И ещё раз доработал схему «до конца». Во всяком случае, сейчас мне так кажется. Пишу по порядку. В основном, думаю, чтоб не забыть, для себя.
1. В ходе измерений и проверок макетов попутно проверил ещё схему с автосмещением ламп выходного каскада, в которой токозадающие катодные резисторы заменил на генераторы тока, реализованные на стабилизаторах TL 783.
Отлично работает. На мой взгляд, с точки зрения балансности плечей цирклотрона этот вариант - лучший. Регулируется непосредственно требуемый параметр -ток. Плюс ослабляется зависимость баланса от неодинакового старения ламп в ходе эксплуатации. Правда, услышал заметное на слух увеличение уровня фона в паузах.
Объяснение этому явлению, кажется, нашел в книге Моргана Джонса "Ламповые усилители" (п. 4.13.3). Поэтому от использования генераторов тока в плечах моего HeadAmpa пока отказался.
2. Долго и упорно искал причины и боролся с упоминавшемся уже неприятным зудящим фоном в выходном сигнале.
Никакие пассивные фильтры, ни помехоподавляющие, ни RC ни LC особо не помогали.
Источник фона - постоянно присутствующая, мощная, с примерно 100 Гц периодом импульсная ВЧ помеха на силовой проводке 220 АС в офисе, где я работаю и макетирую.
Лезет везде, наводится на всё. В соседнем помещении находится технокомната сотовой компании - серверная с ретрансляторами на стене здания. Скорее всего её мощные импульсные блоки питания формируют помеху.
И я, в общем-то, почти смирился с тем, что проблема "зуда" уйдет, когда исчезнет сама помеха на сети 220 АС. Т.е. на любом другом, кроме этого проклятого, месте.
Конечно, ещё планировался более тщательный, ужЕ не макетный, а настоящий монтаж проводов, ламп, трансформаторов и т.п. Плюс экранировка корпуса, может быть и дополнительная экранировка-оплетка проводов...
А решилась проблема успешно, в конце-концов, в результате еще одной модернизации схемы как бы в виде очень приятного бонуса.
3. Я уже упоминал о ещё об одной не полной идеальности результатов проведенных измерений АЧХ этого HeadAmpa. Эта неидеальность никак не проявлялась в виде звуковых дефектов. А обнаружилась она только в режимах измерения АЧХ на максимальных амплитудах выходного сигнала вне звукового диапазона и только на частотах выше 30 кГц.
На осциллографе это выглядело примерно так
.
Классический пример амплитудной модуляции! Форма огибающей модуляции при разных схемных изменениях может выглядеть по разному. На данном фото глубина модуляции не очень большая, процентов 20, и довольно регулярная с периодом в 100 Гц. Напоминает по форме сигнал на выходе конденсатора фильтра блока питания. Но форма может быть гораздо более произвольной и непериодической, с глубиной модуляции на ВЧ больше 70 кГц до 80-90%.
Для себя я назвал это паразитной модуляцией в ВЧ диапазоне сигналом НЧ. Начал искать причину.
Выяснил,
- форма огибающей на разных частотах ВЧ диапазона (например на 30 и 40 кГц) разная как по глубине модуляции, так и по форме сигнала, но всегда с интервалом между пиками огибающей в районе 10 mc, т.е. с периодичностью порядка 100 Гц;
- что модуляция может значительно уменьшиться или даже совсем пропасть при выключением питания 220АС, а может и не пропасть.
- не зависит от того, чтО используется в качестве нагрузки усилителя: трансформатор (с нагрузкой или в режиме ХХ) или просто пассивный резистор, равный заданной анодной нагрузке цирклотрона;
- наблюдается в виде одинакового (как на фото) по форме сигнала во всех точках звукового тракта: на выходе усилителя, на сетках ламп выходного каскада и даже на входе первого каскада-фазоинвертора (!);
- "эффект модуляции" значительно (на 30-40 %) снизился при переходе от простого RC фильтра в блоке питания плечей цирклотрона к схеме со стабилизаторами напряжения;
Вся эта статистика позволила мне сделать предположение о подвозбуждение схемы какими-то внешними факторами. Например такая комбинация: пульсации блоков питания плечей цирклотрона вкупе с дополнительным вращением фаз звукового сигнала этих плечей в ВЧ диапазоне могла стать причиной возбуждения .
Попробовав различные известные способы борьбы с возбуждениями и не получив реального результата, решил проверить осциллографом, насколько хорошо у меня с формированием противофазных сигналов справляется фазоинвертор, построенный на базе дифкаскада с "длинным хвостом".
И здесь ждал неприятный сюрприз. С ростом частоты разность фаз от 180 градусов монотонно "поплыла" уже начиная с 28-20 кГц. Вывод: надо поменять схему фазоинвертора и посмотреть на результат.
4. В поисках схемы сразу подумал о трансформаторных фазоинверторах.
Занимаясь как-то подбором выходного транса и измеряя их АХЧ, обнаружил, что фактически любые малогабаритные НЕнагруженные трансы для небольших по уровню сигналов имеют очень широкую полосу частот. Сверху вплоть до 100-200 кГЦ. Это - то, что надо для входного транса.
Снизу чуть сложнее. Нижнюю частоту ненагруженного транса будет определять в основном соотношение индуктивного сопротивления первичной обмотки и выходного импеданса источника.
Промерил несколько имеющихся у меня образцов.
Остановился на советских трансформаторах типа ТОТ. (Идеальное исполнение и соответствие паспортным данным. Отсутствие резонансных выбросов в диапазоне звукового сигнала. Промерил подробно до 40 кГц. Низкая цена.)
Из них выбрал ТОТ-34 и ТОТ- 35. Индуктивность первичной обмотки - 7,8 Гн, что на частоте 50 Гц составляет около 2,5 кОм входного импеданса.
Модернизировал схему
.
Провёл измерения зависимости разности фаз плечей драйвера-дифкаскада от частоты. Нарастающий от частоты сдвиг фаз исчез. Эффект "паразитной модуляции" сдвинулся уже к 60-100 кГц и очень сильно (раз в пять) уменьшился по амплитуде модуляции. Также значительно расширился диапазон частот усилителя в области ВЧ.
И появился тот самый бонус в виде снижения до практической неслышимости проклятого "зуда" даже на чувствительных моих наушниках.
Думаю, что более идеально работающий на ВЧ фазоинвертор позволил и более полно реализоваться механизму балансного подавления внешней наведенной помехи в блоке питания и балансной схеме драйвера и цирклотрона.
А ещё переход к трансформаторному фазоинвертору сделал фактически идеальной симметрию по величине как полезного сигнала плечей драйвера-диффкаскада, так и баланса анодных токов его плечей.
почему-то не смутило. Самое интересное, что работает на слух точно так же, как при "правильной земле". Я и обрадовался, не проверил осциллографом даже. Наверное при бОльших сигналах проявилось бы потерей мощности или искажениями нелинейными.
Я уж и забыл, что я её переводил. Там много ценных мыслей, но язык уж больно вольный, не всегда продерёшься к сути. Но она, вроде, есть здесь где-от на форуме.