SE на 6Н23П/ГУ50

Модераторы: Алаев Ян, Роман Мирошниченко, poty

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2825
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 175 раз
Поблагодарили: 148 раз
Контактная информация:

SE на 6Н23П/ГУ50

#1

Сообщение Алаев Ян » 18 ноя 2016, 12:21

За основу этого проекта была взята схема с известного блога Сергея Климанского.
Содержание проекта:
Показать
1. Начало viewtopic.php?p=13159#p13159
2. Выходные трансформаторы viewtopic.php?f=106&t=294&p=13159#p15794
3. Принципиальная схема драйверного каскада viewtopic.php?t=294#p23510
Datasheets:
Показать
Для разработки:
Показать

GU50-socket
1476170187.jpg
Панелька ГУ-50

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2825
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 175 раз
Поблагодарили: 148 раз
Контактная информация:

Начало

#2

Сообщение Алаев Ян » 01 дек 2016, 12:24

Надеемся, что Сергей простит наш подход и тот факт, что мы взяли его схему за основу и искромсали на свой лад...
1476742989.jpg
Исходная схема Сергея Климанского
Первое, что мы решили сделать - удалить со схемы цепи накала. В первоисточнике накал осуществляется переменным током с обмоток силового трансформатора. Для снижения уровня фона потенциал накала приподнят с помощью делителя напряжения R11, R12. Мы вопрос накала ламп отложим на неопределенное время (позже мы вернемся к нему), в данный момент нам это не важно. Заодно удалим и цепи питания второго канала, чтобы нас ничего не отвлекало от принципиальной схемы. Так как мы являемся приверженцами моноблочных конструкций, то регулятор громкости мы тоже удалим, тем самым постепенно превращая схему в моноблок.
55.png
Немного видоизмененная схема
Отделим для анализа драйвер и посмотрим, что можно сделать для улучшения схемы (эта фраза сугубо субъективная, возможно, своими потугами мы сделаем только хуже, в общем, на вкус и цвет...).
33.png
Драйвер
33.png (23.11 КБ) 191 просмотр
Наибольшее влияние на тонкие материи звука в таком включении оказывает связка С1+С2, которая шунтирует катодный резистор R3 по переменному току. Если делать драйвер по такой схемотехнике, то С1 нужно применять максимально возможного качества. Конденсатор С2 является дополнительным и пытается "вытянуть" ситуацию и замаскировать недостатки С1. Мы считаем, что проблему нужно решать не поисками хорошего и очень хорошего конденсатора, а исключением его из схемы. В своем варианте схемы мы изначально решили "катодный хвост" С1+С2+R3 заменить на два светодиода, включенных в прямом направлении. Они обеспечат почти референсную опору для смещения RO1 и будут иметь несравнимо низкое динамическое сопротивление, недостижимое с помощью конденсаторов разумной емкости. Вдобавок ко всему, светодиоды позволят избавиться от нелинейности конденсаторов и фазовых сдвигов сигнала, возникающих в таком включении. Чуть позже нам попался очень любопытный документ, в котором были представлены экспериментальные данные уровней шума различных светодиодов, диодов и стабилитронов. Ниже представлена эта информация, которая для нас была крайне полезной, так как мы планировали использовать референсную опору, уровень шума которой для нас крайне важен.
image.jpg
Испытательный стенд для анализа уровня шума диодов, стабилитронов, светодиодов

Noise measurements for LEDs and zener diodes

Заинтересовавшись приведенными данными мы решили провести небольшую исследовательскую работу и оценить в сравнении различные способы задания референсного смещения для драйверного каскада. В качестве претендентов на эту роль мы рассматривали:
1. Светодиоды, включенные в прямом направлении - мы опробовали красные чип 0805, красные 3 мм, красные 5 мм, зеленые 5 мм, оранжевые 5 мм, белые 5 мм, синие 3 мм.
2. Диоды в прямом направлении - опробовали DL4148.
3. База-эмиттерные переходы транзисторов - опробовали BC847, 2N3904.
4. Интегральные стабилизаторы на TL431CZ, TL431WS.
5. Опору на основе транзисторного стабилизатора - просимулировали в LTspice (см. ниже).
6. Стабилитроны - опробовали BZV55C3V, BZV55C3V6, BZG03C13TK.

Здесь представлены результаты наших испытаний:

TL431+BZV55C3V6_ВАХ
Исследование динамического сопротивления

Владислав Потапов провел моделирование 3 типов схем в LTspice:
1. Опора на основе транзисторного стабилизатора.
2. Опора на основе база-эмиттерных переходов 2N3904.
3. Опора на основе двух блоков запараллеленых база-эмиттерных переходов 2N3904.
Моделирование динамического сопротивления.png
Моделирование динамического сопротивления
Тест уровня шумов.png
Моделирование уровня шумов
Здесь представлены результаты моделирования:

1. Опора на основе транзисторного стабилизатора
Транзисторный стабилизатор.png
Транзисторный стабилизатор.png (10.64 КБ) 184 просмотра
Уровень шума 5.6 мкВ, динамическое сопротивление около 52 Ом (бОльший уровень шума относительно других вариантов и достаточно большое динамическое сопротивление - по этим причинам этот способ задания опоры мы отсеяли).

2. Опора на основе база-эмиттерных переходов 2N3904
БЭ переход 2N3904.png
БЭ переход 2N3904.png (10.6 КБ) 184 просмотра
Уровень шума 367 нВ, динамическое сопротивление около 26 Ом

3. Опора на основе двух блоков запараллеленых база-эмиттерных переходов 2N3904
Запараллеленый БЭ переход 2N3904.png
Запараллеленый БЭ переход 2N3904.png (10.63 КБ) 184 просмотра
Уровень шума 278 нВ, динамическое сопротивление около 25 Ом

Выбирая из двух последних вариантов, для дальнейших экспериментов мы оставили лучший по результатам вариант - опору на основе двух блоков запараллеленых база-эмиттерных переходов 2N3904. Диоды в прямом направлении и стабилитроны мы исключили из дальнейших исследований. Из светодиодов оставили вариант с 3 мм красными светодиодами и также было решено исследовать опору на базе интегрального стабилизатора TL431, которая сулила крайне низкое выходное сопротивление порядка 0.2 Ом. На основе этих рассуждений было решено изготовить универсальную референсную опору, в которой можно было бы осуществлять переключение между тремя типами задания смещения: светодиодного, на TL431, на БЭ - 2N3904.
2016-11-24 07.43.18.jpg
Универсальная референсная опора драйвера
Universal_Bias_Driver.jpg
Принципиальная схема референсной опоры драйвера
Universal_Bias_Driver

Здесь представлены результаты исследований универсальной референсной опоры для драйверного каскада:
Опора драйверного каскада
TL431_driver_bias

Будем считать, что с катодными цепями драйвера мы разобрались, теперь давайте посмотрим, что у нас творится в анодных цепях...
А там классическое включение анодной нагрузки, простое и понятное решение от которого мы предлагаем отступить в пользу активной нагрузки в виде источника постоянного тока (CCS).

Фильтрующие конденсаторы С13 и С14 было решено удалить за ненадобностью в случае применения вместо резистивной анодной нагрузки - активной анодной нагрузки в виде источника постоянного тока (CCS), которая также позволяет избавиться от R1+R2 и запитать драйверный каскад сразу от анодного напряжения выходного каскада. Владислав Потапов провел ряд моделирований, чтобы данные высказывания не были голословными. Смотрим...
(некоторые моделирования затрагивают цепи смещения драйвера для лучшего понимания вносимых изменений).
88.png
Поведение драйвера без шунтирующего катодного конденсатора
99.png
Поведение драйвера с установленным шунтирующим конденсатором 330 мкф
За пределами звукового диапазона фаза (пунктирная линия) резко уходит под 169 градусов. Эту схему возьмем за базовую (2 кОм вместо 1,3 кОм указаны при моделировании, чтобы приблизить токи и напряжения к нарисованным на схеме, вероятнее всего это вызвано неточностью модели лампы). Давайте посмотрим, как эта схема справляется с пульсациями питания.
1.png
Подавление пульсаций питания
На 20 Гц подавление пульсаций составляет 51,5 дБ. А теперь заменим катодную цепь на диоды.
2.png
Диоды в катодной цепи драйвера
По питанию ситуация немного ухудшилась, но не будем спешить с выводами, давайте посмотрим, что у нас с сигналом.
3.png
По сигналу ситуация осталась практически такой же, как и без конденсатора, только резко выросло усиление каскада (26 дБ). Теперь заменим верхние резисторы R1 и R4 на источник фиксированного тока (CCS) и выкинем все фильтрующие цепи. Смотрим...
4.png
Моделирование по сигналу
Проблем здесь не наблюдается. Усиление каскада стало 28 дБ. А что с питанием?
5.png
На 20 Гц - минус 104 дБ, на 20 кГц - минус 62 дБ. К сожалению, не удалось подобрать светодиоды, чтобы работали в программе, а искать модели было уже лениво, поэтому моделирование провели на обычных диодах, но даже с обычными диодами результаты впечатляют!

Основываясь на результатах моделирования мы готовы представить альтернативную схему драйверного каскада, которая не нуждается ни в цепях фильтрации, ни в катодном резисторе и цепях его устранения по переменному току. При этом схема драйверного каскада, по нашему мнению, обладает лучшими эксплуатационно-техническими характеристиками, относительно представленных в первоисточнике.
Источник тока (СCS) планировалось сделать на полевых транзисторах DN2540, но, к сожалению, мы были обмануты нашими китайскими партнерами, которые подсунули нам подделку viewtopic.php?f=54&t=128&start=120#p13108.
В связи с этим, мы были вынуждены изготовить альтернативные источники тока (на LR8), которые в будущем мы заменим на источники тока на DN2540 по приходу новой партии транзисторов.
2017-01-23 08.29.59.jpg
CCS на DN2540
2017-01-23 08.29.27.jpg
CCS на DN2540
2017-01-23 08.30.14.jpg
CCS на DN2540
6.png
Схема драйверного каскада с источником тока на DN2540
В качестве защитных стабилитронов D3, D4 мы применили BZV55C12 (12В, 5%, 0.5 Вт).
CCS_DN2540
Driver
Driver2
2019-01-20 20.36.12.jpg
CCS на LR8
CCS on LR8.jpg
Принципиальная схема CCS на LR8
CCS на LR8

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2825
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 175 раз
Поблагодарили: 148 раз
Контактная информация:

Выходные трансформаторы

#3

Сообщение Алаев Ян » 18 май 2017, 14:18

Сайт производитель трансформаторов: https://www.edcorusa.com/
Трансформаторы, которые я заказал для этого проекта: https://www.edcorusa.com/gxse15-6-5k
IMG_6172.JPG
Выходные трансформаторы Edcor
IMG_6176.JPG
Выходные трансформаторы Edcor
GXSE15-6-5K
15000-EI100-125-HX
15000-EI100-125-HX DWG
15000-EI100-125-HX DXF
GXSE15-6-5К Edcor

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2825
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 175 раз
Поблагодарили: 148 раз
Контактная информация:

Принципиальная схема драйверного каскада

#4

Сообщение Алаев Ян » 18 янв 2019, 16:20

Таким образом, после наших многочисленных экспериментов, мы пришли к двум схемотехническим решениям:
1. с CCS в аноде на DN2540;
2. с CCS в аноде на LR8.
У обоих вариантов в катоде универсальная плата смещения, которая обеспечивает еще три различных способа его задания.
Universal Driver on DN2540.jpg
Драйверный каскад на DN2540
Universal Driver on LR8.jpg
Драйверный каскад на LR8
Принципиальная схема драйверного каскада

Кто из них лучше нам еще предстоит выяснить, на данный момент мы подвели черту в наших теоретических изысканиях о схемотехнике драйвера, теперь нам пора переходить к модернизации оконечного каскада.

Ответить
  • Похожие темы
    Ответы
    Просмотры
    Последнее сообщение