуги  бесполезны.

[Adver 220]

Безмостовые ККМ для 99% КПД!

Схема коррекции коэффициента мощности (ККМ) на основе так называемого «тотемного столба» (Totem Pole) обладает минимально возможными потерями и потенциально может обеспечить самые жесткие требования к энергоэффективности источников питания. Компания Wolfspeed представляет референсную разработку – плату ККМ CRD-02AD065N на базе собственных карбид-кремниевых MOSFET и диодов с наилучшими в отрасли характеристиками.

Подробнее

[SamVal 9]

58 минут назад, тимвал сказал:

Из этого трансформатора ТВЗ никакой. 

А кто сказал что он будет в конечной конструкции?
Это экспериментальный вариант для отработки режимов и принципов.

 

1 час назад, тимвал сказал:

Все остальные потуги  бесполезны.

Какие?
 

[Adver 220]

Гибридные IGBT - сила Si и SiC в одном корпусе!

Компания Infineon представила новые гибридные IGBT-транзисторы на 650 В, которые сочетают в себе преимущества технологий TRENCHSTOP и CoolSiC. Использование SiC-диода Шоттки позволяет значительно расширить возможности IGBT и снизить уровень энергии, необходимой для включения транзистора (Eon), а также уменьшить потери на переключение.

Подробнее

[SamVal 9]

3. Каскад  с отдельными обмотками выходного трансформатора для экранных сеток.

Такая организация ультралинейного каскада известна давно. Её принцип заключается в намотке для экранной сетки отдельной обмотки, которая гальванически не связана с анодной обмоткой.

Один конец такой обмотки соединяется с экранной сеткой, другой - с опорным напряжением.

Схема выходного каскада изменилась следующим образом:

Основной параметр который нужно определить, это соотношение витков экранной и анодной обмотки N=Wэкр/Wперв.

В процессе экспериментов исследованы соотношения:
N=0.6
N=0.37
N=0.3
N=0.23

Наилучшим оказался N=0.3

В качестве опорного напряжения на экранные сетки использовались 250, 300, 350В.
Наилучшие характеристики достигнуты при 350В.

Так как результаты измерений меня приятно удивили, приведу их более подробно.

Для наглядности - диаграмма.

Больше всего меня поразило то что этот каскад прекрасно работает и без ОООС. 
38,6 Вт без ОООС при THD=1% - это удивляет и радует. 
Но есть и ложка дегтя - высокое выходное сопротивление.
Для его уменьшения необходима ОООС. При ОООС=12дБ выходная мощность возрастает до 48,9Вт при THD=1%.

Дальнейшее увеличение выходной мощности возможно при увеличении анодного напряжения.
Например, при анодном 740В выходная мощность без ОООС увеличится  до 48 Вт (THD=1%), при ОООС=12 дБ она увеличится до 56 Вт  (THD=1%).

Ну что-ж, потуги оказались не напрасны - наилучший на данный момент принцип организации выходного УЛ каскада найден. Можно приступать к намотке нормального ТВЗ.

Edited November 10, 2020 by SamVal

[Adver 235]

Вебинар «Параметры выше, цена ниже. Обновление в линейке AC/DC- и DC/DC-преобразователей MORNSUN» (26.01.2021)

Приглашаем 26 января на бесплатный вебинар, посвящённый преимуществам и отличиям новых источников питания и DC/DC-преобразователей Mornsun. На вебинаре будут рассмотрены изолированные и неизолированные DC/DC-преобразователи последнего, четвертого, поколения (R4) и компактные модульные источники питания второго и третьего поколений (семейства LS/R3 и LD/R2) на плату. Рассмотрим новую группу продукции – встраиваемые источники питания в кожухе.

Подробнее

[рижанин 23]

21 минуту назад, SamVal сказал:

Можно приступать к намотке нормального ТВЗ.

В вашей таблице Raa указано одинаковое как для варианта с ОС, так и без неё. Обычно при включении ОС оптимальная нагрузка меняется (особенно при глубине в 12дБ). Не мешало-бы перепроверить, пока  не стали мотать.

И ещё, по вашей схеме. Напряжения на ней ,вероятно, указаны относительно общего провода. Тогда в точках соединений катодов вых. ламп с R21 R22 не будет 55-60мВ. Если это измерено относительно точки соединения  R19-R21-R22, то лучше это указывать, или отмечать стрелками.

По вых. мощности уже получаются красивые цифры, но без ОООС вых. сопротивление действительно никуда не годится. Могут получиться неприятные гулы и резонансы на НЧ.

[SamVal 9]

1 час назад, рижанин сказал:

 Обычно при включении ОС оптимальная нагрузка меняется (особенно при глубине в 12дБ). 

Несомненно.
Но без ОООС данную схему использовать нецелесообразно.
Поэтому оптимальное Raa для каскада без ОООС не подбирал. 

 

1 час назад, рижанин сказал:

R21 R22 не будет 55-60мВ. 

Да, это падение напряжения именно на резисторах. 

Edited November 10, 2020 by SamVal

[Adver 220]

[I_Avals 2751]

Just now, рижанин said:

в точках соединений катодов вых. ламп с R21 R22 не будет 55-60мВ.

Вопрос обсуждался почти пол года назад

On 6/19/2020 at 10:30 PM, I_Avals said:

у Вас на схеме, на катодах выходных ламп, указано напряжение +0,045 Вольт. Если не указано иное, то, по умолчанию, напряжение всегда измеряется относительно общего провода. Допустим, я понимаю, что имеется ввиду ток покоя в 45 мА, измеренный по падению напряжения на R16 и R17. Но, у Вас то это не указано! Дано напряжение на катодах! И, какой нибудь начинающий легко может пытаться выставить это напряжение, измеряя относительно земли. SamVal! Ещё раз повторю! То, что кажется очевидным Вам, вовсе не всегда очевидно для окружающих. Пишите тему для всех? Так и пишите её понятно всем. Цивилизованно. Как статью в журнале "Радио". Рассчитанную на широкий круг читателей.

Тогда же SamVal признался

On 6/20/2020 at 11:52 AM, SamVal said:

Это моя недоработка. 
Ведь хотел же указать это на схеме, да поленился, подумал что и так все понятно.... Ан-нет...
Уважаемый Вячеслав! Ты оказался прав.

Но, по ходу, своего отношения к стилю изложения не изменил. Ему понятно, а проблемы индейцев шерифа, как известно, не волнуют.

Just now, SamVal said:

Это падение напряжения именно на резисторах.

Скромно замечу - из этой схемы это не следует. Равно, как и из предыдущих. Специалист разберётся. Но, неплохо бы следовать общепринятым правилам, интуитивно понятным даже начинающим.

[I_Avals 2751]

3 hours ago, I_Avals said:

Специалист разберётся.

Извините, я ошибся. Сильно. Как работает двухтакт, у которого первичные обмотки выходного трансформатора включены встречно, т.е, переменные магнитные потоки, создаваемые ими, противофазы и взаимно компенсируются, а токи покоя, наоборот, намагничивают сердечник, я представить себе не могу. SamVal! Рисуя схемы, по всему, копипастом (чуть ли не все резисторы одноваттные), Вы не даёте себе труда даже в минимальной степени проверить их на соответствие разумности. Скажем так - на теоретическую работоспособность. Возможно, Вы витаете в столь высоких материях, что подобные мелочи для Вас уже не существенны. И правда, какая разница, как обозначить элемент на схеме, подписать номинал или указать значение напряжения? Можно полностью исключить из схемы цепи смещения выходных ламп. Всё же и так понятно! Жаль, только Вам одному. У остальных, как видите, возникают вопросы. Можно, к стати, и не обозначать. Пусть начинающие поищут электролит С10, на 220 мкФ и с рабочим напряжением Вольт 700. На 630, худо бедно, ищется. Но, это без запаса. И, не у нас. Если с запасом, множим цену на 10. Можно поставить последовательно пару 470 uF, 350 Вольт, или три 680 uF, 250 Вольт. Но, это ж столько лишнего рисовать!  А Ваш девиз

On 6/20/2020 at 11:52 AM, SamVal said:

хотел же указать это на схеме, да поленился

Говорят, что совершенно все равно, в каком порядке стоят буквы в слове. Самое главное, что первая и последняя буквы должны стоять на своих местах. Остальное можно прочитать. Пример - Из весх жвыих стесщув тьокло чвеолкеу сотневсвейн семх. Читается, не так ли? Правда, исключительно при условии, что правильное написание всех слов известно. И контекст знаком. Или, хотя бы, интуитивно понятен. Если же слово не известно - восстановить его правильное написание невозможно. Не каждый сообразит, что за набором букв птинцевыпрей кроется слово перцептивный. Это я о начинающих, которым, возможно, придётся понимать нарисованное Вами. SamVal! Ваши схемы напоминают мне эту фразу. Их можно прочесть. Но, как то не по людски написано. Небрежно. Что б не сказать - пренебрежительно.

[SamVal 9]

8 часов назад, I_Avals сказал:

 Как работает двухтакт, у которого первичные обмотки выходного трансформатора включены встречно,

Катушки намотаны в разных направлениях (одна по часовой стрелке, вторая-против).

8 часов назад, I_Avals сказал:

 У остальных, как видите, возникают вопросы

Для того и форум. И на вопросы я всегда отвечу.

8 часов назад, I_Avals сказал:

Это я о начинающих,

Так может начинающим указывать  направление движения и спин электронов?

8 часов назад, I_Avals сказал:

Можно полностью исключить из схемы цепи смещения выходных ламп

Можно и нужно. Тема посвящена совершенно другому -  принципам схемотехники выходного каскада. 

8 часов назад, I_Avals сказал:

 Но, как то не по людски написано. 

Для того кто интересуется подобной темой, информации вполне достаточно. 
Если что-то непонятно, я готов отвечать на вопросы.
 

Edited November 11, 2020 by SamVal

[I_Avals 2751]

4 hours ago, SamVal said:

Катушки намотаны в разных направлениях

Технологически, да. Но, на ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ принципиальных схемах, люди грамотные, всегда показывают ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, а не геометрические начала и концы. Это даёт информацию о фазовых соотношениях сигналов в обмотках трансформаторов. 

4 hours ago, SamVal said:

Так может начинающим указывать  направление движения и спин электронов?

Поюродствовали? Похвалили себя за "оригинальность" мышления? Форум, хотя и тематический, не ориентирован исключительно на узких высокообразованных специалистов. Которым и намёка хватит.  Специалистам ни Ваши, ни мои темы не интересны. У них полно своих идей и  разработок. А вот люди, зачастую не электронщики, желающие приобщиться, ищущие рабочие схемы и есть те самые начинающие. По незнанию сомневающиеся и задающие вопросы по, казалось бы, очевидным (для специалиста) вещам. И их интересы стоит учитывать. Иначе, кому адресована Ваша тема, со схемами, которые понятны только Вам и не нужны специалистам?

4 hours ago, SamVal said:

Тема посвящена совершенно другому -  принципам схемотехники выходного каскада.

Тогда, будьте последовательны. Не останавливайтесь на достигнутом. Исключите, вместе с цепями смещения, всё, к теме прямо не относящееся - цепи питания и предварительные каскады. Ну, раз тема посвящена именно  принципам схемотехники выходного каскада. А всё остальное, оно же и так понятно. Как, в прочем, и принципы схемотехники выходного каскада, ничем не отличающиеся от опубликованных почти век назад в учебниках.

4 hours ago, SamVal said:

я готов отвечать на вопросы.

Знаете. А это метод. Публикуем заведомо спорные схемы, высказывания, режимы. Которые провоцируют всплеск недоумения публики и Ваши последующие пояснения. Главное - в теме появляются новые сообщения. И люди, заходящие в тему поинтересоваться, что там новенького. Это крутит счётчик посещаемости. Да и тема в топе. Жаль, не Вы это придумали. Василичь практиковал подобное постоянно. Причём, с оскорблениями. Чтобы подольше поддержать народные волнения. А потом бил себя в грудь, мол темы мои самые посещаемые. Но, не стало Крымского Хама, возмутителя спокойствия. И темы его, ранее искусственно гальванизированные, теперь спокойно погружаются в небытие. Что есть естественное, нормальное и неизбежное конечное состояние любой темы,  на любом форуме.