McIntosh MC275

Модераторы: poty, Алаев Ян

Аватара пользователя
poty
Профи
Профи
Сообщения: 3277
Зарегистрирован: 24 мар 2014, 10:00
Откуда: Россия, Москва
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 14 раз

#21

Сообщение poty » 11 сен 2014, 17:17

Как говорится - и снова здравствуйте! Прошу прощения за долгое молчание, однако не всё зависит от нас, грешных... Заранее извиняйте за длинное сообщение.
Чтобы не быть навязчивым, я рассмотрю некоторые варианты построения драйверного каскада, чтобы выбор был за дизайнером конкретного усилителя. Сразу оговорюсь, что я действовал в рамках заданных ограничений (анодное напряжение 450В, ток - не больше 16мА на каскад, лампа 12BH7, дополнительная лампа, если есть, вставляется в позицию V4 и представляет собой двойной триод, амплитуда выходного напряжения должна составлять не менее 40В (+/-0,5В) на одно плечо, 80В (+/-1В) на оба), конструкции опробовались в симуляторе, оптимизация параметров применялась только начальная. Т.о., я не могу гарантировать, что это наилучшие выбранные параметры, наилучшие выбранные активные компоненты и что в результате мы получим каскад с показанными КНИ. С другой стороны, имея сравнительные характеристики каскадов, остановившись на чём-то одном, можно реально доработать схему или подобрать детали по месту.
Общие замечания. Номиналы всех пассивных деталей входных и выходных цепей взяты из оригинальной схемы. Я позволил себе лишь увеличить выходные конденсаторы с 0,22мкФ до 0,33мкФ, поскольку нагрузкой для каскадов будет являться не резистор 1М, как по схеме, а резистор 220к, что является максимальным значением для сеточных резисторов применяемых в выходном каскаде мощных ламп. В реальности, просто необходимо увеличить входные конденсаторы хотя бы до 0,33мкФ, а выходные - примерно до 0,47 - 1 мкФ. Как правило, на эпюрах напряжений в левой верхней части вставленных рисунков отражены напряжения сетка-катод (чтобы быть уверенными, что они не выходят в положительную область), ток анода (на одном из анодных сопротивлений - чтобы исключить клиппирование и выход тока за пределы максимально допустимого), выходное напряжение. В левом нижнем углу показано быстрое преобразование Фурье, для оценки чистоты спектра. КНИ я определял по доминирующей гармонике, однако, нужно смотреть и на амплитуду других сравнимых гармоник, чтобы однозначно определить выигрышную с точки зрения нелинейных искажений конфигурацию. Также нужно учитывать, что выходной каскад на лампах, при максимальной выходной мощности, будет иметь КНИ в единицы процентов, поэтому, хоть показатели КНИ драйверного каскада всё равно важны, к ним стоит подходить критически.
Итак, в предыдущем случае мы столкнулись с двумя проблемами - недостаточной амплитудой выходного сигнала и превышением напряжения анод-катод для применяемой лампы. Самым очевидным выходом из этой ситуации является резкое увеличение анодного резистора R24(R27) с соответствующей корректировкой режима каскада.
Resistive.jpg
Первый вариант драйверного каскада
Как видно из эпюр напряжений слева вверху, сеточные напряжения не уходят в положительную область, амплитуда на выходе подросла, клиппирования тока нет, доминирующая гармоника (3-я) находится на уровне -56,5дБ (0,15%). Ток через каждую лампу составляет около 5,5мА, напряжение на аноде - 258В, на катоде - 33В, т.о., анодное напряжение также остаётся в норме (<300В), мощность рассеивания - не более 1,3Вт (<3,5Вт максимальной). Для нашего выходного напряжения нужно подать 6,5В входного (амплитудного!). Каскад "одноэтажный", к защите потенциала накала относительно катода никаких действий предпринимать не нужно.
В связи с тем, что мы вернулись к классике, стоит подумать и о некотором упрощении схемы. Я не вижу смысла во внешнем смещении, поэтому соответствующие цепи из рассмотрения убираем. Получаем
Resistive-1.jpg
Упрощение схемы драйверного каскада
Анализ показывает, что мы не потеряли в КНИ (около -57дБ, 0,14% по третьей гармонике), ток через каждую лампу - 5,3мА, напряжение на аноде - 263В, на катоде - 13В, рассеяние - не более 1,4Вт. Входное напряжение - 6,7В.
Казалось бы - цель достигнута! Но у нас имеется ещё одна лампа, которую неплохо бы использовать, раз планируется её в принципе туда воткнуть. Давайте посмотрим на некоторые двухламповые конструкции, сможем ли мы с их помощью что-то улучшить?
Первое, что мы рассмотрим - SRPP. Персонально я отношусь к этому каскаду с пиететом, однако знаю его отрицательные стороны. Также есть мнения, что его "невыгодно" применять в балансных усилителях (а именно такой мы и строим), поскольку сам по себе этот каскад является пуш-пульным, что подразумевает двухтактность в однотактном включении. Что получается у нас:
SRPP.jpg
Балансный SRPP
Сеточные напряжения в норме, клиппирования тока нет, выходная амплитуда нас устраивает. Доминирующая гармоника - 7-ая - -64,4дБ (0,06%), однако рядом есть сравнимые по величине гармоники низших порядков (3-я и 5-я), что не так хорошо. Стоит отметить, что небольшое изменение тока позволяет добиться амплитуды доминирующей гармоники на уровне -70дБ, но порядок резко возрастает. Ток через каждое плечо - 4,5мА. Напряжение на аноде верхней лампы 450В, на катоде 236В (214В < 300В), мощность рассеяния - 1Вт (<3Вт); на нижней лампе, соответственно, 225В-11В=214В (<300В), мощность та же. Входное напряжение - 6,5В. Хорошие результаты при минимальном усложнении. Но! Здесь возникает пресловутое предельное напряжение, которое будет над нами довлеть на протяжении рассмотрения всех "двухэтажных" схем. Предельное постоянное напряжение катод-накал, если на накале потенциал более положительный, чем на катоде - 100В, переменное - 200В. Если накал отрицателен по отношению к катоду, предельное напряжение (постоянное или переменное) не должно превышать 200В.
Как мы видим, на катоде нижней лампы напряжение 11В, по оригинальной схеме усилителя накал заземлён (напряжение =0). Для нижней лампы никаких проблем пока не наблюдается. А вот на катоде верхней лампы - 236В, что превышает допустимые 200В. Для того, чтобы исключить пробой, нам нужно "оторвать" накал от земли и подать на него простейшим делителем напряжения, например, +100В. Т.о., для нижней лампы накал окажется более положительным (это улучшит также показатели шумов), напряжение накал-катод будет 89В постоянного и до 130В переменного тока. Оба параметра - в норме. Для верхней лампы это будет -136В постоянного тока и до - 176В переменного. Тоже всё в норме.
SRPP - это значительный отход от первоначальной модели простейшего каскада с общим катодом. Давайте рассмотрим вот такой каскад:
CCS-ed.jpg
Каскад с источником тока в нагрузке
Это тот же самый каскад усиления с общим катодом, но вместо анодного сопротивления включен источник тока на лампе. Мне нравится лампа ECC88, поэтому я привёл каскад с её применением, однако, можно использовать и другую лампу.
Что имеем: сеточные напряжения - в норме, клиппирования тока нет, выходная амплитуда имеет нужное значение. Доминирующая гармоника - третья, на уровне -59,2дБ (0,11%), остальные гармоники быстро убывают. Ток через каждое плечо - 5мА. Напряжение на аноде верхней лампы - 450В, на катоде - 355В (=95В < предельного 130В для этой лампы), мощность рассеяния - 0,5Вт (<1,8Вт предельной для этой лампы). Для нижней лампы, соответственно, 200В-9В=191В (<300В), мощность 1Вт (<3,5Вт). Входное напряжение - 6,6В.
И снова - проблема с накалом. Для ECC88 предельные напряжения составляют 50В, если потенциал накала выше потенциала катода, и 150В, при других параметрах. Разность между катодами нижней и верхней лампы составляет 355-9=346В (напряжение между катодами изменяется незначительно), поэтому (150В для ECC88 + 100В для 12BH7=250В) невозможно подобрать смещение для общего накала и придётся запитывать накалы ECC88 от отдельной обмотки/блока питания с соответствующим "подъёмом".
Ещё раз сильно отойдём от обычного каскада и рассмотрим интересную двухэтажную схему - каскод. Я надеюсь, что Вы остановитесь именно на ней, потому что с ней возможны значительные трансформации в сторону улучшения характеристик (об этом - в конце):
Cascode.jpg
Каскод
Снова все эпюры сеточных напряжений, анодных токов и выходного напряжения в норме. Доминирующая третья гармоника на уровне -55,8дБ (0,16%), остальные гармоники образуют достаточно высокий "след" вплоть до 13 гармоники, что показывает, что на полной громкости искажения будут приближаться к 1% (с такими значениями деталей). Ток в рабочей точке = 5,1мА. Верхняя лампа: 193-94=99В @ 0,5Вт. Нижняя лампа - 94-3=91В @ 0,5Вт. Для достижения необходимого выходного напряжения нужно всего 2,2В входного напряжения (стоит подумать о необходимости всех предыдущих каскадов :) ). О защите накал-катод можно не беспокоиться, хотя я бы поднял уровень накальных цепей хотя бы до 50-70В.
Теперь об улучшениях. Я специально не стал приводить схемы с улучшениями, поскольку они выглядели бы сложными и труднопонимаемыми.
Во всех случаях можно заменить катодные резисторы (если они общие) или провод, соединяющий катодные резисторы с землёй, на источник тока. Такие малые токи и напряжения вполне по силам JFET-ам, Depleted mode MOSFET-ам, биполярам и даже интегрированным источникам тока. В отдельных случаях придётся сформировать отрицательное напряжение (примерно минус 10-15В), но в оригинальной схеме это уже проделано, так что проблем в этом не вижу.
Следующее улучшение - замена ламп. Здесь, уверен, у каждого найдутся свои любимчики или можно найти аналоги вышеприведённых каскадов в известнейших усилителях и воспользоваться ими напрямую, без всякой переделки.
Можно (и нужно) поиграть со значениями пассивных элементов и питающих напряжений, уверен, что приведённые выше значения - лишь первое приближение к идеалу.
В-общем - дерзайте!
Последний раз редактировалось Алаев Ян 10 ноя 2014, 10:39, всего редактировалось 1 раз.
Причина: Общее редактирование
Владислав

Аватара пользователя
Сергей Титов
Наблюдатель
Наблюдатель
Сообщения: 11
Зарегистрирован: 31 июл 2014, 22:41

#22

Сообщение Сергей Титов » 14 окт 2014, 21:00

Доброе время суток всем форумчанам! Проект Макинтош 275 благополучно завершен. Усилитель собран по родной схеме с использованием малышевских выходных трансов. Из схемы были удалены все индуктивности, в катоды вых. ламп поставлены резисторы 10 ом, все остальное точно по схеме. Все прекрасно заработало, звук радует. В акустике полная тишина (да, емкости в анодном увеличены до 10000мкф) и накалы через резисторы на землю. Всем спасибо за советы и консультации, удачи в творчестве.
Последний раз редактировалось Алаев Ян 10 ноя 2014, 10:43, всего редактировалось 1 раз.
Причина: Общее редактирование

Аватара пользователя
poty
Профи
Профи
Сообщения: 3277
Зарегистрирован: 24 мар 2014, 10:00
Откуда: Россия, Москва
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 14 раз

#23

Сообщение poty » 15 окт 2014, 10:59

Сергей, не могли бы Вы выложить получившуюся схему? На схеме далеко не все индуктивности являются собственно индуктивностями, как уже говорилось. И просто так их выкинуть вряд ли получилось бы. Вот и хотелось бы посмотреть, по какой, собственно, схеме в результате оказался собран усилитель?
Владислав

Аватара пользователя
Сергей Титов
Наблюдатель
Наблюдатель
Сообщения: 11
Зарегистрирован: 31 июл 2014, 22:41

#24

Сообщение Сергей Титов » 28 ноя 2014, 10:51

Обещанные фото прилагаю. Сканер погиб, поэтому схема через фотоаппарат. Вместо всех индуктивностей стоят перемычки. Теоретически может что-то и неправильно, но на звук-это что-то!
P1010321.JPG
P1010320.JPG
image-2.jpg
image.jpg
image-1.jpg
image-3.jpg
Последний раз редактировалось Алаев Ян 04 июл 2017, 11:48, всего редактировалось 3 раза.

Аватара пользователя
Алаев Ян
Основатель Форума
Сообщения: 2286
Зарегистрирован: 19 мар 2014, 12:05
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 10 раз
Поблагодарили: 3 раза
Контактная информация:

#25

Сообщение Алаев Ян » 28 ноя 2014, 10:54

Добрый день, Сергей! Спасибо за публикацию.
Стремление к совершенству рождает шедевры!
https://vk.com/alaevlabs

Аватара пользователя
Роман Мирошниченко
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Сообщения: 3788
Зарегистрирован: 09 май 2014, 13:31
Откуда: Саратов
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 1 раз
Контактная информация:

#26

Сообщение Роман Мирошниченко » 28 ноя 2014, 11:27

Сергей Титов писал(а):Проект Макинтош 275 благополучно завершен.
Круто!!! :clap:

Аватара пользователя
poty
Профи
Профи
Сообщения: 3277
Зарегистрирован: 24 мар 2014, 10:00
Откуда: Россия, Москва
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 14 раз

#27

Сообщение poty » 29 ноя 2014, 22:12

Отлично, что всё заработало. Макинтош всегда смотрелся брутально, в этом ему не откажешь. Главное, чтобы Вам нравился звук! Больше ничего не нужно.
С точки зрения инженерии, в некотором смысле я удивлён. Без фирменной макинтошевской примочки мне не кажется правильным в качестве драйвера использовать катодный повторитель, а перед ним несколько каскадов усиления. Но! Раз работает, значит, в каком-то смысле свою задачу радовать обладателя выполняет.
Владислав

Аватара пользователя
Сергей Титов
Наблюдатель
Наблюдатель
Сообщения: 11
Зарегистрирован: 31 июл 2014, 22:41

#28

Сообщение Сергей Титов » 08 дек 2014, 01:47

Сначала были сомнения по поводу согласования трансов Малышева со схемой, но все склеилось удачно. Что-бы измерить искажения такой аппаратуры нет, да и нет необходимости, т.к. звук полностью устроил. Всем еще раз большое спасибо за участие, удачи в поисках хорошего звука.
Последний раз редактировалось Алаев Ян 08 дек 2014, 01:47, всего редактировалось 2 раза.
Причина: Общее редактирование

Закрыто