Witam
Ponad rok temu narysowałem projekt wzmacniacza hybrydowego bazujący na popularnym preampie lampowym. Projekcik nabrał mocy urzędowej i został polutowany na nowej płytce (pierwsza rewizja V1.0). Budowa wzmacniacza składa się z trzech płytek drukowanych. Płytka sterująca/napięciowa (lampowa) oraz dwie płytki stopni końcowych.
Główna zaleta takiego podziału wzmacniacza to odpowiedni podział obowiązków, pełne wzmocnienie napięciowe jest realizowane przez układ lampowy (dziedzina napięciowa to ich naturalne środowisko pracy), wzmocnienie prądowe biorą na siebie konie robocze czyli tranzystory MosFET. Taki podział daje również możliwość lepszego rozplanowania rozmieszczenia płytek w obudowie wzmacniacza oraz możliwość zastosowania praktycznie dowolnego stopnia końcowego.
Płytka wejściowa - sercem wzmacniacza jest lampa ECC83 (typowa preampowa duo-trioda) z sprzężeniem zwrotnym podpiętym w katode (celowo zrezygnowałem z kondensatora separującego DC). Za stopniem wejściowym znajduje się stopień napięciowy SRPP na popularnej triodzie ECC88 (lub pochodnych). Stopien napieciowy dostarcza pelne wzmocnienie napieciowe, potrzebne do wysterowania bufora pradowego (czyli stopnia końcowego). Za lampowym stopniem napięciowym znajduje się układ biasujący stopień końcowy (sprzężony kondensatorem), są to dwa przeciwsobne źródła prądowe, których wypadkowy balans jest równoważony przfez układ DC serwa (osobne dla każdego z kanałów). Dzieki temu wyjscie lampowe jest obciazone tylko impedancja wyjsciowa DC serwa i pradem tranzystorow w VGS generatorze.
Płytka wyjściowa - płytka stopnia końcowego zawiera Vgs generator (potrzebny do kompensacji temperaturowej oraz biasowania tranzystorów końcowych Mosfet), tranzystory sterujące (BJT),tranzystory końcowe HEX-Fet oraz podwójny bootstrap dynamicznie podnoszący napięcie zasilania dla tranzystorów sterujących oraz generatora prądu spoczynkowego. Zastosowanie podwójnego bootstrapu pozwolilo na pełne wykorzystanie napięcia zasilania dostarczanego z głównego zasilacza wzmacniacza.
Zdecydowalem się na bootstrap rezystorowy ze względu na mniejsze zniekształcenia i lepsze walory odsłuchowe, dźwięk jest zdecydowanie bardziej gładki, bez ostrych naleciałości, nawet przy dużych poziomach głośności.
Zasada działania podwójnego bootstrapu - tutaj przy maksymalnej amplitudzie wyjściowej. W moim przypadku napięcie zasilania wynosi około 2x 45VDC.f
Przebieg kwadratowy - kolor żółty to napięcie wyjściowe, niebieski oraz fioletowy to dynamicznie podnoszone napięcie zasilania ''sterowania'' stopnia końcowego.
Wzmocnienie napięciowe gotowego wzmacniacza.
Analiza AC, zapas fazy i wzmocnienia.
Zestaw płytek wzmacniacza.
Płytusia sterująca --> stopień wejściowy, napięciowy, DC serwo x2
Płytka stopnia końcowego + zasilacz z Direct Path
Przykładowe rozmieszczenie komponentów w obudowie - syfimy z prawej i gramy ladnie z lewej strony.
Szybki dostęp do lamp wejściowych - przednia część płytki sterującej jest wyłącznie niskonapięciowa.
Płytka sterująca.
Płytka stopnia końcowego.
Tak wiem wiem, dla niektórych pomiary THD to profanacja ale moim zdaniem warto je zrobić, tak dla świętego spokoju żeby mieć świadomośc, że nic złego się tam nie dzieje. Jest również dodatkowa informacja, mianowicie rozkład ''prązków'' jest równy w funkcji częstotliwości oraz ma charakter wygasający z dominującą H2 i H3. Przyznam, że najbardziej obawiałem się o pojawianie się prążków wysokiego rzędu (sugerujących zniekształcenia przy przechodzeniu przez 0V), jednakże ładnie giną w trawie FFT. Także udało się przemycić bardzo dużą część ''czaru'' lampowego na wyjście tranzystorowe.
FFT - 1kHz, 8R, 10Vp-p
FFT - 1kHz, 8R, 20Vp-p
Rozkład THD w funkcji częstotliwości - obciążenie 8R, 10Vp-p
Tak tylko w celu poglądowym wklejam FFT z prawdziwego lampowca - Yaqin na 300B
Tak na podsumowanie, projekt jest bardzo prosty w budowie i bardzo mocno podatny na wszelkie modyfikacje, w bardzo prosty sposób można sprawić, żeby LM-Fet generował większe THD, jak typowy lampowiec. Jedną z zmian jaką można wprowadzić jest ''niepoprawne'' podłączenie wyjścia napięciowego SRPP, na PCB jest w tym celu przygotowane odpowiednie miejsce. Jest jeszcze kilka ''tematów'' w tym projekcie do ewentualnego poprawienia czy doszlifowania ale nawet w tej pierwszej prototypowej formie uwazam go za bardzo udany.
Oczywscie parametry nie grają ale przy budowie czegokolwiek trzeba je mierzyć i weryfikować, np. zmierzyć długość deski po jej ucięciu 😄 Jak ten wzmacniacz gra ? To jest bardzo dobre pytanie i ciężko na nie odpowiedzieć. Jak dla mnie, gładko bez denerwujących naleciałości na górze pasma, bez obaw można słuchać zestawu cały dzień. Na pewno projekcik będzie dalej rozwijany.
PS
Szkoda że nie da się sklonować transformatora głośnikowego, yyyy zara zara, jak to się nie da, wszystko się da 😄
Ponad rok temu narysowałem projekt wzmacniacza hybrydowego bazujący na popularnym preampie lampowym. Projekcik nabrał mocy urzędowej i został polutowany na nowej płytce (pierwsza rewizja V1.0). Budowa wzmacniacza składa się z trzech płytek drukowanych. Płytka sterująca/napięciowa (lampowa) oraz dwie płytki stopni końcowych.
Główna zaleta takiego podziału wzmacniacza to odpowiedni podział obowiązków, pełne wzmocnienie napięciowe jest realizowane przez układ lampowy (dziedzina napięciowa to ich naturalne środowisko pracy), wzmocnienie prądowe biorą na siebie konie robocze czyli tranzystory MosFET. Taki podział daje również możliwość lepszego rozplanowania rozmieszczenia płytek w obudowie wzmacniacza oraz możliwość zastosowania praktycznie dowolnego stopnia końcowego.
Płytka wejściowa - sercem wzmacniacza jest lampa ECC83 (typowa preampowa duo-trioda) z sprzężeniem zwrotnym podpiętym w katode (celowo zrezygnowałem z kondensatora separującego DC). Za stopniem wejściowym znajduje się stopień napięciowy SRPP na popularnej triodzie ECC88 (lub pochodnych). Stopien napieciowy dostarcza pelne wzmocnienie napieciowe, potrzebne do wysterowania bufora pradowego (czyli stopnia końcowego). Za lampowym stopniem napięciowym znajduje się układ biasujący stopień końcowy (sprzężony kondensatorem), są to dwa przeciwsobne źródła prądowe, których wypadkowy balans jest równoważony przfez układ DC serwa (osobne dla każdego z kanałów). Dzieki temu wyjscie lampowe jest obciazone tylko impedancja wyjsciowa DC serwa i pradem tranzystorow w VGS generatorze.
Płytka wyjściowa - płytka stopnia końcowego zawiera Vgs generator (potrzebny do kompensacji temperaturowej oraz biasowania tranzystorów końcowych Mosfet), tranzystory sterujące (BJT),tranzystory końcowe HEX-Fet oraz podwójny bootstrap dynamicznie podnoszący napięcie zasilania dla tranzystorów sterujących oraz generatora prądu spoczynkowego. Zastosowanie podwójnego bootstrapu pozwolilo na pełne wykorzystanie napięcia zasilania dostarczanego z głównego zasilacza wzmacniacza.
Zdecydowalem się na bootstrap rezystorowy ze względu na mniejsze zniekształcenia i lepsze walory odsłuchowe, dźwięk jest zdecydowanie bardziej gładki, bez ostrych naleciałości, nawet przy dużych poziomach głośności.
Zasada działania podwójnego bootstrapu - tutaj przy maksymalnej amplitudzie wyjściowej. W moim przypadku napięcie zasilania wynosi około 2x 45VDC.f
Przebieg kwadratowy - kolor żółty to napięcie wyjściowe, niebieski oraz fioletowy to dynamicznie podnoszone napięcie zasilania ''sterowania'' stopnia końcowego.
Wzmocnienie napięciowe gotowego wzmacniacza.
Analiza AC, zapas fazy i wzmocnienia.
Zestaw płytek wzmacniacza.
Płytusia sterująca --> stopień wejściowy, napięciowy, DC serwo x2
Płytka stopnia końcowego + zasilacz z Direct Path
Przykładowe rozmieszczenie komponentów w obudowie - syfimy z prawej i gramy ladnie z lewej strony.
Szybki dostęp do lamp wejściowych - przednia część płytki sterującej jest wyłącznie niskonapięciowa.
Płytka sterująca.
Płytka stopnia końcowego.
Tak wiem wiem, dla niektórych pomiary THD to profanacja ale moim zdaniem warto je zrobić, tak dla świętego spokoju żeby mieć świadomośc, że nic złego się tam nie dzieje. Jest również dodatkowa informacja, mianowicie rozkład ''prązków'' jest równy w funkcji częstotliwości oraz ma charakter wygasający z dominującą H2 i H3. Przyznam, że najbardziej obawiałem się o pojawianie się prążków wysokiego rzędu (sugerujących zniekształcenia przy przechodzeniu przez 0V), jednakże ładnie giną w trawie FFT. Także udało się przemycić bardzo dużą część ''czaru'' lampowego na wyjście tranzystorowe.
FFT - 1kHz, 8R, 10Vp-p
FFT - 1kHz, 8R, 20Vp-p
Rozkład THD w funkcji częstotliwości - obciążenie 8R, 10Vp-p
Tak tylko w celu poglądowym wklejam FFT z prawdziwego lampowca - Yaqin na 300B
Tak na podsumowanie, projekt jest bardzo prosty w budowie i bardzo mocno podatny na wszelkie modyfikacje, w bardzo prosty sposób można sprawić, żeby LM-Fet generował większe THD, jak typowy lampowiec. Jedną z zmian jaką można wprowadzić jest ''niepoprawne'' podłączenie wyjścia napięciowego SRPP, na PCB jest w tym celu przygotowane odpowiednie miejsce. Jest jeszcze kilka ''tematów'' w tym projekcie do ewentualnego poprawienia czy doszlifowania ale nawet w tej pierwszej prototypowej formie uwazam go za bardzo udany.
Oczywscie parametry nie grają ale przy budowie czegokolwiek trzeba je mierzyć i weryfikować, np. zmierzyć długość deski po jej ucięciu 😄 Jak ten wzmacniacz gra ? To jest bardzo dobre pytanie i ciężko na nie odpowiedzieć. Jak dla mnie, gładko bez denerwujących naleciałości na górze pasma, bez obaw można słuchać zestawu cały dzień. Na pewno projekcik będzie dalej rozwijany.
PS
Szkoda że nie da się sklonować transformatora głośnikowego, yyyy zara zara, jak to się nie da, wszystko się da 😄
Skomentuj