Усилитель Ясного Сокола на трех деталях

  • Автор темы Ясный Сокол
Архив форума — только чтение
Я

Ясный Сокол

Местный
Темы объединены. [Tommy]

Находясь в этой ветке как в Мире Мощности Звуков, попробую описать одну на мой взгляд, интересную концепцию.

Усилитель на трех деталях.

Лампа WE 437А, имеет режим 190В, мю=43, Ri=900 ом, на сетке -3В, ставится в обычный триодный каскад. Ток Ia=24 ма втекает в базу транзистора pnp, мощностью порядка 200 ватт и с рабочим напряжением до 100В, бета скажем = 70-100.
Эмиттер транзистора нагружен на выходной трансформатор с коэф. трансформации 4:1.
Второй конец первички ТВЗ упирается в анодное питание лампы, а коллектор транзистора питается от своего отдельного БП, скажем, на 60В.
25 ма в базе превращается примерно в 2А тока в транзисторе, на котором выделяется 120 ватт. Современные радиаторы такое позволяют. Например, фисшер на 200х300 мм, ребра 70 мм, тепловое сопротивление 0.2 градуса на ватт. Отвод тепла главным образом за счет излучения (могу привести ссылку на методику расчета радиаторов), но цифра 0.2 приведена производителем. Я насчитал похожую величину.

Основной вопрос - как реализовать трансформатор, и какие к нему требования?
Во первых, при амплитуде сигнала на аноде 50В во вторичке будет 12.5В, что на нагрузке 8 ватт даст 9.7 полезных ватта, или в два раза больше на 4 омах.
50 вольт - вполне разумная амплитуда для 437А (на входе 1.3 В).
В принципе, можно еще поднять напряжение питания транзистора если надо мошности побольше.
Ясно, что такой каскад способен отдать в нагрузку ток 2Х4=8А.
Вряд ли такое под силу ламповому усилителю. И даже не всем транзисторным.
Ясно, что можно подобрать транс с другим Ктр.
Внутреннее сопротивление источника напряжения для ТВЗ составит 900/70=13 ом.

Во-вторых, низкое выходное сопротивление источника и большой ток позволяет сколь угодно секционировать трансформатор (емкости практически не существенны). Отсюда - "неограниченное" любимое повышение полосы вверх.

Наконец, в третьих - возможен ли такой транс, и какие у него будут габариты?
Оказывается, что все вполне реально.
Если выбрать каркас по списку у Аркадия Долинского 170с (площадь железа около 30 кв.см), то в программе TrancCalc удается получить параметры - сопротивление первички 1.2 ома, выходное сопротивление усилителя примерно 0.7 ом. Полоса примерно 5Гц-70 кГц. Это в расчете на 5+4 секций, но как я говорил, можно их увеличить.

Очевидно, что если взять железяку побольше, то и результат будет получше. В номенклатуре немецкого железа есть такие сердечники.

Интересующимся могу подарить расчет для сердечника 170с. :)
 
V

vokivon

Местный
Находясь в этой ветке как в Мире Мощности Звуков, попробую описать одну на мой взгляд, интересную концепцию.

Усилитель на трех деталях.

Лампа WE 437А, имеет режим 190В, мю=43, Ri=900 ом, на сетке -3В, ставится в обычный триодный каскад. Ток Ia=24 ма втекает в базу транзистора pnp, мощностью порядка 200 ватт и с рабочим напряжением до 100В, бета скажем = 70-100.
Эмиттер транзистора нагружен на выходной трансформатор с коэф. трансформации 4:1.
Второй конец первички ТВЗ упирается в анодное питание лампы, а коллектор транзистора питается от своего отдельного БП, скажем, на 60В.
25 ма в базе превращается примерно в 2А тока в транзисторе, на котором выделяется 120 ватт. Современные радиаторы такое позволяют. Например, фисшер на 200х300 мм, ребра 70 мм, тепловое сопротивление 0.2 градуса на ватт. Отвод тепла главным образом за счет излучения (могу привести ссылку на методику расчета радиаторов), но цифра 0.2 приведена производителем. Я насчитал похожую величину.

Основной вопрос - как реализовать трансформатор, и какие к нему требования?
Во первых, при амплитуде сигнала на аноде 50В во вторичке будет 12.5В, что на нагрузке 8 ватт даст 9.7 полезных ватта, или в два раза больше на 4 омах.
50 вольт - вполне разумная амплитуда для 437А (на входе 1.3 В).
В принципе, можно еще поднять напряжение питания транзистора если надо мошности побольше.
Ясно, что такой каскад способен отдать в нагрузку ток 2Х4=8А.
Вряд ли такое под силу ламповому усилителю. И даже не всем транзисторным.
Ясно, что можно подобрать транс с другим Ктр.
Внутреннее сопротивление источника напряжения для ТВЗ составит 900/70=13 ом.

Во-вторых, низкое выходное сопротивление источника и большой ток позволяет сколь угодно секционировать трансформатор (емкости практически не существенны). Отсюда - "неограниченное" любимое повышение полосы вверх.

Наконец, в третьих - возможен ли такой транс, и какие у него будут габариты?
Оказывается, что все вполне реально.
Если выбрать каркас по списку у Аркадия Долинского 170с (площадь железа около 30 кв.см), то в программе TrancCalc удается получить параметры - сопротивление первички 1.2 ома, выходное сопротивление усилителя примерно 0.7 ом. Полоса примерно 5Гц-70 кГц. Это в расчете на 5+4 секций, но как я говорил, можно их увеличить.

Очевидно, что если взять железяку побольше, то и результат будет получше. В номенклатуре немецкого железа есть такие сердечники.

Интересующимся могу подарить расчет для сердечника 170с. :)

Одной базой pnp-транзистора вряд ли удастся "соблюсти" рабочий ток через лампу, переход база/эммитер полупроводник всё-таки... а лампа в режиме "класса А" должна быть, для симметричного размаха анодного "звукового" тока явно чего-то не хватает. Можно схемку изобразить?
 
Я

Ясный Сокол

Местный
Ну чего там изображать? Это надо что-то рисовать.. :) Все ведь словами написано.
Стабилизироваться ток должен достаточной крутизной лампы, порядка 46 ма на вольт
 
Я

Ясный Сокол

Местный
Там же индуктивность нужна крошечная, значит можно считать транс только по индукции (что при 50 вольтах вполне реализуемо...), игнорируя индуктивность, которая необходимая и так наберется. Берем сердечник с максимально возможным сечением и минимально возможной длинной средней магнитной линии ( для экономии стоимости и массагабов железа) например путем наложения подков друг на друга (как в ОСМ-1,0)
Навскидку, при 40 квадратах и 20 герцах при 300 витках с амплитудой 50 вольт, получим индукцию 0,47 Тл.

Вот обещанный файл с расчетом транса на 170ой железке
  • SE-170c-транзистор_170с_к.zip
    459 байт
 
С

Сергей А

Member
Александр , а какой смысл в таком гибриде ? Если там есть транс ? и большой . Гибрид для его (транса) отсутствия , это положительно , транзистор с трансом -понятно , лампа с трансом- удобно . А этот зачем ?
 
Я

Ясный Сокол

Местный
Александр , а какой смысл в таком гибриде ? Если там есть транс ? и большой . Гибрид для его (транса) отсутствия , это положительно , транзистор с трансом -понятно , лампа с трансом- удобно . А этот зачем ?

Сергей, смысл в трех деталях, т.е. минимальном количестве элементов.
Гибрид хороший имеет транс, но в другом месте - межкаскадный.
Классическая схема - лампа - транс - транзистор, обычно на выходе двухтактная схема, т.е. несколько транзисторов.
Второй вариант гибрида, разработанный Семигором-Рубцовым-Васяниным - однотактный гибрид: лампа - транс - транзистор + появляется дополнительный дроссель нагрузки и проходной конденсатор ( в первом варианте Семигора - ИТ в нагрузке на доп. транзисторе).
Третий вариант - циклотрон: лампа-транс-два транзистора с двумя отдельными питаниями.

Но во всех этих вариантах основная часть схемы примерно одинакова: лампа - транс - УПТ (транзистор)
Юрий Анатольевич придерживается идеологии "наоборот": лампа - УПТ (вторая лампа) - транс, а транзисторы отвергает.


Оба подхода стремятся исключить ТВЗ - как элемент, имеющий ограничение полосы с двух сторон. И при этом Ю.А, считает, что важно иметь УПТ первым, там он считает ПСН и использует это параметр как танк Т-34 во всех обсуждениях.
Любители другого подхода (транс по середине) могли бы посчитать точно также ПСН на выходе, т.е. для своего места где УПТ (ну раз подсчтет идет для участка, где УПТ). Наверное, у них бы получился истребитель, имеющий великое количество ПСН-клавесинов (это такая величина в узких кругах, в которых решено измерять ПСН). Но они уже устали спорить.

В схеме "с тремя деталями" есть еще одно возможное преимущество - большой ток и малое сопротивление источника. Эти условия позволяют еще более оптимизировать ТВЗ, увеличить число секций, уменьшить кол-во витков, и избавиться от последнего ограничения - полосы сверху у ТВЗ. Ясно, что источник тока с 2А гораздо легче прокачает такой ТВЗ, чем лампа 50-100 ма.
Кроме того, за счет ТВЗ после транзистора создаются беспренцидентные возможности аппарата отдавать токв нагрузку - он легко может "выплюнуть" - в приведенном примере, 8А тока в нагрузку.
Если зайти с другой стороны, нормальные изменения тока через нагрузку очень мало меняют ток в транзистореб что ему на пользу.

Поэтому я и показал эту схему Ю.А., чтобы он обратил внимание на самый последний оплот врагов, и посмотрел на полосу именно в своем ТВЗ, а не в каких то идеальных местах.

Это первое.

Второе - это диалектика, переход количества в качество.
Ю.А. не использует импортных дорогих ламп, аудиофильских конденсаторов, намоленных проводов и итд. Главный его принцип - это переход количества в качество. Т.е. если конденсаторы числом со шкаф, или провод толщиной с пожарный шланг, то это решает все проблемы (и даже те, о которых раньше не знал).

Поэтому я подумал, что новая схема с качественно бОльшим током очень четко укладывается в эту диалектику. В частности, поможет преодолеть нелюбовь к транзистору.
 
A

alss

Member
...

Вот на всякий случай, чтобы было понятней. :)

Посмотреть вложение 109466
http://audioportal.su/showthread.php/42945
http://www.audioportal.com.ua/forum/viewtopic.php?f=11&t=939
http://adsh.ukrweb.net/radiohobby/viewtopic.php?id=1872
Обсуждалось, сам макетировал, но оригинальную схему. До трансформатора вместо резистора в эмиттере не дошел, т. к. понравилось в обсуждении у нас на форуме "...то уж лучше сделаю ламповый".
PS. Мне кажется, что сообщения по этой идее из этой ветки можно перенести в ветку про МиГ.
 
Stan Marsh

Stan Marsh

Местный
Но мне интересен именно вариант с трансом.
А почему именно с трансформатором? Самоцель? Патологическая любовь? Единственное неоспоримое преимущество транзисторов - возможность работы на низкоомную нагрузку непосредственно. И Вы хотите лишить их этого преимущества?
 
С

Сергей А

Member
Александр, на Ваш #5257 , уменьшив число витков и увеличив секционирование , Вы сразу получите практическое отсутствие Ls и , как следствие некомпенсированую емкость трансформатора. Поэтому когда железо , любого размера , после кГц 10 угаснет, вместе с ним угаснет и желаемая полоса .
Т. Е ожидаемой широкополосности транса не будет. :).
Я не противник гибрида, есть и свой. Просто не получится.
Низкоомная нагрузка подключенная через 4-5 нФ ее не даст.
 
Я

Ясный Сокол

Местный
Александр, на Ваш #5257 , уменьшив число витков и увеличив секционирование , Вы сразу получите практическое отсутствие Ls и , как следствие некомпенсированую емкость трансформатора. Поэтому когда железо , любого размера , после кГц 10 угаснет, вместе с ним угаснет и желаемая полоса .
Т. Е ожидаемой широкополосности транса не будет. :).
Я не противник гибрида, есть и свой. Просто не получится.

Сергей, что такое некомпенсированная емкость трансформатора, и причем тут индуктивность рассеяния?

Про угасание железа - в расчете 400 витков первички и 100 витков вторички. Этого хватит для работы выше 10 кГц?
 
С

Сергей А

Member
Не хватит , думаю больше 5-10 кГц не вытянет , индуктивность упадет, Ra не обеспечится.
Емкость -просто между обмотками. В присутствии Ls Ra удерживается за счет нее выше линии возможной нагрузки, на ВЧ. Например если Ю.А например увеличит Ra у себя , то у него появится провал примерно на 15-20 Кгц .
В Вашем предложении это случится раньше. Железо на этих частотах уже не работает почти. Если только мотать на мощном феррите. Начните с трансформатора.
 
Я

Ясный Сокол

Местный
Это называется первый резонансный горб. На построение ачх с ним лучше вообще никогда не расчитывать
 
С

Сергей А

Member
В системе с протекающим током , первым будет резонанс тока и соответствующий спад и если последующий резонанс напряжений не покроет эту дырку , как бык овцу , то она и станется. Но в Вашем случае до этого даже не дойдет. Индуктивность упадет раньше.
 
Я

Ясный Сокол

Местный
Будет время, вечером измерю L1 такой катушки без железа. Тогда более предметно поговорим.

Пока лишь замечу, что у лампы 1 ком, тут 10 ом, оазница 100 раз. Извлекаем корень , и умножаем на 400, получаем экв 4000 витков для лампы. Хватит?
 
С

Сергей А

Member
Потери считаете? Транзистор то будет работать на скажем 16=4*4 Ом (извините ошибся 4*4*4= на 64 ома) .Но сможете ли обеспечить эти 64 на 10 Гц? и что будет на ВЧ ?
Проще поставить впараллель лампочек , как у Ю.А.
Циклортрон с разделительным трансом , лучше выглядит, по всем свойствам , в этой ситуации , для мощности и простоты.
Как сингл , лучше своего гибрида не видел.
 
J.Impro

J.Impro

Местный
Я боюсь, что в свете открывшихся трудностей, мне и НЧ транс до 300 Гц не намотать)) Что нибудь не учел...
 
С

Сергей А

Member
Вам проще проверить на любом силовике :) , железку перебрать только.
 
Я

Ясный Сокол

Местный
Прошу прощения, был немного занят. Сергей, а Вы файлик то расчетный смотрели? Мне кажется, что нет. Посмотрите, там и графики есть и другие параметры.
Что касается потерь мю и ее влияния на вч - никак не пойму, из каких соображений Вы все это построили. Причем тут индуктивность рассеяния вообще? Она чем меньше, тем всегда лучше,
Речь можно вести об индуктивности первички, но ее надо соотносить с вых сопротивлением источника. Я Вам привел пересчет к эквивалентному каскаду на лампе. Этот вопрос кстати долго исследовал Бурцев, и сочинил эмпирическую формулу хорошести транса.
Давайте так. Положите сюда картинку с эквивалентной схемой транса на вч, и потом предметно поговорим, что не так с Вашей тз.
 
С

Сергей А

Member
Александр, хорошесть- смешное слово, не пользуюсь. зачем мне выкладываться в пустом споре , делайте ( файлик не видел, где? ). Индуктивность транса будет мала , ток транзистора не квадратичен , анодное у лампы не оптимальное ,конструкция тоже и я не ожидаю результата.
Сделайте , расскажите :). Как Вы соотносите индуктивность первички к внутреннему , без учета Ra ? И зависимости Мю от частоты.
Kozij , вы же книжки читаете :). Там подробнее, ветка про трансы тоже есть.
 
Архив форума — только чтение

Новое и Читаемое