Wzmacniacz lampowo-tranzystorowy 6n7 - drugie podejście

[sztyga20]

Planuje zrobić taki wzmacniacz, chyba jedyne podejście na forum do takiego na lampie 6n7s (i w ogóle, bo nigdzie w internecie nie znalazłem wykonania wzmacniacza na 6n7s metoda DIY) to moje sprzed kilku lat, tam niestety zawiodło rozmieszczenie elementów i wzmacniacz się wzbudzał na w.cz (jeden kanał), a w drugim kanale transformator dostał przebicia, ale dopóki działał to grał całkiem miło:) w tamtym wzmacniaczu który traktowałem jako "doświadczalny" sterowanie lamp mocy zrobiłem na 6f12p, w tym chce zrobić inaczej. Wzmacniacz nie ma być dla mnie, chcę zrobić fajny prezent ślubny dla kuzyna który docenia takie wynalazki, zbiera sprzęt unitry, ma kilka magnetofonów, gramofonów i z pewnością coś takiego mu się przyda.

To inne przeznaczanie wzmacniacza (tzn nie dla mnie) dosyć mocno wpłynęło na to jak cały wzmacniacz zaplanowałem.

Jakie wytyczne przyjąłem:

Kwestia ekonomii:
Moc 10W - w domowym słuchaniu spokojnie wystarczy (mi starcza 4.5W na 6n6p w PP)
Stosunkowo tanie, łatwo dostępne lampy (6n2p-ew, e88cc w stopniu sterującym powinny starczyć na lata, natomiast 6n7s łatwo dostać i nie są drogie)

Możliwość podłączenia wielu urządzeń - wzmacniacz będzie wyposażony w selektor wejść oraz wyjścia do podłączenia dwóch magnetofonów
Wzmacniacz słuchawkowy - przydaje się, kuzyn często korzysta ze słuchawek
Regulacja barwy dźwięku - też się przydaje
Wzmacniacz gramofonowy z korekcją RIAA na 6f12p - mam taki i polecam, będzie schowany wewnątrz urządzenia

Myślę że jak dobrze pójdzie to w dwa lata się wyrobie, wolny czas muszę niestety dzielić na kilka projektów tak że nie spodziewajcie się cotygodniowych/comiesięcznych relacji z konstrukcji:(

Opis bardziej szczegółowy:
Selektor wejść zrobię na tranzystorach JFET, nigdy czegoś takiego nie robiłem, zobaczcie na schemat jak możecie czy jakiś poważniejszych błędów nie ma - przedstawia on jedną sekcję dla sygnału stereo, takich sekcji na płytce będzie 4. Aktywne źródło wybiera się podając na bazę tranzystora bipolarnego napięcie -15V (lub inaczej patrząc zwierając bazę z kolektorem), elementy C1, R8, R9 na płytce będą opcjonalnie ale zaklepię na nie miejsce na pcb, intuicyjnie czuję że ich wartości mogą mieć wpływ na wyeliminowanie "trzasku" podczas przełączania. Tranzystory J110 wybrałem ponieważ są łatwo dostępne, w miarę tanie i mają niskie Rds on - przy obciążeniu selektora oporami rzędu kilkudziesięciu kiloomów nie powinien ten selektor wprowadzać żadnych istotnych zniekształceń

Przedwzmacniacz:

Ma być uniwersalny, w całości na elementach dyskretnych, w miarę możliwości "w lekkim stylu retro" na starszych tranzystorach w obudowach to18, To39, To66. Niestety z powodu tego, że wewnątrz wzmacniacza będzie dosyć ciepło oraz ze względu na to, że potrzebuję wejścia o wysokiej impedencji (z racji obecności lampowego przedwzmacniacza RIAA) nie zastosuję tranzystorów germanowych, pomimo że mam ich dosyć sporo w tym i NPN... no ale cóż. Zakupię pewnie trochę tranzystorów bc109, bc177 natomiast jako tranzystory wyjściowe (Q1 i żródło pradowe Q5) poszukam czegoś mocniejszego w obudowie To39, ewentualnie to66 (chociaż może to już przesada), ale wytracać się na nich będzie ok. 0.5W mocy.
Układ tak przemyślałem, że regulacja barwy dźwięku przy środkowym położeniu potencjometrów będzie jedynie minimalnie zniekształcać pasmo R23 i R24 oraz R25 i R26 symbolizują potencjometry firmy alpha które na środku mają 20% całkowitej oporności, a przy tym są tanie i nie trzeszczą, i pod te konkretne potencjometry dobrane są opory i pojemności w regulatorze barwy. Ponadto będzie można wyłączyć regulację barwy przełącznikiem czterosekcyjnym (DIRECT wybiera źródło przed albo za regulatorem, DIRECT1 który symbolizuję inną sekcję tego samego przełącznika powoduje że rośnie wzmocnienie przedwzmaczniacza tak że poziom sygnału na wyjściu jest niemal taki sam przy załączeniu i przy odłączeniu regulacji barwy).
Zastanawiam się jeszcze czy warto tak zaprojektować płytkę aby tranzystory wyjściowe (źródło prądowe i parę Sziklaiego) zamienić na wtórnik emiterowy White'a, kwestia dwóch elementów... R29 jest tłumikiem który dobierze się mając słuchawki na uszach, jego wartość ma być taka aby przy maksymalnie odkręconej głośności dało się jeszcze wytrzymać ze słuchawkami na uszach.
Wg symulacji w multisim 14 THD wynosi ok. 0.003-0.01%, chyba nieźle, ciekawe na ile taka symulacja odpowiada rzeczywistości.

Przedwzmacniacz RIAA - SRPP na 6f12p i 6n1p - opisałem go w innym temacie, tym razem spróbuję zrobić w pcb.

Wzmacniacz: jeszcze zastanawiam się nad drobnymi szczegółami. W każdym razie chcę inwerter fazy oraz stopień mocy objąć mocnym sprzężeniem zwrotnym (łącznie aby wzmocnienie napięciowe tych dwóch stopni wyniosło 1-2), niemal całość wzmocnienia napięciowego będzie zapewniał pierwszy stopień, może ze źródłem prądowym jako obciążeniem, dzięki temu powinno nie być takiego problemu z osiągnięciem "ładnego" prostokąta na wyjściu jak w przypadkach gdy obejmuje się sprzężeniem więcej stopni, a odrobina parzystych harmonicznych bardzo nie zaszkodzi.
Stopień sterujący lampami mocy będzie prostym wtórnikiem emiterowym na parze Sziklaiego, dodawanie źródła prądowego zamiast Rs/Re chyba nic nie da jeśli chodzi o liniowość (ale może się mylę?) poza tym siatki i tak będą błyskawicznie się rozładowywały przez Re/Rs.

Brakuje jeszcze modułu wzmacniacza logarytmicznego do wskaźników wysterowania... Ten co zrobiłem kiedyś (w wątku o wzmacniaczu na 6n6p) na wzmacniaczu operacyjnym oraz diodzie jednak jest bardzo wrażliwy na temperaturę, musze coś innego wykombinować.

Co o tym sadzicie? Macie jakieś propozycję ulepszeń co do selektora/przedwzmacniacza? Inne warte polecenia tranzystory w obudowach metalowych? Projekt jest cały czas otwarty, żadnej płytki nie zacząłem rysować a w tranzystorach jestem amatorem dużo większym niż w przypadku lamp.

[Einherjer]

Część tranzystorowa koncepcyjnie jest całkiem sensowna, ale diabeł tkwi w szczegółach. Skoro masz symetryczne zasilanie i polaryzujesz bazę Q8 na 0V to możesz równie dobrze (a nawet lepiej) dać po prostu rezystor do masy. Druga sprawa to wartości rezystorów. Zakładasz pracę niektórych tranzystorów z bardzo małym prądem spoczynkowym, w przypadku Q8 to będzie około 65uA, starałbym się nie schodzić raczej poniżej 200uA. Nawet przy tak małym prądzie spoczynkowym rezystancja widziana z bazy powinna być rzędu kilkudziesięciu kiloomów, żeby polaryzacja była stabilna. Zatem zamiast dzielnika R17/R18 daj 47kOm do masy. To samo ma się z Q4. Zasadniczo nie potrzebujesz rezystorów szeregowo z bazami tranzystorów, czasami przydają się one, jeśli na przykład wtórnik emiterowy się wzbudza, ale w 90% przypadków nie są potrzebne. Zmniejszyłbym R8. Dodaj koniecznie rezystor w obwodzie emitera Q3 i obciąż go źródłem prądowym, albo chociaż bootstrapem. R3 jest niepotrzebny. Popełniłem kiedyś wzmacniacz słuchawkowy w takiej topologii, zobacz załącznik. Jak masz symetryczne zasilanie to zamiast kombinować z wtórnikiem White'a możesz po prostu dać od dołu komplementarną parę Sziklaiego (nie zapominając o kompensacji termicznej) i mieć prawdziwy układ przeciwsobny. Trudno o bardziej liniowy stopień prądowy niż przeciwsobny wtórnik z parami Sziklaiego w klasie A.
Część lampowa. Czemu chcesz zasilać przedwzmacniacz z tych samych 300V co stopień mocy? Lepiej zjechać o kilkadziesiąt woltów na filtrach RC przed inwerterem i kolejne kilkadziesiąt przed pierwszym stopniem. ECC88, która ma dopuszczalne Ua=130V też chyba nie pasuje do stopnia zasilanego z 300V. Takiego zasilanego z 250V też nie bardzo. Tutaj pasowałaby ECC82, 6N8S, 6N1P albo 6N3P. Jak chcesz mieć duże wzmocnienie w otwartej pętli to będziesz potrzebował dobrego transformatora z szerokim pasmem od góry (toroid?), żeby dało to się sensownie ustabilizować.
Te rezystory siatkowe 100kOm nie mają żadnego sensu chyba, że to będzie 1-10kOm i dołączone do masy. I tak obciążyłbym wtórniki źródłami prądowymi, rezystor to zawsze kompromis, mała rezystancja daje duży prąd spoczynkowy, ale mocniej obciąża, duża mniej obciąża, ale prąd spoczynkowy będzie mniejszy. Wtórnik na tranzystorach bipolarnych z sensownymi wartościami prądu spoczynkowego i rezystorów polaryzujących będzie miał za małą rezystancję wejściową dla lampowego inwertera. Potrzebujesz albo bootstrapu na wejściu albo MOSFETa z małą pojemnością wejściową. JFET odpada ze względu na dość spore napięcie zasilania.

[sztyga20]

Dzięki za garść cennych wskazówek, część z nich od razu uwzglednię w projekcie, a co do części to będę dyskutował:). Przekonstruuje układ w ten sposób że q3 zamienię na pnp, dam do od góry i obciążę go od dołu źródłem prądowym czerpiącym napięcie odniesienia z diody Zenera wspólnej dla stopnia końcowego (podobnie jak u Ciebie na schemacie). Zastanawiam się tylko czy zastosowanie wówczas rezystora emiterowego q3 ma sens bo przecież przy obciążeniu źródłem prąd będzie stały, na rezystorze emiterowym odłoży się stałe napięcie bez żadnej składowej zmiennej (chyba żeby uwzględnić niedoskonałości źródła) i lokalnego sprzężenia zwrotnego i tak nie będzie, chyba że chodzi o coś innego, np. o łatwiejsze "zatkanie" tranzystora
Rezystory polaryzujące bazę oczywiście wszystkie pójdą na masę, dobrze że przypomniałeś jakoś mi to umknęło że to mało sensowe przy zasilaniu symetrycznym
Co do wartości rezystorów polaryzujących: masz zapewne rację, że są duże, jednak jak najmniejsze obciążenie układu regulacji barwy i wzmacniacza gramofonowego będzie priorytetowe, układ przy tak wysokim symetrycznym napięciu zasilającym (30V pomiędzy + a -) może sobię trochę popływać w tą czy w tamtą, kondensator na wyjściu nie przepuści składowej stałej a maksymalne napięcie zmienne na jego wyjściu też będzie niewielkie, ze 2V bo uszy popękają. Oczywiście można wszystko prościej na jfetach na wejściach ale chcę to zrobić na bipolarnych pomimo utrudnień.
Zostanę też raczej na koncepcji stopnia A ze źródłem prądowym, będzie dwa tranzystory mniej i łatwiej będzie narysować płytkę (jakoś nie opanowałem eagle tylko rysuje wszystko w paincie).

Co do stopnia lampowego: napięcie 300V wspólne dla wszystkich stopni robię dla prostoty, zastosuje stabilizator napięcia więc opór wewnętrzny zasilacza będzie zbyt nisko aby mi się cokolwiek wzbudziło. Napięcie dopuszczalne na anodzie e88cc wynosi chyba 220V, punkt pracy przyjąłem w granicach -1 -2V na siatce a więc na anodzie będzie punkcie pracy na pewno poniżej 100V więc nie powinno się nic złego stać:) ponadto będe miał większe wzmocnienie i niższe zniekształcenia.

Co do stopnia sterującego lampami mocy: z charakterystyk można odczytać (jest naniesiony prąd siatki) że przy napięciu na siatce +30V będzie ok. 30mA, czyli statycznie (bo dynamicznie to bardzo nieliniowa zależność) będzie obwód siatki stanowił ok. 1kOm minimalnie. Zakładając że para Sziklaiego będzie miała hfe 1000 lampy będą musiały dostarczyć do bazy 0.03mA przy amplitudzie 30V czyli 1Mom, pasuje jeszcze dać odpowiednio mniejszy rezystor polaryzujący do bazy pary Sziklaiego, może 220k będzie odpowiednim kompromisem pomiedzy stabilnością a obciązeniem inwertera? Akurat tutaj stabilność będzie bardzo ważna ponieważ będzie się tu ustalać polaryzację lamp końcowych. A jak się nie uda to zostanie jakiś mały mosfet niestety:)
Jeszcze jedna ciekawa kwestia, myśle i dalej nie wiem co lepsze, czy lepiej w stopniu sterującym lampy końcowe dać źródło prądowe (którego wydajność będzie dobrana tak aby nie przekroczyć dopuszczalnego prądu siatki pierwszej) od góry a wtórnik Sziklayego typu pnp zastosować od dołu czy odwrotnie - żródło od dołu, Sziklai npn od góry?
Schemat dodam później, jadę autobusem własnie i trzęsie bardzo...

[Einherjer]

Źródła prądowe mają skończoną rezystancję, więc rezystor w emiterze Q3 wprowadzi lokalne sprzężenie zwrotne i zlinearyzuje ten stopień.
Słabo widzę stabilność wtórnika spolaryzowanego 220kOm chociaż przy odpowiednio małych prądach spoczynkowych może tak. Bardzo chcesz z tych tranzystorów zrobić lampy i tylko robisz sobie pod górkę. Nie rozumiem po co projektować szumiąco-pływające coś tam, gdzie da się bez problemu zaprojektować to dobrze, ale ja nie muszę wszystkiego rozumieć. Podobnie zasilanie części lampowej. Przeciwsobny stopień mocy nie potrzebuje stabilizowanego zasilania, RC między stopniami to tylko cztery elementy razem u Ciebie, a nie tylko separują stopnie, ale też bardzo znacząco zmniejszają zakłócenia od zasilania w czułych stopniach napięciowych. Prościej filtrować mały prąd tam gdzie to potrzebne niż duży tam gdzie to niepotrzebne.
Co do Twojego ostatniego pytania to zdecydowanie wybrałbym wariant z wtórnikiem npn, który będzie mógł dostarczyć większy prąd siatki w impulsie, jeśli zajdzie taka potrzeba. Będziesz też mógł pracować z prądem spoczynkowym mniejszym niż maksymalny prąd siatki na czym Ci powinno zależeć skoro uparłeś się lampizować te tranzystory.

[ballasttube]

Jeżeli można,to taki przyczynek do tematu: w internecie jest do ściągnięcia japoński wzmacniacz
na lampie końcowej 6AC5.Po wpisaniu symbolu lampy powinien się pojawić schemat.
Lampa wspomniana pracuje z prądem siatki także.Wydaje mi się,że jest to układ Darlingtona
lub co najmniej doń zbliżony.
Jest sterowana bodaj przez triodę 76 o średnim wzmocnieniu,a ta z kolei przez triodę o dużym wzmocnieniu
w rodzaju 6F5 lub połówkę ECC83.Piszę to z pamięci po jakimś czasie,proszę uściślić sobie po ściągnięciu schematu.
Jeden z naszych kolegów jakiś czas temu podnosił temat amerykańskich triod niesymetrycznych, z których jedna była
wzmacniaczem końcowym odchylania TV,a druga-jej driverem.Poddaję ten temat Kolegom pod rozwagę w powyższym kontekście.
Jest też gotowa lampa Darlingtona 2B5/6B5 i podobne,od razu dwie w jednej bańce.
Cały czas nawiązuję do tematu końcówki lampowej z tematu tego postu.W kontekście ożenienia w/w z wersją PP.
Wracając do lampy 6H7C/6N7/6A6: podane 30 mA Ia to chyba sumaryczny statyczny Ia dla dwóch lamp?Dostępne mi katalogi podają
po 15mA na połówkę tej lampy.Sprawdzałem zamienność lampy 6AC5:z uwagi na dodatnie Us wyszło mi,że zrównoleglona 6H7C itp.
może być zamiennikiem pojedynczej 6AC5 i wtedy Ia jednej połówki wzmacniacza PP na tych lampach da spokojnie statycznie 30 mA.
Kopii kruszyć nie będę tutaj o moją rację lub jej brak,ale może powyższe Kolegom coś do tematu wniesie?Także co do gotowych
układów na tej lampie polecam internetowe strony rosyjskie i tam wczesne odbiorniki samochodowe typu"A" z końcówkami na tych właśnie 6H7C.