Kolejny OTL i masa wątpliwości

Przed wypowiedzią bardzo proszę o zapoznanie się z regulaminem tego działu.

Moderatorzy: gsmok, tszczesn, Romekd, Einherjer, OTLamp

kjakub
20...24 posty
20...24 posty
Posty: 23
Rejestracja: śr, 21 października 2015, 23:30
Lokalizacja: G. Śląsk

Kolejny OTL i masa wątpliwości

Post autor: kjakub »

Witam wszystkich! :)

Po kilku latach przerwy postanowiłem wrócić do hobbystycznego zainteresowania elektroniką, oczywiście lampową. Główny powód jest taki, że mój WS-303 nadaje się już do remontu (powycierane potencjometry, trzeszczące przełączniki i pewnie powysychane elektrolity), a zamiast ładować w niego pieniądze (no, może kiedyś w przyszłości) bardziej by mi się chyba opłacało kupić jakiegoś używanego japończyka, który zaoferuje wyższą jakość dźwięku.
Jednak stwierdziłem, że zamiast kupować używany sprzęt i go odświeżać walcząc z niewiadomą ilością problemów, korzystniej by było zbudować w pełni lampowy wzmacniacz. Wstępnie założyłem topologię à la Williamson na łatwo dostępnych i oferujących dobrą jakość lampach produkcji radzieckiej - 6N8S i 6P3S-E. W planach jest także przedwzmacniacz RIAA. Ale na to przyjdzie czas i wtedy pewnie założę odpowiednie wątki.
W ramach przypomnienia wiadomości po jakichś 8 latach przerwy postanowiłem najpierw zająć się wzmacniaczem słuchawkowym OTL.
Owe 8 lat temu zlutowałem sobie w pająku wzmacniacz na ECL86 wg projektu z Audiotonu. Niedawno zabrałem się za ucywilizowanie go - przygotowałem porządne chassis z blachy ocynkowanej, od nowa polutowałem w montażu przestrzennym....
Ale lampy mam dwie różne, używane, o różnym stopniu zużycia, co nie sprawdza się najlepiej :roll: . Dodatkowo zauważyłem już kilka opinii, że ten układ daje dosyć słabe rezultaty. Po poszukiwaniach (swoją drogą zauważyłem, że trochę przystępnie przedstawionej wiedzy zniknęło z internetu - mam tu na myśli i ów wspomniany Audioton, który jednak tylko zmienił nazwę i lokalizację, a także stronę Toma, z której została jedynie niekompletna, zarchiwizowana wersja) widzę, że najlepszym wyborem jest projekt Gsmoka :wink: , zwłaszcza po przystosowaniu układu i zmianie 6N1P we wtórniku White-a na 6N6P.

I oto po długim wprowadzeniu chciałem przejść do meritum tematu, czyli moich wątpliwości.
Jako, że niedawno udało się w końcu dowiedzieć jak przeprowadzać symulacje układów lampowych w LTspice, to postąpiłem po najmniejszej linii oporu i po prostu zamiast 6N1P we wtórniku White-a wstawiłem 6N6P. Zdziwiłem się, bo w symulowanym oscylogramie zniekształcenia nie są zbyt duże (Ilustracja 1 <<w załączniku>>). Co ciekawsze, zmiana lamp na 6N1P powoduje powstawanie naprawdę dużych zniekształceń (Ilustracja 2) :? .
Ilustracja 1
Ilustracja 1
Ilustracja 2
Ilustracja 2
Wiem, że symulacje nie koniecznie muszą zgadzać sie z rzeczywistością, ale czy może ktoś rzucić okiem, czy nie popełniłem gdzieś jakiegoś błędu?
Co daje takie rozwiązanie układu, w którym nie stosuje się kondensatora sprzęgającego poszczególne stopnie? Na pewno wymusza to jakoś punkt pracy lampy kolejnego stopnia, ale póki co nie potrafię zaprojektować/obliczać układów innych niż klasyczny stopień w układzie WA lub WK z kondensatorem sprzęgającym. W przypadku symulacji oryginalnego układu przyczyną problemu jest polaryzacja siatki górnej lampy wtórnika na poziomie zaledwie -0,45 V, a wydje mi się, że napięcie powinno być niższe, albo to co wyluwa program nie ma zbyt wiele wsólnego z rzeczywistością.
Bardzo bym prosił o pomoc w przystosowaniu schematu pod 6N6P i wyjaśnienie dlaczego tak, a nie inaczej - chciałbym zrozumieć dlaczego należy zrobić tak a nie inaczej, zamiast bezmyślnie kopiować gotowe rozwiązania. Gdyby w projekcie Gsmoka był przewidziany kondensator sprzęgający to nie widział bym problemu, bo najzwyczajniej ustalił bym sobie polaryzację siatki we wtórniku White-a dobierając odpowiednie wartości oporników dla polaryzacji stałej.

Jest jeszcze dodatkowa kwestia którą chciałbym podnieść.
Skoro wyczytałem, że przy wysokopoziomowych źródłach takich jak odtwarzacze CD, komputery itp. w roli wzmacniacza słuchawkowego wystarczył by sam wtórnik White-a, to czy jest możliwość (i sens) wykorzystania dodatkowego wzmocnienia pierwszego stopnia i wprowadzenia ujemnego sprzężenia zwrotnego na poziomie 6-9 dB :?: Przewidując opcję odłączenia go, lub zmniejszenia jego głębokości w przypadku wykorzystania źródeł o stosunkowo niskim poziomie, jak np. gramofon z przedwzmacniaczem RIAA.

Będę wdzięczny za podpowiedzi, pomoc i wytykanie wszelkich błędów, czy głupich pomysłów :) .

Dla wyjaśnienia schematów: Sygnał na wejściu to sinus 1 kHz o amplitudzie 0,4 V (0,8 V między szczytami), przebieg na wykresie dotyczy wyjścia przy rezystorze R8. Rezystor R8 to przybliżona rezystancja zastępcza dla oryginalnego opornika 22 kΩ i wyjścia obciążonego słuchawkami o impedancji 600 Ω.
Einherjer
2500...3124 posty
2500...3124 posty
Posty: 2553
Rejestracja: pt, 22 stycznia 2010, 18:34
Lokalizacja: Wałbrzych

Re: Kolejny OTL i masa wątpliwości

Post autor: Einherjer »

Wrzuć pliki LTSpice, zerknę jak będę miał chwilę.
Sprzężenie zwrotne w tym układzie musiałoby być wprowadzone równolegle na siatkę pierwszej lampy, jest to dość kłopotliwe. Zrobiłem kiedyś słuchawkowca z wtórnikiem White'a i globalnym sprzężeniem zwrotnym. Nie byłem zadowolony z efektów, lepiej zrobić SEPP moim zdaniem.
Sprzężenie bezpośrednie upraszcza nieco układ i pozwala zrezygnować z jednego kondensatora sprzęgającego, co jest ważne dla niektórych ze względów audiofilskich. Ja osobiście w tym układzie zastosowałbym sprzężenie przez kondensator.
kjakub
20...24 posty
20...24 posty
Posty: 23
Rejestracja: śr, 21 października 2015, 23:30
Lokalizacja: G. Śląsk

Re: Kolejny OTL i masa wątpliwości

Post autor: kjakub »

Dziękuję za odpowiedź!
W załączniku plik ze schematem i biblioteka lamp z której korzystam (znaleziona gdzieś tu na forum; o ile triody działają względnie poprawnie, to z tetrodami i pentodami jest problem - coś nie tak z siatkami). Lampy zmieniałem z 6N1P na 6N6P tylko modyfikując parametr "value" dla U2 i U3.
OTL 6N1P.zip
Schemat i biblioteka
(9.58 KiB) Pobrany 128 razy
Tak też myślałem, że USZ trzeba by wprowadzić na siatkę pierwszego stopnia, ale nie mam pojęcia jak miałbym dobrać jego głębokość - próby symulacji nie sprawdzały się zbyt dobrze.
Co do układu SEPP, to jakoś nie mam przekonania (ale nie znam się) i chyba wolę pozostać przy sprawdzonym wtórniku White-a i darować sobie sprzężenie zwrotne. Efekt i tak chyba będzie sporo lepszy od układu WK-WA na ECL86.
Nie jestem audiofilem, nie potrafię usłyszeć niemierzalnych różnic w parametrach i zupełnie mi wystarczy wykorzystanie podstawowych, markowych kondensatorów o przyzwoitej jakości zamiast chińskich no-name albo jakichś śmiesznych wynalazków mających na celu wyłącznie drenowanie portfeli audiofilów.

Przed chwilą znalazłem taki wynalazek, który zdaje się odpowiadać moim pierwotnym pomysłom: http://justanotherelectronicsblog.com/?p=51
Wartości kondensatorów katodowych wydają mi się być trochę małe, jest dodatkowy opornik pomiędzy stopniami, pierwszy stopień na ekwiwalencie 6N2P i nie wiem co o tym sądzić.
Einherjer
2500...3124 posty
2500...3124 posty
Posty: 2553
Rejestracja: pt, 22 stycznia 2010, 18:34
Lokalizacja: Wałbrzych

Re: Kolejny OTL i masa wątpliwości

Post autor: Einherjer »

Te schematy, które podałeś wyglądają całkiem sensownie, chociaż ja zdecydowałbym się na ten z ECC82, a wersji "radzieckiej" dałbym 6N1P. Optymalne wzmocnienie dla wzmacniacza słuchawkowego wynosi moim zdaniem około 4 (12 dB), więc przy zastosowaniu ECC83 i podobnych, wzmocnienie w otwartej pętli może być zbyt duże. Poza tym pisałeś, że chciałbyś sprzężenie o głębokości 6-9 dB, co daje 18-21 dB w otwartej pętli.
Ok, weźmy jako bazowy schemat z Twojego linka.
Obrazek
Stosunek rezystancji R501 i R510 wyznacza głębokość sprężenia zwrotnego. Od ich wartości zależy rezystancja wejściowa wzmacniacza, dlatego nie powinny być zbyt małe. Do R501 sumuje się też rezystancja wyjściowa potencjometru, która zmienia się w zależności od jego ustawienia. Proponowałbym więc użyć potencjometru 20k albo nawet mniej, jeśli źródeł sygnału to nie zaboli. R502 i R505 to rezystory antyparazytowe, mają zapobiegać wzbudzeniom. C501 i C502 nie są raczej zbyt małe, C503 za to spokojnie można zmniejszyć do 22n. W przypadku wtórnika White'a i SRPP bliską idealnej symetrię sygnału na wyjściu da się uzyskać tylko dobierając wartość jednego z rezystorów (tutaj R506) do konkretnej wartości obciążenia. Jak to policzyć masz opisane tu.
Jeśli wzmacniacz ma być tylko do słuchawek 600 Om, ja bym zrobił następująco. Zmniejszyłbym napięcie zasilania całości do 250V. Punkt pracy triod we wtórniku (zakładam 6N6P) na początek dałbym 12 mA@120 V, R507=360R i R506=220R. Do zasilania pierwszego stopnia dołożyłbym filtr RC, zmniejszający napięcie do około 220V. Zrezygnowałbym z C501 żeby wprowadzić lokalne sprzężenie zwrotne. Ograniczy to wzmocnienie i poprawi liniowość pierwszego stopnia. Tutaj proponuję ECC82 lub 6N1P. Przy pomocy cudownego narzędzia gsmoka http://www.trioda.com/tools/triode.html dobierz punkt pracy, żeby mieć Ua około 120V Ia=1-5 mA i wzmocnienie G(rk) około 10. Potem trzeba tylko dobrać R510.

Też korzystam z tych modeli lamp w LTSpice. Modele tetrod/pentod mają inną kolejność wyprowadzeń niż w domyślnym symbolu LTSpice. Najłatwiej sobie swój symbol zrobić na jego podstawie. Obawiam się jednak, że te modele pentod są mało adekwatne, szczególnie wartości prądu siatki drugiej są zupełnie z kapelusza.
kjakub
20...24 posty
20...24 posty
Posty: 23
Rejestracja: śr, 21 października 2015, 23:30
Lokalizacja: G. Śląsk

Re: Kolejny OTL i masa wątpliwości

Post autor: kjakub »

Ogromne dzięki za Twoją wypowiedź! Bardzo dużo mi wyjaśniła. :D
Einherjer pisze:Poza tym pisałeś, że chciałbyś sprzężenie o głębokości 6-9 dB.
Podałem takie wartości wyłącznie na podstawie szacunków: skoro pierwszy stopień na 6N1P ma wzmocnienie około 25 (wg mioch pierwszych symulacji), to po uwzględnieniu USZ i wysokopoziomowego źródła, wzmocnienie rzędu 3 uznałem za zupełnie wystarczające. Gdyby było to potrzebne, to nie przeszkadzała by mi nawet głębokość USZ na poziomie -18 dB :wink:
Einherjer pisze:Proponowałbym więc użyć potencjometru 20k albo nawet mniej, jeśli źródeł sygnału to nie zaboli.
Dobrze, że zwróciłeś mi na to uwagę. Do tej pory myślałem nad potencjometrem 100-150 kΩ, ale jedynie ze względu na przedwzmacniacze gramofonowe na ECC83. A jeśli tylko dobrze pamiętam i rozumiem, to w przypadku lamp tego typu w grę wchodzą wejścia o dużej impedancji, aby nie dopuścić do powstawania dużych zniekształceń. W takim wypadku uwzględnię dodatkowy wtórnik katodowy na np. 6N1P kiedy przyjdzie czas na konstrukcję przedwzmacniacza RIAA.
Einherjer pisze:Zmniejszyłbym napięcie zasilania całości do 250V.
Tu muszę wspomnieć, że symulacje prowadziłem przy założonym napięciu zasilania 200 V, ponieważ właśnie tyle uzyskałem w zasilaczu do obecnego wzmacniacza. Rozważę wykorzystanie aktywnej stabilizacji zamiast filtra CRCRC, dzięki czemu, jak sądzę, powinienem uzyskać owe 250 V.

Teraz muszę wszystko na spokojnie przeanalizować i policzyć. Wrócę do tematu kiedy posunę się naprzód.
ODPOWIEDZ