Wzmacniacz PP 6n6p 4,5W mini - dziennik konstrukcji

[Krzysztof_M]

Nie nazwałbym tego dzieła "Twoją słabą stroną"
Całkiem przyjemny wzmacniaczyk wyszedł, również od strony wizualnej. Gratulacje.

[sztyga20]

Powoli kończę przygodę ze wzmacniaczem.
Dzień dzisiejszy i wczorajszy był dniem ostatecznych (bądź niemal ostatecznych) regulacji i pomiarów.
Pierwszą rzeczą do zrobienia było dobranie wartości kondensatorów w pętli sprzężenia zwrotnego. Do tego potrzebowałem generatora prostokąta, myślałem, że sprawę załatwi posiadanie lepszej klasy karty dźwiękowej, prostokąt co prawda wyglądał o niebo lepiej niż ten wygenerowany przez zintegrowaną kartę ale i tak widoczne były oscylacje na krawędziach. Zrobiłem w pająku generator na 555 który wyglądał tak paskudnie, że aż musiałem zrobić zdjęcie, natomiast sygnał prostokątny generował doskonały.

01. pająk 1khz 555.jpg

02 - prostokąt na wyj 555.jpg

Na wyjściu wzmacniacza nie wyglądał już tak dobrze.

03 wyjście wzmacniacza prostokąt 1khz.jpg

Metoda prób i błędów dobrałem kondensator pętli w jednym kanale 150p, w drugim 220p, dodatkowo dodałem kondensatory pomiędzy siatkami inwertera a masą też o wartości 220p, ograniczyło to zapewne dosyć sporo pasmo przenoszenia (przed siatkami ecc85 są też oporniki przeciwoscylacyjne 15k) jednak głównie w paśmie nadakustycznym.

Po poprawkach prostokąt wygląda całkiem nieźle.

04. wyjście wzmacniacza po korekcji.jpg

Ale może pogoń za ładnym prostokątem nie warta jest ograniczenia pasma oraz płytszego sprzężenia zwrotnego.... Jaką macie praktykę? Gdzie leży kompromis pomiędzy wyglądem prostokąta a głębokością sprzężenia?

Pomiar pasma: Przy mocy 1W pokrywa ze spadkiem -3db w przybliżeniu 20hz-19khz - prawdopodobnie pasmo jest szersze ale ciężko to zmierzyć ponieważ w granicach 3db spada również sygnał generowany przez kartę dźwiękową na krańcach pasma.

Pomiar współczynnika tłumienia: mierzony metoda zmiany obciążenia na wyjściu wzmacniacza - około 4,5

Pomiar THD. Denerwujące dla mnie jest to, że jeden kanał na wyraźnie większy poziom zniekształceń niż przeciwny i to niezależnie od egzemplarzu lampy i precyzji ustawienia prądów spoczynkowych.

THD 0,25W.jpg

THD 1W.jpg

THD 4,5W.jpg

Podsumowując: spodziewałem się nieco lepszych parametrów, chociaż od początku założenia miałem bardzo nieaudiofilskie z klasą B i lampami ECC85. Wzmacniacz ma współpracować z kolumnami RTF (na głośnikach szerokopasmowych low-end 6W).
Jeżeli chodzi o wrażenia odsłuchowe - z kolumnami ZG40C 8omów (a więc z niedopasowaniem) potrafi zagrać niezwykle głośno, bez zniekształceń, bez słyszalnych ubytków pasma, przyjemnie. Ze wskaźnikiem wysterowania mogłem się przekonać jak głośne jest to abstrakcyjne 1W - wniosek mój jest taki, że przy normalnym słuchaniu rzadko się używa aż takich mocy:)

Korci mnie mocno aby próbować jeszcze poprawić parametry, np. zastosować ecc88 w inwerterze zamiast ecc85 oraz 6n2p jako lampę wejściową + zastosować głębsze sprzężenie zwrotne. Ale rozgrzebanie wzmacniacza odkładam na bliżej nieokreśloną przyszłość. Z rzeczy do zrobienia zostało mi jeszcze zaprojektowanie skali dB/mA-mierza. Po regulacjach mój wskaźnik wysterowania będzie miał dynamikę prawie 40db, w sumie wolałbym trochę mniejszą ale możliwości regulacji są ograniczone i tak wyszło. Jeżeli chodzi o wrażenia z eksploatacji to regulacja prądów spoczynkowych ze wskaźnikiem na panelu głównym jest niezwykle przyjemna. Jeżeli zbuduje jeszcze kiedyś wzmacniacz to z pewnością coś takiego zastosuje w wersji zintegrowanej z dB-mierzem.

[sztyga20]

Czym dłużej się zastanawiałem tym bardziej się utwierdzałem w tym, że parametry wzmacniacza jednak mnie nie satysfakcjonują.
Pierwszą rzeczą jaka poprawiłem był stosunkowo wysoki poziom przydźwięku w jednym kanale - oscyloskop pokazywał, że była to niezniekształcona sinusoida 50Hz, podejrzewałem pole magnetyczne transformatora sieciowego, jednak przyczyną okazał się przydźwięk od żarzenia - był on na stałym potencjale względem masy +25V jednak przewód z dzielnika anodowe/masa był dołączony tylko do jednej końcówki uzwojenia żarzenia, jak lutowałem to sądziłem, że dodatni potencjał załatwi sprawę jednak dopiero dołączenie +25V do symetrycznie zrobionego dzielnika 100omów+100omów wyeliminowało przydźwięk. Dziwne trochę,że ten początkowy, nieprawidłowy sposób połączenia żarzenia powodował przydźwięk tylko w jednym kanale.

Zmieniłem lampy wstępne. Zamiast 6n1p-wi dałem 6n2p-ew z opornikiem anodowym 150k i rezystorem katodowym 470R, napięcie na siatce ustala się dosyć wysokie, około -0,6V - tym punkcie pracy lampa ma najwyższy współczynnik wzmocnienia, ponadto niska stosunkowo wartość Rk w porównaniu do Ra ogranicza lokalne sprzężenie zwrotne przez co wycisnąłem z 6n2p tyle wzmocnienia ile tylko się da w stopniu z nieblokowanym rezystorem katodowym. Ponadto zrobiłem z blachy miedzianej ładny ekran na lampę.

Inwerter fazy: zmieniłem ecc85 na e88cc, lampa ma znacznie lepszą liniowość chociaż mniejsze wzmocnienie. Wartości elementów mogłem pozostawić bez zmian bo lampa i tak bedzie pracowała w liniowym odcinku charakterystyki.

Znalazłem wreszcie zimny lut na płytce regulacji barwy który powodował to, że regulacja raz działała a raz nie.

Podniosłem prądy spoczynkowe 6n6p z 5mA do 7mA, na moc przekłada się to w minimalnym stopniu natomiast w mierzalny sposób przyczyniło się do zmniejszenia zniekształceń nieliniowych.

Po tych wszystkich zabiegach usunąłem kondensatory 150p które musiałem poprzednio wstawić aby opanować wzbudzenia jakie obserwowałem podając na wejście sygnał prostokątny, wystarczyły o wartości 56p wpięte równolegle do rezystorów siatkowych lamp e88cc.

Do tego opanowałem w programie Visual Analyser moją kartę dźwiękową do pomiarów: Sb Live 24 bit USB, po pogrzebaniu w opcjach uruchomiłem kartę w trybie 24bit, 96khz co umożliwiło mi wykonanie dokładniejszych pomiarów pasma.

Dla mocy 4W wynosiło od dołu (-3db) 11Hz, od góry (-1db) 40khz - całkiem nieźle:D
Współczynnik tłumienia bez większych zmian ok. 4
Mniejszy poziom zniekształceń -> teraz jestem zupełnie zadowolony.

Wydrukowałem skale dB/mA-mierza i zrobiłem jej podświetlenie.

Koniec. Wzmacniacz gotowy.

[Piotr]

Koniec. Wzmacniacz gotowy.

Znakomicie, gratuluję. Możesz jeszcze na koniec wrzucić zdjęcia z nową podświetlana skalą.

[sztyga20]

Jeszcze zdjęcie panelu, specjalnie ciemne żeby było widać działające podświetlenie.

[szewek]

A jest szansa na najostateczniejszy schemat?
Pozdrawiam,
Piotr.

[sztyga20]

Postaram się w weekend zebrać wszystko razem i narysuje raz jeszcze.

[szewek]

Dziękuję.

[szewek]

Jest weekend;).

[sztyga20]

Taki schemat z painta:)
Ale garść uwag: zasilić wszystkie trzy stopnie z jednego napięcia można jedynie wtedy jeżeli ma się zasilacz z niskim oporem wyjściowym, ja używam z powodzeniem prostego stabilizatora na tranzystorze MOSFET który został zaproponowany kiedyś przez RomkaD. Jeżeli chce się robić klasycznie trzeba dodać filtry RC pomiędzy poszczególnymi stopniami.
Dobieranie głębokości sprzężenia zwrotnego jest zajęciem dosyć żmudnym, jego głębokość i wartość kondensatora bocznikującego rezystor w pętli ma duży wpływ na to czy na wyjściu uzyskami ładny prostokąt, warto mieć chociażby najprostszy oscyloskop i generator prostokąta na NE555, jeżeli miałbym to robić wszystko raz jeszcze sprzężenie zwrotne dałbym na drugi stopień (w miejscu oznaczonym NFB 'alt, oczywiście dodająć tam rezystor np. 1k) a pierwszy stopień pracowałby bez sprzężenia ze źródłem prądowym w anodzie, może zniekształcenia byłoby odrobinę większe ale nie byłoby tyle zabawy z uzyskaniem ładnego prostokąta.

Przepraszam, że tak długo ale nawał różnych prac mnie dopadł.

[szewek]

Dzieło inspirujące i zachęcające do dalszych poszukiwań. Dzięki wielkie za dokumentację. Pozdrawiam!
Piotr.