Przedwzmacniacz RIAA - poszukiwania najlepszego układu

[Tomek Janiszewski]

Chodzi o znalezienie funkcji opisującej zależność oporności wyjściowej stopnia na pentodzie od napięcia siatki drugiej.

Rany gościa, po co Ci ta funkcja skoro masz program symulacyjny? Takiego podejścia zdążyli Cię już nauczyć na Polibudzie?
Zwyczajnie, włączasz między anodę a masę prądowe źródło sygnału wymuszające założony prąd (np. AC 1mA) i, przeprowadzasz analizę AC w interesującym zakresie (np. 10Hz-100KHz) i jeżeli na anodzie wystąpi napięcie sygnału np. 150V - to znaczy że oporność stopnia (z uwzględnieniem rezystora anodowego) wynosi 150k. Jak zależy Ci na oporności całej lampy - włączasz w między anodę a rezystor obciążenia zerowe źródło napięcia (posłuży ono za amperomierz) i odczytujesz iloraz napięcia na anodzie oraz prądu płynącego przez to źródło. Ot i cała filozofia.
Jakby tam gdzieś wyszły absurdalnie wielkie napięcia sygnału (np. 2kV) - nie przejmujesz się tym. Analiza AC linearyzuje układ.

[kubafant]

Wyniki pomiarów (w konwencji Rs2 - Rwyj)
820k - 107k
1M - 141k
1,2M - 190k
1,3M - 206k
1,4M - 224k
1,5M -236k
1,6M - 245k
2M - 269k
2,2M - 275k
Trochę mi to nie pasuje, bo najlepsze dopasowanie do policzonych elementów RC filtru RIAA (a więc spodziewaną oporność wyjściową 267k) uzyskiwałem dla Rs2 = 1,5M.

STOP. Nie zauważyłem, że katodę miałem na masie, a więc Usk=0V. Pomierzyłem ponownie i wychodzi zgodnie z przewidywaniami, dla Rs2=1,5M Rwyj wynosi ok. 269k.

ra wyszło (w pomiarze ze źródłem napięciowym szeregowo z Ra) 2,7M.

[Tomek Janiszewski]

Z całego tego wirtualnego eksperymentu należało wyciągnąć generalny wniosek, nawet nie znając żadnej funkcji.
Należy unikać pracy ze zbyt małymi Rg2 (ściślej mówiąc: przy zbyt małym stosunku Rg2/Ra) ponieważ wtedy nie tylko oporność wyjściowa wzmacniacza maleje (co zmusza do zastosowania większych pojemności w korektorze RIAA) ale i staje się silnie zależna od zmiany punktu pracy lampy. Już mniejszym złem byłaby stała odchyłka charakterystyki od ideału, niż jej niestabilność do której można doprowadzić przez "dostrajanie" jej przebiegu przy pomocy lampy.

[kubafant]

Po długim namyśle i przeprowadzonych symulacjach, doszedłem do wniosku, który jest zbieżny z Twoją poradą. Nie ma co dostrajać układu lampą i jej punktem pracy, żeby tylko wykorzystać te kilka posiadanych kondensatorów. Takie podejście rodziło mnóstwo problemów (nie sposób czymkolwiek obciążyć anody, chyba że bezpośrednio sprzężonym wtórnikiem, a to marnowanie dwóch triod), więc zdecydowałem się przeliczyć filtr na nowo i dokupić stosowne elementy, z katalogowym punktem pracy i normalnym obciążeniem w postaci stopnia oporowego.

Pentoda EF86 (zależnie od wybranego punktu pracy) zapewnia ok. 45dB wzmocnienia. To by wystarczyło, gdyby nie było tłumika RC (-16dB), więc trzeba dodać jeszcze jeden stopień. Zdecydowałem się zastosować po połówce ECC83. W sumie, przy wybranych przez mnie punktach pracy daje to całościowe wzmocnienie 50dB, co jest w sam raz (może trochę w górnej części zakresu) jak na przedwzmacniacz gramofonowy.

Zdecydowałem się na zmniejszenie Ra ze względu na możliwość dobrania kondensatorów z lepszą dokładnością (wychodzą większe wartości, więc np. 100p pojemności wejściowej następnego stopnia nie robi takiej różnicy jak przy kilku nF poprzednio). Poza tym wzmocnienia jest aż nadto, nie ma więc potrzeby dusić te lampy dla kilku dodatkowych dB.

Jednej rzeczy nie rozumiem. Wziąłem punkt pracy z katalogu (Ua=300V, Ra=100k, Rg2=390k, Rk=1k) i po zasymulowaniu tegoż uzyskałem napięcie na siatce drugiej wyższe od napięcia na anodzie o 25V! Niemożliwe przecież, żeby w katalogu podano błędną konfigurację, prawda?

[Einherjer]

Nie wiem jaki udało Ci się znaleźć model EF86, ale mnie nigdy nie udało się uzyskać sensownej zbieżności symulowanego prądu siatki drugiej z rzeczywistością. O ile dla triod uzyskiwałem często bardzo dobre rezultaty, to symulowania pentod unikam albo podchodzę do wyników z bardzo dużym dystansem. Trzeba by zobaczyć co się dzieje z napięciem siatki drugiej w rzeczywistym układzie z katalogowymi wartościami elementów.

[kubafant]

Nie wiem jaki udało Ci się znaleźć model EF86

Takiego nie mam, mam za to 6267 co wg radiomusem jest ścisłym odpowiednikiem.

Też mi się wydaje, że coś tu się nie zgadza z rzeczywistością... mam nadzieję, że chociaż rzeczywiste odchyłki ra od zasymulowanej nie będą na tyle duże żeby pokręcić charakterystykę RIAA, gdzie udało mi się doprowadzić do zgodności +/-20mdB.

Musi coś być nie tak z tą symulacją, bo inne propozycje z katalogu też mają Ug2>Ua, a to przecież nieprawdopodobne.

[marma2]

Panowie, jak już chcecie pre na EF86 to jest gotowy projekt i z tego co czytałem o niezłym brzmieniu:
Winyl korektor Bokariowa (pisownia polska) i винил-корректор А. Бокарёва (pisownia rosyjska)

Bokariow_winyl korektor.doc

[Einherjer]

Projekt jest oryginalny trzeba przyznać. Trzeba by mieć dobraną parę lamp EF86, charakterystyka tego filtra w obwodzie anody będzie mocno zależała od rezystancji wewnętrznej lampy. No i marnowanie 6N6P tylko po to, żeby mieć galwaniczne sprzężenie obu stopni i grzać rezystor katodowy. Jakby w drugim stopniu dołożyć druga połówkę 6N6P i zrobić wtórnik white'a to może by wystarczyło wzmocnienia w pierwszym stopniu żeby napędzić słuchawki
Jeśli chodzi o rozważania na temat rezystancji wyjściowej EF86, ja zdecydowałem się w swoim projekcie na mu-follower ze względu na spore wzmocnienie, dobre parametry szumowe i małą rezystancję wyjściową. Kiedy rezystancja wyjściowa stopnia jest rzędu kilooma a na wejściu filtra jest rezystor ponad 100kOm, zmiany rezystancji wyjściowej mają bardzo mały wpływ na charakterystykę filtra. Znacznie łatwiej kupić rezystory 1% niż dokładnie dobraną parę lamp.

[Tomek Janiszewski]

Tylko po co mieszać w to duotriodę 6N6P? To lampa mocy, a przecież nie było mowy o tym że chodzi o zasilanie słuchawek! Prądu żarzenia zużywa tyle co EL84 (co prawda obsługując dwa kanały) i ma niewielkie wzmocnienie (zaledwie 22). Na szczęście bez względu na powyższe tak jak i inne lampy w konfiguracji WK ma nieskończenie duży opór wejściowy, toteż nie obciąża wyjścia lampy EF86 z korektorem RIAA w anodzie. Można więc w typowych zastosowaniach, gdzie nie chodzi o moc wyjściową zastąpić ją dowolną lampą powszechnie stosowaną w przedwzmacniaczach, choćby ECC83 bez zmiany nominałów w pierwszym stopniu i korektorze, jedynie w stopniu drugim. Duży prąd w drugim stopniu byłby potrzebny gdyby zastosować korekcję akyywną (z anody drugiego stopnia na katodę pierwszego) z uwagi na silny spadek impedancji członu korekcyjnego w funkcji częstotliwości i tym samym niebezpieczeństwo przeciążenia drugiego stopnia. Korekcja pasywna takiego niebezpieczeństwa nie stwarza: jeżeli tylko nie zostanie przesterowana wejściowa lampa EF86, to nie dojdzie już do przeciążenia dalszych stopni.
Niemniej jednak zastosowana tu konfiguracja dwójnika korekcyjnego jest mniej korzystna od zaproponowanej wcześniej. Tam dołączony do masy kondensator korekcyjny o znacznej pojemności (odpowiadający kondensatorowi C3) i połączony w szereg ze stosunkowo małym rezystorem (odpowiadającym R2) na dodatek zbocznikowanym mniejszym kondensatorem (odpowiadającym C2) wraz z dużym rezystorem obciążenia anodowego (odpowiadającym R3) tłumi znaczną część zakłoceń przenikających do dalszych stopni przez zasilanie. Oczywiście nie ma przeszkód aby zmodyfikować konfigurację dwójnika korekcyjnego ale wymaga to ponownego przeliczenia nominałów.

[Einherjer]

Przecież żartowałem z tymi słuchawkami

[kubafant]

Panowie, jak już chcecie pre na EF86 to jest gotowy projekt i z tego co czytałem o niezłym brzmieniu: Winyl korektor Bokariowa

Ten układ jest w zasadzie identyczny z opracowanym przeze mnie, z dwiema różnicami. Po pierwsze filtr jest zwarty do zasilania a nie do masy, a po wtóre stopień oporowy jest sprzężony bezpośrednio. Jakie są zalety? Mniejsza trudność z obliczeniem/dobraniem metodą prób i błędów na symulatorze elementów RC. A wady? Po co

[...] grzać rezystor katodowy

skoro można to napięcie wykorzystać lepiej, choćby używając większego rezystora anodowego? Dla przykładu lampa ECC83, której połówkę wykorzystuję w moim układzie bardzo lubi wysokie napięcia i duże rezystory w anodzie - to widać w tabelach zamieszczonych w katalogach. Mniejsze zniekształcenia, większe wzmocnienie, same plusy.
Sprzężenie bezpośrednie byłoby bardzo na miejscu, gdyby po EF86 znajdował się wtórnik katodowy - wtedy takie rozwiązanie samo się nasuwa. Chociaż moim zdaniem szkoda lampy na wtórnik, skoro dalej mamy następne stopnie oporowe...

Nie słyszałem tego układu, ale to jest pewien przyczynek - lampa EF86 była z powodzeniem wykorzystywana w wysokoczułym stopniu wejściowym phono.

Kol. Einherjer pisze:

Trzeba by mieć dobraną parę lamp EF86, charakterystyka tego filtra w obwodzie anody będzie mocno zależała od rezystancji wewnętrznej lampy.

Tu bym polemizował. Rezystancja wewnętrzna pentody w omawianym układzie wynosi ok. 2-2,5M, w związku z czym wpływ jej zmian na oporność wyjściową stopnia jest nikły. Gdyby zastosować większy rezystor anodowy (z czego się wycofałem), wpływ byłby trochę większy.
Okazuje się, że zmniejszenie ra o połowę (dla Ra=100k) powoduje odkształcenie charakterystyki o 250mdB i to tylko poniżej 100Hz. Zmniejszenie o połowę!

Jakby w drugim stopniu dołożyć druga połówkę 6N6P i zrobić wtórnik white'a to może by wystarczyło wzmocnienia w pierwszym stopniu żeby napędzić słuchawki

Nigdy nie robiłem słuchawkowca, o jakich parametrach tu mówimy? Pytam z ciekawości, bo w moim zastosowaniu będzie to tylko stopień wejściowy większego przedwzmacniacza, ale kto wie co dalej!

Jeśli chodzi o rozważania na temat rezystancji wyjściowej EF86, ja zdecydowałem się w swoim projekcie na mu-follower ze względu na spore wzmocnienie, dobre parametry szumowe i małą rezystancję wyjściową. Kiedy rezystancja wyjściowa stopnia jest rzędu kilooma a na wejściu filtra jest rezystor ponad 100kOm, zmiany rezystancji wyjściowej mają bardzo mały wpływ na charakterystykę filtra.

Tak, u-follower (jak by to spolszczyć?) albo SRPP, stopnie o małej oporności wyjściowej + duży rezystor ustalający oporność + filtr. To, że tak powiem - druga szkoła. W sumie tylko szkoda by mi było czterech lamp na kanał... no i tej nie do końca jednak wykorzystanej niskiej oporności wyjściowej. Jak to gdzieś wcześniej napisał Tomek Janiszewski to trochę jak strzelanie armatą na muchy

Pozdrawiam wszystkich biorących udział w dyskusji!

[Wiech]

Lampę EF86 jako wejściową na początku lat 60-tych XX wieku lansował Philips
W jednej przykładowej publikacji, praktycznie każdy stopień wejściowy do końcówki mocy i preampu jest na tej lampie
Poniżej ta publikacja- z oficjalnej biblioteki Philipsa , są w niej też korektory - stare ale jare.

Pozdrawiam

Wiesław

[Tomek Janiszewski]

Przecież żartowałem z tymi słuchawkami

Nie do Ciebie piłem Napisaliśmy o tym samym niemal jednocześnie.

[kubafant]

Jestem w fazie testów przedwzmacniacza. Zapowiada się to naprawdę obiecująco. Ostatnio jednak przyszedł mi do głowy pewien pomysł i chciałbym go Kolegom przedstawić z prośbą o zaopiniowanie. Wiem, że niektórzy źle widzą stosowanie kaskody do wzmacniacza małej częstotliwości, ale zastanawiałem się ostatnio jak by tu wykorzystać tanie jeszcze lampy ECC84, które siatkę jednej z triod mają połączoną z wewnętrznym ekranem. Oczywiste jest, że trioda ta musi pracować w układzie ze wspólną siatką, ewentualnie w galwanicznym sprzężeniu z anodą poprzedniego stopnia. Kaskoda przychodzi mi do głowy jako najrozsądniejsze rozwiązanie, wymieńmy zalety: wzmocnienie a'la pentoda, szumy a'la trioda, niekoniecznie wysokie napięcie zasilania, szerokopasmowość (czy to zaleta w tym zastosowaniu?), ogromna taniość i dostępność lampy w wersji NOS (a można też użyć np. ECC85) może coś jeszcze? Z wad, hmm pentoda daje chyba mniejsze zniekształcenia przy wyższych napięciach wyjściowych.
Jak się na to zapatrujecie? Jak już wspominałem preamp jest w wersji testowej i chciałbym sprawdzić różne rozwiązania zanim zaprojektuję ostateczny układ, który się znajdzie w obudowie.

[tedikruk111]

Witam
Koledzy jak to przetłumaczyć na "nasze" z tego linku co podał K, Wiech? Wydrukować 138 stron to może trochę papieru zajmie... Chodzi o opis bo wartości i schemat to pikuś. Zaznacz /wklej do tłumacza nie chce wejść. Jakaś rada dla niekumatego?
Pozdrawiam
tedi.