Minimum mocy admisyjnej dla OTLa 32Ohm ?

[Furman Zenobiusz]

Przymierzam się do budowy wzmacniacza słuchawkowego OTL, do napędzania typowych słuchawek 32Ohm.
W zasadzie już miałem zabierać się za budowę zasilacza i jednego kanału do testów, ale poprzeglądałem w necie sporo gotowych konstrukcji. Wszędzie są na wyjściu lampki o mocy admisyjnej rzędu co najmniej 1W z 'hakiem'.
Tymczasem ja chciałem zrobić to na miniaturowych lampach. Bardzo zależy mi na miniaturyzacji całości i w miarę niskim poborze mocy, ponieważ chciałbym wzmacniacz wbudować do malutkiej obudowy (lampy całkowicie schowane) - krytycznym wymiarem jest wysokość obudowy która nie przekroczy 5,5cm wliczając grubość blach) i nie chciałbym, żeby trafo sieciowe było wielkości kowadła (prawdopodobnie ze względu na miniaturyzację, będą dwa - jedno dla żarzenia, drugie dla zasilacza anodowego, ewentualnie mały toroid), nie chciałbym też zbytniej ciasnoty w środku.

W związku z tym mam pytanie - jak realistycznie wygląda kwestia minimalnej mocy admisyjnej lamp, potrzebnej do napędzenia takich słuchawek z rozsądną głośnością ? Te do których się przymierzałem mają po 0.4 lub 0.6W, chciałem jednak dać po dwie równolegle połączone na kanał.
Moc jaką potrzebuję dla słuchawek to około 165mW na kanał. Tyle ma np. mój odtwarzacz MP3 i z dobrymi słuchawkami gra tak głośno, że praktycznie nigdy nie przekręcam regulacji powyżej 50%. Oczywiście niewielki zapas by się przydał, na wypadek zastosowania słuchawek gorszej jakości.
Nie mam jednak bladego pojęcia, jak w układzie OTL ocenić ile mocy 'pójdzie' na słuchawki, stąd nie wiem, czy po ustaleniu pożądanego punktu pracy w ogóle coś w słuchawkach będzie słychać...

Sam punkt pracy też jest nieco problematyczny - garść małych lamp które posiadam i chciałbym wykorzystać to głównie selektody, oglądałem ich charakterystyki i prostoliniowy odcinek zaczyna się dopiero kilka mA poniżej maksymalnego prądu anodowego, przy maksymalnym Ua. I tu kolejne pytanie - czy można maksymalny prąd anodowy 'impulsowo' przekraczać, tak że średni wyjdzie w okolicach maksymalnego ?

Ewentualnie trzecie pytanie: a co gdyby tak nawinąć dedykowany pod słuchawki transformatorek wyjściowy ? Dałoby się zrobić to na niewielkim rdzeniu, z zachowaniem odpowiedniego pasma przenoszenia ?

[sppp]

Żeby na 32 omach uzyskać 165mW przez słychawki musi popłynąć około 70mA prądu. Więc, zakładając klasę A, musisz mieć lampę która może dostarczyć co najmniej takiego prądu (ciągle a nie impulsowo). Jakoś cienko to widzę w miniaturce. Z podanego prądu, założonego napięcia zasilania oraz topologii wzmacniacza wyliczysz sobie moc strat.
Myślę, że moc twojej MP3-ki nie ma tu większego znaczenia. Zmierz z jakiej mocy faktycznie korzystasz.
Prąd podany dla lampy w karcie katalogowej to najczęściej wartość skuteczna. Skoro wartość skuteczna to w impulsie można oczywiście przekroczyć. Niektóre lampy mają podaną wartość maksymalną w impulsie i tego już lepiej nie przekraczać.
Moim zdaniem, jeśli chcesz miniaturyzacji, urządzenia to zrób stopień wstępny na lampie a stopień końcowy na MOSFEcie (lub MOSFETach) zasilanych z kilkunastu volt. Wówczas spełnisz postawione założenia. Na samych lampach będzie ciężko.

Pozdrawiam
Sebastian

[traxman]

Chyba 16,5mW?! Standardowo wyjścia słuchawkowe maja 10-20mW i w zupełności to wystarcza nawet na mało sprawnych słuchawkach. A taka moc jest możliwa do osiągnięcia z miniaturek.

[tszczesn]

W związku z tym mam pytanie - jak realistycznie wygląda kwestia minimalnej mocy admisyjnej lamp, potrzebnej do napędzenia takich słuchawek z rozsądną głośnością ? Te do których się przymierzałem mają po 0.4 lub 0.6W, chciałem jednak dać po dwie równolegle połączone na kanał.
Moc jaką potrzebuję dla słuchawek to około 165mW na kanał. Tyle ma np. mój odtwarzacz MP3 i z dobrymi słuchawkami gra tak głośno, że praktycznie nigdy nie przekręcam regulacji powyżej 50%. Oczywiście niewielki zapas by się przydał, na wypadek zastosowania słuchawek gorszej jakości.
Nie mam jednak bladego pojęcia, jak w układzie OTL ocenić ile mocy 'pójdzie' na słuchawki, stąd nie wiem, czy po ustaleniu pożądanego punktu pracy w ogóle coś w słuchawkach będzie słychać...

0.16W na 32Ω to I=SQRT(P/R) = 71mA skuteczne, czyli 10mmA w szczycie. Weź charakterystyki lamp, zobacz przy jakim napięciu anodowym i siatki drugiej popłynie taki prąd. Kak juz znasz napięcie i prąd to możesz oszacować sprawność stopnia końcowego.

Użycie selektod w stopniu mocy to bardzo zły pomysł, nie pozbędziesz się zniekształceń.

[OTLamp]

Jeśli ma być miniaturowo, najlepszą lampą na stopień wyjściowy będzie radziecka 6С46Г (6S46G). Bywa na allegro. Bez problemu dostarczy prądu o wartości szczytowej przekraczającej 100mA przy niskim napięciu anodowym.

[Furman Zenobiusz]

Nie wiem jak zmierzyć moc przykładowej MP3-ki. Mogę co najwyżej ustawić głośność przy której typowo słucham muzyki, następnie odtworzyć .wav zawierający jedynie częstotliwość z którą poradzi sobie mój miernik i zmierzyć napięcie na wyjściu wzmacniacza z którego korzystam do tej pory. Nie wątpię, w to, że będzie to jakaś mała wartość, jednak jakakolwiek by nie była, należy i tak mieć jakiś zapas na większe słuchawki lub jakieś o mniejszej sprawności.

Widzę jednak, że z rozwiązaniem OTL przy założonej maksymalnej miniaturyzacji może być kiepsko. Ogólnie wszystko wskazuje na to, że chyba wersja z transformatorami na wyjściu mogłaby być mniejsza - mniejsze prądy anodowe, mniejsze lampy - mniej mocy na żarzenie, mniejszy zasilacz. Na miniaturyzacji bardzo mi zależy, bo chciałbym, żeby wzmacniacz ten stał się częścią większego bloku gdzie siedzą już dwa inne, a miejsca zostało naprawdę niewiele.

Myślę że transformatory dałbym radę nawinąć, drut nawojowy się znajdzie, trochę przeróżnych rdzeni też. Gorzej z ich zaprojektowaniem. Czy kierować się takimi samymi wytycznymi jak przy projektowaniu zwykłych transformatorów głośnikowych ?

A w kwestii użycia selektod - mam tych lamp dosłownie parę wiaderek, szkoda żeby się marnowały. Leżą już z 10 lat, swego czasu próbowałem trochę sprzedać ale ich wartość jest tak niska, że szkoda biegać na pocztę . EF92, EF93, 6F31, 6F21, trochę przeróżnych miniaturowych. Wszystko niestety właśnie selektody, pochodzą z zapasu przygotowanego dla jakiegoś urządzenia pomiarowego. Urządzenie poszło do śmieci, lampy przechwyciłem w drodze na śmietnik.

Jeśli nic z tego nie wyjdzie, to trudno - przy takiej prostocie układu zawsze można przebudować na jakieś inne lampy. W takim wypadku też coś znajdę w zapasach.
Myślę jednak, że da się jakoś ominąć krzywizny charakterystyki i zbudować coś, co będzie w miarę rozsądnie grało. Sam fakt podniesienia stopnia trudności przez zastosowanie nietypowych i nienadających się lamp już mi się podoba - na pewno więcej zabawy z projektowaniem takiego wzmacniacza od zera, niż ze zbudowaniem typowego 'oklepańca' ze schematów, których w sieci jest wiele.

[sppp]

Na moich słuchawkach (98dB SPL/1mW), gdyby dostały sygnał 160mW to ciśnienie akustyczne dałyby 120dB = próg bólu.
Przy okazji cytat:
"Długotrwała ekspozycja na 85dB i więcej powoduje nieodwracalne uszkodzenie słuchu. Oznacza to, że przebywając na codzień na ulicy – stopniowo – głuchniemy. Smutne, ale prawdziwe.
Zaś przekroczenie progu bólu (definiowanego na poziomie 100…140dB) powoduje najczęściej natychmiastowe uszkodzenie słuchu – w różnym stopniu oczywiście. Można oczywiście mieć szczęście i nie ogłuchnąć."

Ja w tej chwili robię powolutku wzmacniacz słuchawkowy o mocy 6mW/60omów. I również mam zapas mocy mimo, że czasem lubię "przykitować".
Co to znaczy zapas na większe słuchawki
Myślę, że spokojnie możesz zrobić mały gabarytowo wzmacniacz np. na ECC82 i podejżewam, że można go wykonać mniejszym niż wzmacniacz z trafami wyjściowymi.

[Furman Zenobiusz]

Co to znaczy zapas na większe słuchawki
Myślę, że spokojnie możesz zrobić mały gabarytowo wzmacniacz np. na ECC82 i podejżewam, że można go wykonać mniejszym niż wzmacniacz z trafami wyjściowymi.

Ano np. takie słuchawki http://www.tracer.eu/Produkt/TRASLU2206 ... S_TRS_800M_
Nie jest to szczyt techniki, używam głównie jako zapasowe. Nie wiem czy 6mW w ogóle poruszyłoby w nich membrany...

ECC82 chyba nie mam, ale pewnie znalazłbym w zapasach coś podobnego. Czas odkurzyć skrzynki.

[traxman]

A może jednak warto powalczyć z jakąś zwykłą podwójną triodą novalową (np 6N1P, 6N3P) i przewinąć TG2?
Już dawno miałem to sprawdzić, ale jakoś nie ma wolnego czasu.

[Jasiu]

A może jednak warto powalczyć z jakąś zwykłą podwójną triodą novalową (np 6N1P, 6N3P) i przewinąć TG2?
Już dawno miałem to sprawdzić, ale jakoś nie ma wolnego czasu.

Jak się zastosuje troszkę większą triodę, to nie trzeba nawet niczego przewijać - duża impedancja obciążenia powoduje co prawda spadek mocy (nie ma on praktycznego znaczenia), za to zmniejsza zniekształcenia. Mała impedancja wyjściowa triody zapobiega obcinaniu basów, duża (w porównaniu do głośnika) impedancja słuchawek zmniejsza skutek indukcji rozproszenia - wszystko ładnie pasuje...

Jasiu

[Furman Zenobiusz]

Z duotriod póki co znalazłem jedynie 6N8S. Jak na lampę tej wielkości, maksymalny prąd anodowy nie jest zbyt duży (11,5mA o ile patrzę w dobry katalog). Gdyby miała wystarczyć jedna na oba kanały, byłbym w stanie jakoś to przełknąć. Najwyżej sprężyłbym gabarytowo stopień wejściowy. Ciut gorzej z żarzeniem - życzy sobie jakieś 4W, chociaż też nie powinno być tragedii.

EDIT: Jest też i większy kaliber... Niestety sądząc po gabarytach, jadłoby to chyba zbyt dużo prądu jak na wzmacniacz-miniaturkę.
Innych niestety na składzie nie widzę.

[Jasiu]

Z duotriod póki co znalazłem jedynie 6N8S. Jak na lampę tej wielkości, maksymalny prąd anodowy nie jest zbyt duży (11,5mA o ile patrzę w dobry katalog).

"Znalazłem" w znaczeniu "mam", czy w znaczeniu "istnieje"?

Z popularnych ruskich lamp doskonale nadaje się 6Ν6P, ale to noval. Różnych możliwości jest sporo.

Jasiu

[traxman]

Jak się zastosuje troszkę większą triodę, to nie trzeba nawet niczego przewijać - duża impedancja obciążenia powoduje co prawda spadek mocy (nie ma on praktycznego znaczenia), za to zmniejsza zniekształcenia. Mała impedancja wyjściowa triody zapobiega obcinaniu basów, duża (w porównaniu do głośnika) impedancja słuchawek zmniejsza skutek indukcji rozproszenia - wszystko ładnie pasuje...
Jasiu

6N6P? Tylko kłopot z dobraniem jednakowych połówek w bańce, no i z żarzenia trochę bierze. Mam robionego słuchawkowca na 6H3P+2x6N6P (oba systemy równolegle i w jednym kanale), nawet jako wtórnik daje zupełnie wystarczająco dużo mocy dla słuchawek. Korzystając jednak z transformatora może jednak pozostać przy lampach, które łatwiej dobrać, czyli wspominane wcześniej no i może jeszcze ECC81/82/88, ta ostatnia chyba najlepiej się nadaje (nic nie liczyłem, głośno myślę).

[Furman Zenobiusz]

Jeśłi ma być łatwiej i na 'mniejszych' lampach, transformatory jak najbardziej mogą być.
Niestety muszą z wymiarami wcisnąć się w 5,5cm wysokości, więc nie mogą być zbyt duże. W środku będzie ciasno, ale od biedy mogę zrobić ekranowane komory dla każdego transformatora osobno.
Z duotriod niestety na stanie mam tylko to co widać wyżej i jeśli już coś kombinować w tym kierunku, wolałbym wykorzystać 6N8S.
Jakąś ECC może bym i znalazł, ale raczej w lampach używanych, niepewnych. A kupować nowych na razie nie chcę, czas wykorzystać coś z tego, co leży na półkach latami.

[Jasiu]

Jeśłi ma być łatwiej i na 'mniejszych' lampach, transformatory jak najbardziej mogą być.
Niestety muszą z wymiarami wcisnąć się w 5,5cm wysokości, więc nie mogą być zbyt duże. W środku będzie ciasno, ale od biedy mogę zrobić ekranowane komory dla każdego transformatora osobno.

Jakieś 30kΩ obciążenia dla ECC88 to wartość bardzo rozsądna - niewielki transformator 1:30 czy nawet 1:40 powinien Ci skutecznie napędzić słuchawki nawet na jednej połówce.

Napisz jakie masz lampy, coś się wymyśli.

Jasiu