Marzy mi się wzmacniacz na dużych lampach

[Tomek Janiszewski]

Zastanawiam się, czy można by to zrobić aż tak prosto:

Mam dwie podstawowe uwagi. USZ obejmuje 3 stopnie sprzężone pojemnościowo, a na wyjściu stopnia mocy jest transformator, toteż można spodziewać się problemów ze stabilnością wzmacniacza na najniższych częstotliwościach (tzw. motorowanie). Skłaniałbym się ku objęciu USZ tylko dwóch stopni (poprzez doprowadzenie sygnału na katodę drugiego stopnia). Nieblokowany rezystor katodowy stopnia pierwszego można pozostawić, takie lokalne USZ zmniejszy on zniekształcenia nieliniowe lampy która będzie musiała w tych warunkach dostarczać sygnału o znacznym poziomie.
Po drugie: nie bardzo widzę sensu stosowania mieszanej polaryzacji stopnia końcowego. Człon RC w katodzie - to źródło dodatkowych przesunięć fazy na najniższych częstotliwościach, mogących być jeszcze jednym powodem niestabilności. Wykonanie zasilacza siatkowego dostarczającego odpowiednio wysokiego napięcia przy braku polaryzacji automatycznej nie powinno być poważniejszym problemem. Chyba żeby wyeliminować go całkowicie, wtedy uproszczenie będzie konkretne, kosztem zwiększenia strat mocy ze źródła anodowego w dwójniu RC polaryzacji automatycznej.
O lampach napięciowych napiszę za chwilę.

[Tomek Janiszewski]

Patrzę sobie na charakterystyki ECC83 i rzeczywiście, w takim super prostym układzie byłoby "ciasno".
Zakładając 1/2 Ub = 430 V, Ua2 w okolicy 270-280 V oraz Ra2 = 100 k, powinno się ledwie udać. Oczywiście druga harmoniczna będzie duża, ale powinna się dość dobrze skompensować z drugą harmoniczną lampy mocy.
Nie wiem tylko jak duży może być Rg3, który może nieco popsuć sytuację. Można by ewentualnie połączyć dwa systemy ECC83 równolegle...?

Też obawiałbym się negatywnego wpływu Rg3 przy tak dużej Ra w triodzie napięciowym. Sama też słusznie obawiasz się obciążenia pojemnościowego stopnia napięciowego przez stopień mocy (trzeba pamiętać że znaczna w triodach pojemność Uag ulega millerowskiej multiplikacji, wskutek czego będzie kilkakrotnie większa od pojemności statycznej). Równoległe połączenie dwóch systemów ECC83 jest krokiem w dobrą stronę, obawiam się jednak że niewystarczającym, a na pewno rozrzutnym.

Druga opcja to źródło prądowe dla drugiego stopnia

To już raczej SRPP. Przerobić układ ze źródłem prądowym (oczywiście lampowym, a nie na MOSFETach z kanałem P co niektórzy praktykują usprawiedliwiając się że takie źródło nie psuje lampowego charakteru wzmacniacza, jako że sygnał je omija) jest banalnie prosto: wystarczy sygnał wyjściowy pobierać z katody górnej triody zamiast z anody dolnej, Taki stopień będzie nieporównanie mniej wrażliwy na szkodliwe obciążenie, nie tylko pojemnościowe ale i rezystancyjne (rezystor upływowy stopnia końcowego!) Niestety spodziewam się problemów z wytrzymałością izolacji katoda-grzejnik w górnej triodzie. Podniesienie potencjału obwodu żarzenia do średniego napięcia na katodach górnych triod (~1/2Ub) może okazać się niewystarczające przy tak dużych amplitudach napięcia na katodach może nie wystarczyć, i wskazane będzie połączyć uzwojenie żarzenia (osobne dla każdego kanału!) z wyjściami (katodami) stopni napięciowych.
albo tak jak proponujecie, pentoda. Tylko czy taki stopień nie będzie miał problemów z pasmem sterując triodę o sporych pojemnościach?
Jeżeli będzie to pentoda mocy obciążona rezystorem anodowym w okolicach 10 k - to nie ma powodów obawiać się o pasmo. Wtedy decyduje o nim ów rezystor, a nie wysoka rezystancja wewnętrzna lampy. Zważ przy tym że ECC83 będzie miała najpewniej większą impedancję wewnętrzną niż typowa pentoda mocy, ale jej tak małą rezystancją anodową nie obciążysz. Ale może by tak zamiast EL84 spróbować użyć triody w.cz., tj ECC81 lub ECC85? Niechby przy 400 V zasilania (uwzględniającym już spadek napięcia na filtrze dla stopni napięciowych) miała na anodzie katalogowe 250V oraz prąd 10mA. Jest to typowy punkt pracy dla rezonansowych wzmacniaczy w.cz. w głowicach UKF. Wtedy w anodę trzeba włączyć rezystor 15 k. A trioda dorzuci jeszcze równolegle do niego własną impedancję wewnętrzną 9 k, i problemy z pasmem przestaną istnieć. Taka lampa stanowić będzie sensowny kompromis między ECC82 (duży prąd anodowy, mała impedancja wewnętrzna ale niepraktycznie małe wzmocnienie) a ECC83 (ekstremalnie jak na triody wysokie wzmocnienie ale beznadziejnie w tym zastosowaniu wysoka rezystancja wewnętrzna i mały prąd anodowy wymuszający stosowanie wysokich Ra). Nawet pentoda napięciowa w.cz. w rodzaju EF80 ma poważną szansę zdać egzamin: katalogowy punkt pracy wynosi dla niej 170 V 10 mA, ale w stopniach końcowych p.cz. wizji odbiorników telewizyjnych pracowała ona przy Ua = 200 V i nadal miała zapas mocy. W takim wypadku Ra wyniesie 20 k, i duża rezystancja wewnętrzna dla połączenia pentodowego nie powinna jeszcze zanadto przeszkadzać. EF21 będzie mniej korzystna: nawet gdyby potraktować ją jak EF22 w radiowym stopniu p.cz. to jej znamionowy prąd anodowy wynosi już tylko 6mA (przy Ua=250V) wobec czego Ra będzie musiała być zwiększona do 24 k. Korzystniejsze mogłyby natomiast okazać się pentody napięciowe szerokopasmowe w rodzaju E180F pracujące normalnie przy jeszcze większych prądach anodowych niż EF80, ale koligacenie ich z bezpośrednio żarzonymi triodami końcowymi byłoby już chyba rażącym mezaliansem

[Einherjer]

Z novali to może wynalazek pod tytułem ECC832? Albo 6P15P, ewentualnie połączona w triodę

[Ola Boga]

USZ obejmuje 3 stopnie sprzężone pojemnościowo, a na wyjściu stopnia mocy jest transformator, toteż można spodziewać się problemów ze stabilnością wzmacniacza na najniższych częstotliwościach (tzw. motorowanie).

No nie wiem, większość wzmacniaczy, jakie znam, ma sprzężenie przez trzy stopnie plus transformator, albo jeszcze dodatkowo odwracacz, jak choćby klasyczny Williamson. Chyba w SE nie będzie to wyglądało jakoś inaczej?

Z novali to może wynalazek pod tytułem ECC832? Albo 6P15P, ewentualnie połączona w triodę

Niestety, obawiam się, że ani ECC832, ani wspomniane wcześniej ECC81, czy ECC85, ani też żadna pentoda w połączeniu triodowym, nie zapewnią odpowiedniego wzmocnienia. W tym przypadku trzeba zrobić 120-130V z sygnału poniżej 1V, czyli potrzeba około 200V/V w zamkniętej pętli sprzężenia, a zatem aby USZ jakkolwiek działało, przydało by się co najmniej 1000V/V z pierwszych dwóch stopni. Przynajmniej tak mi się wydaje. Dlatego dwie połówki ECC83 wyglądają tak zachęcająco. Ale w rzeczywistości chyba najlepiej się sprawdzi porządna pentodowa pentoda.

[Tomek Janiszewski]

No nie wiem, większość wzmacniaczy, jakie znam, ma sprzężenie przez trzy stopnie plus transformator, albo jeszcze dodatkowo odwracacz, jak choćby klasyczny Williamson

Tam jednak niedasie włączyć USZ w innym miejscu niż na katodę wzmacniacza napięciowego poprzedzającego odwracacz fazy z dzielonym obciążeniem. Podobnie zresztą jest w układach typu Ferguson (stopień napięciowy, odwracacz ze sprzężeniem katodowym, stopień mocy). Chyba żeby w tym ostatnim zastosować sprzężenie równoległe (na siatkę lewej lampy odwracacza), ale ponieważ ona zwykle sprzężona jest galwanicznie ze stopniem poprzedzajacym - mijałoby sie to z celem. Dlatego chcąc nie chcąc obejmuje się sprzężeniem 3 stopnie, bez względu na zwiększone problemy ze stabilnością.

Chyba w SE nie będzie to wyglądało jakoś inaczej?

W SE można zrobić to na dwa sposoby, dlatego proponuję taki który rokuje mniej problemów.

Niestety, obawiam się, że ani ECC832, ani wspomniane wcześniej ECC81, czy ECC85, ani też żadna pentoda w połączeniu triodowym, nie zapewnią odpowiedniego wzmocnienia. W tym przypadku trzeba zrobić 120-130V z sygnału poniżej 1V, czyli potrzeba około 200V/V w zamkniętej pętli sprzężenia, a zatem aby USZ jakkolwiek działało, przydało by się co najmniej 1000V/V z pierwszych dwóch stopni.

Oczywiście że dwa a nawet trzy stopnie nie zapewnią czułości 1V. Zakładałem jednak ze człon wzmacniacza objęty ogólnym USZ zostanie poprzedzony przedwzmacniaczem zdolnym dostarczyć kilkanaście a nawet kilkadziesiąt woltów sygnału. Jeżeli będzie on dwustopniowy - można będzie go objąć własną pętlą USZ z anody lampy wyjściowej na katodę wejściowej. Dzięki niemu przedwzmacniacz nie będzie wnosił zniekształceń nielinowych, mimo wysokiego napięcia wyjściowego. Z jego stabilnośćią też nie będzie problemów, z uwagi na dwa stopnie objęte USZ, oraz brak transformatora wyjściowego.

Przynajmniej tak mi się wydaje. Dlatego dwie połówki ECC83 wyglądają tak zachęcająco. Ale w rzeczywistości chyba najlepiej się sprawdzi porządna pentodowa pentoda.

Jak uważasz. Przypomnę jeszcze o nowoczesnej pentodzie z napinanymi siatkami EF184, przeznaczonej do stopni końcowych wzmacniacza p.cz. wizji OTV. Jej katalogowy punkt pracy to Ua = 200 V, Ia = 10 mA. Przewaga jej nad EF80 polega na dwukrotnie większym nachyleniu (15 mA/V) toteż przy Ub = 400 V Ra = 20 k uzyska się wzmocnienie 300V/V. W ECC832 bym się nie wpuszczał, bo to współczesny wynalazek powstały z myślą o audiofilach, toteż należy oczekiwać że będzie coraz droższy. EF184 zaś jako lampa typowo telewizyjna uchodzi za śmieciówkę i można nabyć ją na schabetplatzach u szmaciarza za równowartość przysłowiowej flaszki piwa. Mogę zresztą podarować Ci kilka własnych, sprawdzonych uprzednio w telewizorze bo póki co tylko do tego mi są potrzebne.

[Einherjer]

Niestety, obawiam się, że ani ECC832, ani wspomniane wcześniej ECC81, czy ECC85, ani też żadna pentoda w połączeniu triodowym, nie zapewnią odpowiedniego wzmocnienia. W tym przypadku trzeba zrobić 120-130V z sygnału poniżej 1V, czyli potrzeba około 200V/V w zamkniętej pętli sprzężenia, a zatem aby USZ jakkolwiek działało, przydało by się co najmniej 1000V/V z pierwszych dwóch stopni. Przynajmniej tak mi się wydaje. Dlatego dwie połówki ECC83 wyglądają tak zachęcająco. Ale w rzeczywistości chyba najlepiej się sprawdzi porządna pentodowa pentoda.

Z dwóch połówek ECC83 też nie wyciągniesz 1 kV/V bez stosowania aktywnego obciążenia, bardziej połowę tego. Z jakim źródłem miałby współpracować ten wzmacniacz? Nie chcesz trochę odpuścić z czułością?

[Tomek Janiszewski]

Z dwóch połówek ECC83 też nie wyciągniesz 1 kV/V bez stosowania aktywnego obciążenia, bardziej połowę tego. Z jakim źródłem miałby współpracować ten wzmacniacz? Nie chcesz trochę odpuścić z czułością?

Zrozumiałem że chodziło o równoległe połączenie dwóch połówek ECC83 w stopniu poprzedzającym triodę końcową, celem przewalczenia jej dużej pojemności wejściowej. Oczywiście w takim wypadku potrzebna byłaby przynajmniej trzecia połówka ECC83 na stopień wstępny. W sumie 3 bańki na dwa kanały, nie licząc triod końcowych. Mało ekonomicznie to wygląda.

[OTLamp]

Moim zdaniem 845 zasługuje na cokolwiek bardziej wyrafinowane towarzystwo niż ECC83, która jest zdecydowanie złym wyborem. Pierwszy stopień musi mieć nieblokowany rezystor katodowy (lub jego część), bo chcemy wprowadzić sygnał USZ, a zatem rezystancja wewnętrzna tego stopnia jeszcze wzrośnie. A pojemność wejściowa drugiego stopnia, za sprawą efektu Millera wcale nie jest przecież taka mała...

Skoro było trochę tutaj o dziewięcioszpilkowych loktalach, to mogę zaproponować właśnie taką lampę. Wprowadzona pod koniec lat 40, a więc "epokowo" pasująca do 845 bardziej niż nowale. Jest dostępna, nie jest może zbyt tania, kilkanaście funtów za sztukę. To mała trioda generacyjna UKF - EC52. Ma współczynnik wzmocnienia 60, ale dzięki nachyleniu 6,5 mA/V jej opór wewnętrzny nie przekracza 10 k. No i przede wszystkim w porównaniu z ECC81 i ECC85 ma o wiele lepszą liniowość, zwłaszcza dla większych amplitud. W stopniu oporowym, przy zasilaniu 500 V wydoli amplitudę prawie 140 V.

[OTLamp]

Oczywiście wprowadzona na początku lat 40, a nie pod koniec. Szkoda, że nie było ECC52, bo akurat miejsce na drugi system jest.

[Krzysztof_M]

Zastanawiam się, czy można by to zrobić aż tak prosto:

Zastanawia mnie w schemacie rola rezystora katodowego Rk3 w katodzie 845 w przypadku polaryzacji stałej z opornika Rg3.
Bez podanych wartości ciężko wydumać, czy to jest polaryzacja automatyczna ten opornik, czy może kontrola prądu spoczynkowego?
Możesz to wyjaśnić?

Co do sterowania lampą ECC83 lampy 845 - nie wiem jak 845, ale duże lampy lubią sobie prąd siatki organizować jeszcze zanim sygnał przekroczy wartość ujemnej polaryzacji w szczytach.
Dla takiej mikrej lampki jak ECC83 to raczej bankowo spowoduje mocne odkształcenia w sygnale.
Podobnie jak Koledzy wyżej, proponowałbym w roli lampy sterującej użyć coś prostego ale silniejszego, właśnie w stylu EL84 w trybie triody z jakimś słusznym prądem w okolicach 10-15 mA (więcej stworzy spore problemy z ciepłem na oporniku anodowym).

Ale generalnie polecam wyjść jednak od tyłu, czyli określić wpierw jaki punkt pracy 845 Cię interesuje.
To da Ci wiedzę o jakich nap. sterujących musisz myśleć.
Następnie wydumać trzeba układ sterowania stopniem mocy a na końcu dopiero co dać z przodu, czyli na wejściu.
Jeśli uda Ci się zaprojektować układ sterujący, który będzie w stanie dostarczyć bez obciążenia na wyjściu ok 130% tego co potrzebujesz dla 845, to wtedy z powodzeniem możesz przystąpić do prototypu.
A może nawet bez pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego się obejdzie.

Jeśli pójdziesz drogą, którą teraz idziesz, to napotkasz wiele problemów, które niektórzy nazywają "nie przewidzianymi/skąd mogłem wiedzieć/kto mógł przewidzieć/nagle okazało się" itd ...
Nie mówię, że nie uda się wzmacniacza zbudować ani, że nie zagra wcale. Ale przy mniejszym wysiłku ale w odpowiedniej kolejności da się to zrobić lepiej.

Dla ułatwienia podpinam jeszcze raz schemat, który wkleiła Ola:

[Olkus]

EL84 do 845 wg mnie trochę nie pasuje, lepiej 6V6 lub radziecki odpowiednik.

Pozdrawiam,
A.

[Krzysztof_M]

EL84 do 845 wg mnie trochę nie pasuje, lepiej 6V6 lub radziecki odpowiednik.

Ja sugerowałem użycie jakiejś większej i mocniejszej lampy z wyższym prądem spoczynkowym i mniejszą opornością wewnętrzną, EL84 to przykład.

Ale pełna zgoda, wizualnie 6V6 będzie lepiej wyglądać przy w zasadzie takim samym zachowaniu się w układzie.

[Ola Boga]

Dzięki za podpowiedzi. Pentody głośnikowe do sterowania lampą bez prądu siatki jakoś mnie nie przekonują, natomiast bardzo podoba mi się EF184. Mam nawet wrażenie, że gdzieś mam kilka takich, całkiem świeżych, w pudełeczkach.
EC52 wygląda fantastycznie. Rzeczywiście szkoda, że nie ma podwójnej wersji. Chociaż w takim przypadku na dwóch stopniach przed lampą mocy by się nie skończyło.

Czułość poniżej 1V chyba nie jest niczym nadzwyczajnym, mam wrażenie że większość źródeł niechętnie przekracza ten poziom. Jedynie CD gra głośniej, niż cała reszta. Najlepiej by było mieć kilka wejść o różnej czułości.

Co do punktu pracy dla 845, to na pierwszej stronie proponowałam Ua=800-850V i Ia=70mA, czyli -Ug=120-130V. Dlatego przyszła mi do głowy polaryzacja mieszana, na przykład 50V tracone na Rk, bo w głównym zasilaczu mogę sobie pozwolić maksymalnie na 900V, a reszta z dodatkowego zasilacza ujemnego.

Wciąż nie wiem jaki duży powinien być Rg3. 330k może być, czy to za dużo?

[OTLamp]

Wciąż nie wiem jaki duży powinien być Rg3. 330k może być, czy to za dużo?

W karcie katalogowej RCA podają maksymalną wartość dla polaryzacji stałej 0,1 MΩ, a dla automatycznej 0,5 MΩ.

[Ola Boga]

W karcie katalogowej RCA podają maksymalną wartość dla polaryzacji stałej 0,1 MΩ, a dla automatycznej 0,5 MΩ.

Rzeczywiście, jest wyjaśnione drobnym druczkiem, teraz widzę.