Усилители мощности и предусилители > Ламповые
Сравнение схем UL и VL
RedStar:
В общем подобрался практически к сравнению схем.
Частое упоминание на форуме о том, что VL является разновидностью UL не оправдывается.
Попробую доказать с помощью практической работы.
Первое.
На что хотелось бы обратить внимание.
Отдельная синфазная обмотка значительно снижает КНИ всего усилителя. Это относится к ЭО с синфазной обмоткой. Назову ее VL-. А VL+ - противофазная
Уменьшает выходное сопротивление много больше, чем в UL.
Второе.
Усиление и выходная мощность у обоих каскадов (UL и VL-) практически одинакова.
Третье.
И много значимое.
У каскада с VL- в диапазоне низких частот, т.е. ниже 50 Гц, наблюдается снижение усиления драйвера.
Требуется выходной лампе больший ток на первую сетку. Это запишу как минус.
Четвертое.
Лампа в этом каскаде VL-, да и в каскаде VL+, НЕ приобретает триодные ВАХ. Как были пентодными, так и остались.
Все зависит от приложенного напряжения к сетке 2. Чем оно больше, тем больше напряжение смещения.
(Немного позже еще поясню интересное. Как я догадывался не раз, что при введении катодной обмотки пентод или тетрод НЕ имеет триодные или UL ВАХ !!!
Есть один человек, который заинтересован в снятии ВАХ при КО с помощью трансформатора. Первоначальные выводы дали положительный результат на мои умозаключения.
ВАХи все равно имеют вид пентодных, с их горизонтальным расположением, но с увеличенным числом ветвей смещения !!! Как то так.)
Пятое.
Уже субъективное. Звучание кардинально отличается от UL. Не буду расписывать все прелести, это не кино о кольце.
Шестое. Интересное.
Если катушки динамиков имеют сопротивление пос. току менее импеданса, то почему бы не делать усилители с таким выходным сопротивлением,
где оно будет дополнять активное катушки до импеданса?
Следующим постом начну описание сравнения схем оконечных каскадов при неизменного драйверного каскада.
Так как смещение, что в UL, что в VL- оказалось практически одинаковым, то,
напряжение питания анода и ЭС в 300 вольт для лампы 6п13с, оказалось достаточным, что бы получить смещение в -31 - -32 вольта.
За исключением того, что в VL- - пентодное включение, а в UL - триодное.
Я специально не стал делать драйвер с большим усилением, что бы на выходе получить 1 Вт и немного более при нагрузке 7,5 Ом.
Рассматриваемые схемы:
Используемый ТВЗ в данном проекте (ОСМ1-0,1):
Для начала сравнения приведу некоторые данные.
Схему по третьему рисунку рассматривать пока не буду. Интересно отличие первых двух, так как разница, - УЛ это или нет, очевидна будет по графикам.
Для пробы, в драйвере, были установлены три типа пентодов 6ж10п, 6ж11п и 6ж49п. Использовал и триоды.
И, для проверки всего тракта на окончательное решение в пользу того или иного каскада. (для моего мнения!)
Изменения были не значительны, а вывод буду делать по средним показателям всего усилителя.
Входное напряжение на усилитель устанавливаю в 1 вольт амплитуды.
Переменные напряжения, на аноде, ЭС, КО не вижу смысла писать. Для 1 Вт. выходной мощности они ничего не скажут.
И как вы все знаете, я рассчитываю не по среднеквадр., а по амплитудным.
Только опять же предупрежу всех. Макет собран на фанере! Открыт полностью с "кучей" проводов.
Так что потом не пишите, что откуда то взялись "лишние" гармоники в спектре.
И так, трансформатор. Их два практически одинаковых. ОСМ1-0,1
Первичная, экранная и катодная намотаны проводом 0,25 мм.
Выходная 6х0,45 мм.
Активное первичной - 124-125 Ом.
Экранной - 39-40 Ом.
Катодной - 16-17 Ом.
Выходной - 0,7 Ом.
Индуктивность первичной, если верить мультиметру - 9,9-10 Гн.
А дальнейшее уже по спектрограммам покажу.
и добавил...
Первое отличие
Хотя мне оно пока малозначительно, но с него начну.
Пожалуй так всегда происходит при макетировании усилителей, коих уже много сделал.
Почему в каскаде с UL всегда происходит заметная разница отставания фазы между входом и выходом усилителя, нежели в каскадах VL-?
Как то была тема про это, но ответов так и нет. Чем же это "грозит" слушателю?
На входе не был подключен осциллограф, а на выход драйвера. Но сути не меняет.
Ниже картинка сравнения при 25 Гц (1 Вт).
Желтая амплитуда - выходная. Синяя - выход драйвера.
Белые линии - начальное драйвера. Красные - разбег при 25 Гц.
Ничего необычного в том, что на этой частоте фазы равнозначны у обоих каскадов.
хостинг картинок
Следующая картинка уже при 20 кГц (1 Вт).
Желтая амплитуда - выходная. Синяя - выход драйвера.
Желтые линии - небольшое уменьшения отставания фазы от частоты 25 Гц.
Зеленые линии - увеличение разбега УЛ каскада от частоты 25 Гц., от ВЛ- каскада.
Вот здесь все сказывается.
П.С. Во избежании лишних разговоров приведу картинку на 1000 Гц.
и добавил...
то то тихо на форуме.
Перед вторым отличием, попробую разобраться с действием Катодной Обмотки
У всех есть представление о том, что КО изменяет пентодные (тетродные) ВАХ к состоянию триодных.
Внимательно читая Войшвилло, пришел к мнению, что он расписывал, на то время, не КО, а изменение ВАХ в режиме УЛ. На то время достаточно популярное.
Ваше право считать формулы идеальными. Но есть некие нюансы, от которых нельзя "отмахнуться".
Представим, что вывод ВАХ происходит на резистивных нагрузках. Вроде все верно.
А если заменить резистивные индуктивными?
В опыты поставим трансформатор с небольшими активными сопротивлениями обмоток. Добавив, при этом, Катодную Обмотку.
Как я не раз утверждал, не только здесь, что пентод (тетрод) как "имел" свою характеристику ВАХ, так такими они и остаются, практически горизонтальными.
Все дело в том, что количество ветвей смещения увеличивается. Соответственно расстояние между ветвями значительно уменьшается.
При этом само отрицательное напряжение смещения увеличивается под действием Обмотки и примененного напряжения питания Экранной Сетки.
Если же по таким ВАХ просчитать, методом пяти ординат искажения каскада, то отчетливо будет видно, что искажения станут много меньше.
Все происходит от "сжатия" ветвей.
Один человек, не буду пока называть его имя, провел небольшое исследование по данному вопросу, так как он заинтересовался моим мнением.
Поэкспериментировал пока пробно. Первоначальные результаты не заставляют даже сомневаться.
С этим человеком подробнее изучим КО.
Итак, Графики ВАХ сняты при одинаковых условиях с питанием 300 вольт обычного пентода.
В режимах УЛ, Триод, Пентод - ничего особенного, вы все их прекрасно знаете.
И самое интересное, ВАХ снятое при ТВЗ с КО.
Заметьте, мое предположение вполне вписывается в график::
Если реально рассматривать это как частный случай, не имеющий под собой основания, то мы продолжим эту тему в любом случае.
Однако все становится на столько очевидным, что пропускать из поля зрения это нельзя!
Тогда мой "миф" о Катодной Обмотке многое изменит.
При таком графике много легче рассчитать Катодную Обмотку. Ее "бетту" от этих изменений.
Я практически нашел то, что искал. Минимально оптимально-допустимую "бетту" КО.
Отсюда как раз получается взаимодействие в каскаде Экранной Обмотки, связанной с изменением положения ветвей смещения лампы.
Продолжение следует...
и добавил...
Большая просьба к читающим тему.
Если кто то понятия не имеет по данному вопросу о чем идет речь, или имеет другое, отличное мнение, -
- Пожалуйста, оставляйте комментарии, а не анонимно (дал же бог фамилию) ставить минус теме!
и добавил...
Продолжение
Так вот. Искажения как раз зависят от положения "новых", частых, ветвей ВАХ, приобретенных за счет КО.
И не только КО, а еще в использовании отдельной Экранной Обмотки.
Единственное, это возникает вопрос о внутреннем сопротивлении лампы. Судя по известным формулам, оно должно быть как у триода.
Но почему не так, судя по графику?
Надо думать.
В общем, по делу.
Второе отличие. Искажения
UL каскад
Два графика в разных программах с частотой 1000 Гц:
Два графика с частотой 25 Гц:
И два графика с частотой 20 кГц:
На частоте 25 Гц видно, что у драйвера увеличиваются искажения.
Хотя потом, при графиках VL- будет немного больше.
Спектра некорректно отображает искажения 20 кГц. Только почему? (хотя не важно...)
Эти искажения пытался уменьшить. Минимальные смог получить в районе 0,68%.
Но как ранее писал, здесь важно среднее полученное значение всех измерений !!!
VL- каскад
Так же привожу по два графика.
На частоте 1000 Гц:
На частоте 25 Гц:
И на частоте 20 кГц:
Получается, что каскад UL практически не вносит искажения? Судя по искажениям драйвера и выходного сигнала.
Тогда как быть с тем, что придется корректировать драйверную лампу таким образом, что бы с нее идеально вывести минимум гармоник. !?
Вроде бы легко, но достаточно трудно исполняемое для многих.
В тоже время, каскад VL- вроде как "перестраивается" под искажения драйвера. (пока конкретно не могу объяснить)
Собственные искажения каскада достаточно высоки, если учесть, что на его входе 0,9%, а на выходе уже 0,32%. В наличии компенсация искажений.
Однако с понижением частоты гармоник больше, чем в UL. Но и Меньше уровень остальных составляющих !!!
Продолжение. Второе отличие. Искажения
Скомпенсировал по искажениям выход драйвера с выходом усилителя в обоих каскадах (UL и VL-).
То есть выровнял по процентам искажений на выходе драйвера с выходом усилителя в целом. (ну как то так написал)
UL каскад
Искажения практически равнозначны при выходной мощности в 1 Вт.
А что же будет при максимальной выходной мощности?
Какова эта мощность будет: при каких искажениях и выходной амплитуде при нагрузке 7,5 Ом.
Смотрим:
Как видно из картинок, искажения на выходе поднялись до 1,6% при выходной мощности в 5,3 Вт.
Искажения драйвера стали аж 2,8%.
Заметно начало ограничения отрицательной полуволны в выходном каскаде.
VL- каскад
Опять все иначе.
При выходной мощности 1 Вт. искажения немого больше, на 0,05%, однако:
Вот уже и заметна разница.
Повторю. А что же будет при максимальной выходной мощности?
Какова эта мощность будет: при каких искажениях и выходной амплитуде при нагрузке 7,5 Ом.
Смотрим:
Интересно то, что искажения драйвера уменьшилось до 2,36% с 2,8% в UL.
А искажения на выходе стали 0,8%. И это при большей выходной амплитуде и соответственно большей выходной мощности в 6,5 Вт., в отличии от UL с ее 5,3Вт.
Стало быть, каскад VL- превосходит UL по искажениям и выходной мощности.
Такое сравнение и отличие неоднократно наблюдается на всех мною собранных макетах.
Продолжение следует...
Profi:
Сделаю отбивку, чтоб можно было дальше писать.
Картинки великоваты - неудобно смотреть.
RedStar:
--- Цитата: Profi от 19 Мая 2021, 16:31:42 ---Картинки великоваты - неудобно смотреть.
--- Конец цитаты ---
Постараюсь превьюшки вставлять. При переходе можно увеличить.
Осциллограммы на электродах выходной лампы
Снято относительно катода. Большая амплитуда - анодная. Меньшая - экранная сетка.
и добавил...
Четвертое отличие
Однажды заметил как ведут себя токи анода и второй сетки при ТВЗ с повышенным активным сопротивлением первичной обмотки (около 250 Ом).
Контролируя в схемах ток покоя обоих электродов при настройках, оставил приборы подключенными.
При подходе усилителя под максимальные значения на выходе, обнаружилось, что ток анода достаточно сильно просаживается до 40 мА с 60 мА.
А так как рассматривал каскад VL-, то ток экранной сетки изменялся незначительно, с 5-6 мА до макс. 10 мА.
Конечно, меня беспокоило, что в аноде такое поведение тока.
Когда был подключен ТВЗ с 100 Ом обмоткой, то изменение тока анода стали меньше.
В данном рассматриваемом случае, ток анода уменьшается всего на 5-6 мА. во всех каскадах!
Ток сетки 2 в VL-, в покое 6 мА, в максимуме 6-7 мА.
Ток сетки 2 в UL, в покое 6 мА, в максимуме доходит до 12 мА.
Но что было интересно, так это когда подключал каскад в UL включении.
Ток экранной сетки увеличивался до, аж 30 мА!
Проводя много разных макетирований, с таким поведением тока сталкиваюсь постоянно.
Конечно, не обязательно такое значительное повышение в UL бывает всегда. Но оно много больше, чем VL-.
К примеру приведу фотографии со стрелочных приборов во включении двух каскадов.
В режиме покоя и при достижении максимальных значений.
Эти фото не с этого макета! Но принцип тот же.
(Черный стрелочный прибор показывает ток экранной сетки, белый - ток анода)
Ток сетки 2 в UL, в покое
Ток сетки 2 в UL, в максимуме
Ток сетки 2 в VL-, в покое
Ток сетки 2 в VL-, в максимуме
и добавил...
Казалось бы, если оба каскада это разновидности УЛ, то почему уже четвертое сравнение показывает их практическую разницу?
Получается, что в каскаде VL- суммарная мощность (анод+сетка 2) лампы меньше.
RedStar:
АЧХ
Снял АЧХ и разместил картинки так, что бы было наглядно видно их "разбег".
(картинку можно увеличить) Немного добавил пояснение в графике.
Svjatoslav:
Интересное исследование.
Но к сожалению, при большом экспериментальном охвате, имеет место много белых пятен, несистемности.
--- Цитата: RedStar от 21 Мая 2021, 10:40:36 ---Казалось бы, если оба каскада это разновидности УЛ, то почему уже четвертое сравнение показывает их практическую разницу?
--- Конец цитаты ---
В УЛ обмотки включены последовательно, при ВЛ - параллельно. Притом часть анодной обмотки "вырвана", вынесена с анода.
Что меняет не только альфу, но и глубину местной ООС через КО.
Уже по этой однй причине сравнение включений не может быть корректным.
Можно было бы снять ВАХ ламп ВК при разных включениях, подобрать по ним соответствующее оптимальное Ra.
Затем снять спектр гармоник ламп-кандидатов в драйверные, при разных выходных напряжениях, вплоть до клиппинга.
Такие же ступенчато снятые спектры, плюс ВАХи ламп ВК, снятые при разных включениях, дадут карты в руки. для выбора драйверной лампы.
Навигация
Перейти к полной версии