Uniwersalny wzmacniacz dla początkujących E(P)CL82, E(P)CL86

[Piotr]

Piotr, podczas dokonywania obliczeń zmian napięcia na kondensatorach filtru dla częstotliwości 20 Hz nie można zapominać, że kondensatory te są doładowywane przez mostek Graetza z szybkością 100 razy na sekundę. Tak więc rzeczywiste spadki napięcia na kondensatorach będą kilkukrotnie niższe od tych przez Ciebie policzonych!

Romku, w pierwszym przypadku założyłem, że rezystancja wewnętrzna zasilacza dla prądu stałego jest dużo większa od reaktancji kondensatora dla 20Hz, dlatego nie wziąłem tego pod uwagę. We wzmacniaczu SE to bardzo często zgada się z prawdą.

[Tomek Janiszewski]

Piotr, podczas dokonywania obliczeń zmian napięcia na kondensatorach filtru dla częstotliwości 20 Hz nie można zapominać, że kondensatory te są doładowywane przez mostek Graetza z szybkością 100 razy na sekundę. Tak więc rzeczywiste spadki napięcia na kondensatorach będą kilkukrotnie niższe od tych przez Ciebie policzonych!

Faktycznie niejednokrotnie tak bywa: wtedy gdy oporość prostownika jest mała w porównaniu z reaktancją kondensatora. Wtedy dziury o kształcie dolnej połówki sinusoidy wypełniają się upiornym piłoksztaltnym przebiegiem. Czy to aby nie leczenie dżumy cholerą?

Tomku, spadek napięcia na aktywnym filtrze w układzie traxmana wyniesie mniej więcej 25...30 V, więc nie ma najmniejszej szansy by po stronie pierwotnej układu wystąpiły jakieś "dziury" mogące przedostać się na wyjście filtru.

Pod takim warunkiem, gdy spadek wynosi aż kilkadziesiąt woltów - faktycznie nie, Wtedy jednak można zastosować także wieloczłonowy filtr RC, bardziej skuteczny od jednoczłonowego o tej samej oporności wypadkowej i sumarycznej pojemności kondensatorów.

Poza tym zapominasz, że największe zmiany napięcia na kondensatorach będą występowały przy silnym wysterowaniu stopnia mocy, a wówczas wszelkie przydźwięki i brumy będą maskowane przez wysoki poziom natężenia dźwięku. Tętnienia najbardziej męczą gdy wzmacniacz gra cicho!

Zgadza się, za to gdy wamacniacz gra głośno - tętnienia ujawnią się w postaci intermodulacji przebiegu 100Hz przykładowym przebiegiem 20Hz, tj obok 100Hz pojawią się dodatkowo składowe 80, 60, 40Hz... oraz 120, 140, 160Hz...

[Romekd]

Czy taki filtr będzie dobrze pracował z tranzystorami bipolarnymi wysokonapięciowymi?

Aktywne filtry sieciowe z tranzystorami bipolarnymi również były stosowane w układach zasilania różnych urządzeń, głównie tranzystorowych. Jednak przeważnie były to układy niskonapięciowe, o niewielkim poborze prądu. Miałem takie filtry w pierwszym moim wzmacniaczu audio większej mocy (WSH-205), w którym występowały one w obwodach zasilania przedwzmacniaczy i układów regulacji barwy tonu. Wykorzystano w nich prostowniki półokresowe z jedną diodą i tranzystory BC148 w filtrach aktywnych. W przypadku bipolarnych tranzystorów wysokonapięciowych pojawia się jednak problem ich niewielkiego z reguły wzmocnienia prądowego, które decyduje o skuteczności filtru (małe wzmocnienia prądowe wymuszają stosowanie rezystorów o mniejszej wartości rezystancji, co powoduje, że powstały w ten sposób filtr RC jest mniej skuteczny). Jednak Mosfety w aktywnych filtrach tętnień są bezkonkurencyjne.

Romku, w pierwszym przypadku założyłem, że rezystancja wewnętrzna zasilacza dla prądu stałego jest dużo większa od reaktancji kondensatora dla 20Hz, dlatego nie wziąłem tego pod uwagę. We wzmacniaczu SE to bardzo często zgada się z prawdą.

Masz trochę racji. Natomiast jeden z przykładów podanych przez Tomka mógłby stanowić przykład zupełnego kuriozum - połączenie "rozlazłego" transformatora sieciowego, lampy prostowniczej i filtru, o którym piszemy
Albo staramy się jak najbardziej zmniejszyć impedancję zasilacza, i wówczas stosujemy transformatory toroidalne o małych rezystancjach uzwojeń i niskiej indukcyjności rozproszenia, prostowniki krzemowe i stabilizatory lub aktywne filtry, albo robimy wszystko po staremu i stosujemy lampy w prostownikach i klasyczne dławiki. Mieszanie obu technologii jest zupełnie bez sensu.

Pozdrawiam,
Romek

[Tomek Janiszewski]

100uF przy 20Hz to 80R, co przy 100mA (EL34) daje napięcie skuteczne rzędu 5,5V. To znaczny spadek?

Zależy: przy 50V spadku napięcia na MOSFECIE nie ma znaczenia, przy 5V już tak.

Przy rezystancji wewnętrznej 200R i klasie B mamy prąd zmieniający się w granicach 60-240mA (2xEL34), co powoduje spadek napięcia 36V. W praktyce spadki są większe.

Tyle że aktywny filtr na tranzystorze (w przeciwieństwie do typowego stabilizatora) poradzi sobie z takim wolnozmiennym spadkiem doskonale: dla jego poprawnego działania istotna jest różnica napięć, a tu napięcie wyjściowe będzie się zmieniać wraz z powoli zmieniającym się napięciem wejściowym. Nie grozi zatem spolaryzowanie diody mosfetowej w kierunku przewodzenia, wiążąca się z utratą właściwości filtracyjnych, nawet jak napięcie siądzie wielokrotnie więcej w porównaniu ze spadkiem na tranzystorze.
Może natomioast nastąpić to co wyżej w przypadku szybkich zmian napięcia na kondensatorze (powodowanych przez obciążanie zasilacza poszczególnymi półokresami sygnału). A te w podanym przykładzie przy pełnym wysterowaniu w przybliżeniu można oszacować tak: 240mA - to po 120mA wartości średniej na każdą lampę. Wartość szczytowa prądu przy sygnale sinusoidalnym będzie pi razy większa (377mA), i będzie to zarazem wartość międzyszczytowa. Nawt zaniedbując na szybko rachunek całkowy (co zawyży wynik) - biorąc pod uwagę dwukrotnie większą częstotliwość a w związku z tym i dwukrotnie mniejszą impedancję kondensatora dla 40Hz - dostaniemy międzyszczytową wartość 13,5V (w poprzednim przykładzie 16V). I to pomimo 2,4 raza większego średniego prądowego obciążenia zasilacza! Normalizując warunki, np. zwiększając proporcjonalnie pojemność lub zmniejszając prąd, tak aby był zbiżony do poprzednich 100mA (np. przyjmując jako ekwiwalent jednej EL34 dwie lampy EL84 w układzie PP) dostajemy 13,5V/2,4=5,6V wartości międzyszczytowej tętnień 40Hz, czyli 2V wartości skutecznej. Podkreślam raz jeszcze: przy tym samym prądzie czerpanym z zasilacza pezez wzmacniacz. PP, co przez poprzednio rozpartywany wzmacniacz SE o zbliżonej mocy wyjściowej.

Dodatkowo składowa sygnału nie powoduje tak słyszalnych zniekształceń, jak przysiadanie napięcia pod wpływem wysterowania.

Przysiadanie tym bardziej nie spowoduje zniekształceń, dopóki wskutek powyższego nie nastąpi obcinanie szczytów wzmacnianego przebiegu. A szybkozmnenne tętnienia napięcia zasilającego we wzmacniaczach SE przedostaną się do obciążenia, zwłaszcze jeśli są one pozbawione tatrzańskiej kompensacji: bardziej w Hi-Endowych wzmacniczach triodowych, mniej w pentodowych.

[Tomek Janiszewski]

Albo staramy się jak najbardziej zmniejszyć impedancję zasilacza, i wówczas stosujemy transformatory toroidalne o małych rezystancjach uzwojeń i niskiej indukcyjności rozproszenia, prostowniki krzemowe i stabilizatory lub aktywne filtry, albo robimy wszystko po staremu i stosujemy lampy w prostownikach i klasyczne dławiki. Mieszanie obu technologii jest zupełnie bez sensu.

I co do tego jestem się skłonny zgodzić. Stąd jednak już tylko krok do zastąpienia lamp wzmacniających... tranzystorami. W szczególności mogą to być wysokonapięciowe MOFETy, takie właśnie jakie poleca się do filtrów.

[fugasi]

A właśnie, zrobił ktoś może taki aktywny filtr na lampie? Jeśli tak, może się podzieli schematem, rezultatami pomiarowymi.
Czy w jakichś urządzeniach fabrycznych z epoki były takowe stosowane?

[Romekd]

Faktycznie niejednokrotnie tak bywa: wtedy gdy oporość prostownika jest mała w porównaniu z reaktancją kondensatora. Wtedy dziury o kształcie dolnej połówki sinusoidy wypełniają się upiornym piłoksztaltnym przebiegiem. Czy to aby nie leczenie dżumy cholerą?

Tomku, straszysz jakimś "upiornym" przebiegiem zakłóceń na kondensatorach, a przecież nie kształt, a wielkość amplitudy ma tu decydujące znaczenie. Jeżeli ta będzie stosunkowo niska, to łatwo ją będzie wyeliminować odpowiednim filtrem. Zresztą w przypadku zastosowania klasycznego układu CRC za mostkiem, przebiegi w opisanym przez Ciebie przypadku będą równie "upiorne"

Pod takim warunkiem, gdy spadek wynosi aż kilkadziesiąt woltów - faktycznie nie, Wtedy jednak można zastosować także wieloczłonowy filtr RC, bardziej skuteczny od jednoczłonowego o tej samej oporności wypadkowej i sumarycznej pojemności kondensatorów.

Nie bardzo rozumiem Twój tok myślenia Uważasz, że lepiej zamiast małego, prostego i zarazem bardzo skutecznego aktywnego filtru (we wzmacniaczu traxmana zajmuje on na płytce powierzchnię kilka cm^2) powinno się użyć łańcuch CRCRC, z kondensatorami o dużej pojemności i "przy okazji" również wysokiej cenie? Układ elektroniczny ma bardzo niską impedancję wyjściową, "programowany" rezystorami i niemal niezależny od wartości prądu pobieranego spadek napięcia. Powiem więcej - gdy napięcie na kondensatorach za mostkiem prostowniczym z jakichś powodów obniża się, np. wskutek wzrostu prądu obciążenia, zmniejsza się również spadek napięcia na aktywnym filtrze. Klasyczny filtr RC, który tak bronisz, zachowuje się w tych warunkach dokładnie na odwrót. Dodając kilka elementów do aktywnego filtru można go wzbogacić o funkcję "soft start" lub elektroniczny bezpiecznik z "zatrzaskiem" i resetem. Ci którzy wolą klasyczne rozwiązania niech je dalej stosują, ale niech nie wyśmiewają układów nieco bardziej współczesnych.

Pozdrawiam,
Romek

[Chilihead]

Czy w tym wzmacniaczu trzeba dorobić układ opóźnionego załączenia napięcia anodowego?
Nie doszukałem się go na schemacie, ale możliwe że źle go odczytałem.

[fugasi]

Układ "dławika elektronicznego" w zasilaczu zapewnia łagodne włączenie prądu anodowego.

[Chilihead]

Dzięki wielkie za pomoc.

[sppp]

fugasi
Jeśli mówimy o schemacie z postu w wątku to stała czasowa 100k/10uF jest dość mała aby uznać to za opóźnione załączanie anodowego (2/3 napięcia zasilania uzyskasz już po 1 sekundzie). Ja stosowałem dodatkowy układ na NE555 sterujący tranzystorem, który zwierał ten kondensator przez minutę. Po tym czasie tranzystor był zatykany i kondensator powoli się ładował. NE555 w układzie przerzutnika monostabilnego.
Z drugiej ELC82/86 to lampy radiowo/bambinowe i w czasach świetności nikt nie bawił się opóźnione załączania, a lampy chodziły i nic im nie było.

[Chilihead]

Bardziej niż o lampy obawiam się o stałe napięcie na wyjściu przy nie rozgrzanej lampie. Najwyżej zastosuje prosty układ załączający kolumny z opóźnieniem i zabezpieczający przed DC.

[sppp]

Czegoś nie łapię. Przecież tam jest transformator na wyjściu. To skąd masz mieć tam DC?

[wladl]

Bardziej niż o lampy obawiam się o stałe napięcie na wyjściu przy nie rozgrzanej lampie. Najwyżej zastosuje prosty układ załączający kolumny z opóźnieniem i zabezpieczający przed DC.

Kolega chyba pomylił się i to mocno. Nie jest to "wzmacniacz składowej stałej"
We wzmacniaczu SE z transformatorem wyjściowym nie ma możliwości pojawienia się napięcia stałego Tak jak w każdym innym transformatorze. Transformator działa tylko przy przebiegu zmiennym. Podstawy elektrotechniki.

[Chilihead]

Sorki faktycznie, składam też hybrydę dla kolegi i pomieszały mi się "zagadnienia"