Amplificator Hibrid Lampa MOS FET

[burn.out]

propun o schema de amplificator hibrid lampa si MOS FET , este cineva amabil sa facem o simulare pe  LT Spice poate iese un mic proiect frumos marca tehnium azi 

multumesc frumos !!!

[donpetru]

Da, schema pare interesanta. Sa vedem si reactia celorlalti utilizatori.

P.S. Din pacate, nu folosesc LT Spice ca as fi facut o simulare.

[gsabac]

Interesanta schema hibrida, poate aduce si o parte din dezideratul "lamparului inrait" prin armonicile pare introduse de lampa,

 deci prin realizarea unui sound mai apropiat de cel de lampa.

Inainte de simulare ar trebui lamurite unele portiuni din schema:

- trimerul din poarta lui BF256 nu regleaza nici un curent;

- tranzistorul din catozii lampii 6N1P nu are tip si este de polaritate inversa, adica NPN cu colectorul la minus;

- rezistentele din portile tranzistorilor finali nu au valori;

- condensatorul din bucla de reactie este chiar de 1uF sau este de 100pF;

- in ce clasa de functionare ar trebui sa functioneze amplificatorul.

@gsabac

[burn.out]

- clasa ... 

- condensatorul din bucla de reactie este 1micro farad (1uf)

- trimerul ar trebui sa regleze un curent dar daca nu merge asa folosim o rezistenta de aprox 10k

- tranzistorii sunt mje 350 PNP 

- am omis acele rezintente acestea fiind ambele de 15k de la mosfet 

 

[gsabac]

Amplificatorul este fara reactie negativa, are amplificarea de circa 15 si datorita tensiunilor de alimentare si tranzistorilor

 poate fi cotat la peste 150W. Distorsiunile posibile sunt insa mari, dar asemanatoare cu ale unui amplificator cu tuburi in

contratimp cu transformator si distributia armonica favorabila auditiilor muzicale.

La o analiza mai atenta a punctelor de functionare am observat ca tubul 6N2P nu poate genera 3,5mA la tensiunea de 50V

 curent necesar pentru a polariza tranzistorii MOS.

In concluzie, rog autorul sa aleaga o dubla trioda care functioneaza la tensiuni anodice de 50V, de exemplu ECC81, ECC82, ECC88, ECC99,

 sau echivalentele lor americane, europene, rusesti sau chinezesti si sa prefere tuburi noi, eventual cu 5000 de ore de functionare.

La aceasta schema o mare problema este deriva curentului de bias care se schimba dramatic intre 100mA la 25 de grade si citiva mA la 85 de grade.

In concluzie, trebuiesc operate modificari majore pentru realizarea unui proiect realizabil.

Orice sugestii sunt binevenite.

@gsabac

[minitehnicus]

Cele mai bune lămpi pentru acest tip de amplificator nu sunt ECC 86?

[flomar60]

Sper sa nu se considere off-topic acest post....daca da,se poate sterge!

Cateva scheme simulate de un prieten,toate hibride:

[donpetru]

Va rog sa va axati asupra unei scheme electronice ca topicul sa aiba o finalitate utila tuturor.

Ca de obicei, observatiile utilizatorului  @gsabac sunt foarte utile si la locul lor. Am observat ca ati precizat ca amplificatorul din prima postare nu are reactie negativa desi daca am adauga un rezistor de 4K7 in serie cu acel capacitor de 1uF din grila tubului cred ca am obtine o reactie negativa (sau mai bine zis o amplificare) !!! Acum, cat de utila ar fi aceasta modificare trebuie stabilit pe parcursul topicului.

Acum 5 ore, gsabac a spus:

La o analiza mai atenta a punctelor de functionare am observat ca tubul 6N2P nu poate genera 3,5mA la tensiunea de 50V

 In concluzie, rog autorul sa aleaga o dubla trioda care functioneaza la tensiuni anodice de 50V, de exemplu ECC81, ECC82, ECC88, ECC99,

Deci, cu alte cuvinte ar trebui o tensiune de alimentare mult mai mare pentru acel tub !!! Sau e mult mai simplu si performant sa alegem alt tub !!!

[burn.out]

mai am cateva tuburii 6j1 ( china - VANXY) care le-am comandat cu ceva timp in urma , care au tensiune de alimentare mai mica , cred ca s-ar incadra in micul proiect 

si un link cu datasheet la tub 

http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/f.../095/6/6J1.pdf

 

[gsabac]

Acum 6 ore, minitehnicus a spus:

Cele mai bune lămpi pentru acest tip de amplificator nu sunt ECC 86?

Intradevar sunt bune pentru un amplificator hibrid, aceste tuburi lucreaza la tensiuni mici si curenti maricei.

Acum 2 ore, burn.out a spus:

mai am cateva tuburii 6j1 ( china - VANXY) care le-am comandat cu ceva timp in urma , care au tensiune de alimentare mai mica , cred ca s-ar incadra in micul proiect

Tuburile 6J1 functioneaza la tensiuni mici si ca pentoda si ca trioda, probabil este mai greu sa fie imperecheate, dar ar merge,

mai ales ca exista si modelul LTspice pentru conectarea ca trioda.

Schema LTspice functionala, usor modificata fata de original, clasa de functionare AB cu circa 100mA curent de repaus.

Acum este evident ca distributia armonica este asemanatoare cu a amplificatoarelor cu tuburi, sa vedem la auditie. 

Am folosit ECC82 (12AU7), am adaugat un trimer pentru reglajul tensiunii de iesire fara semnal si am introdus un tranzistor NPN pentru

   realizarea unei mari impedante in catozii tubului, deci ca sa functioneze corect ca etaj diferential.

Am sa fac si testul cu temperatura si masurarea distorsiunilor si daca sunt acceptabile schema trebuie completata cu un circuit LR

 serie cu iesirea si un circuit Zobel la iesire. Deasemenea trebuie vazut daca curba de frecvente este acceptabila.

Pentru utilizarea tuburilor 6N2P trebuiesc facute unele schimbari de valori pentru a rezulta curenti mai mici de 1mA

 la tensiunea de 50V, este posibil, dar sa vedem mai intii ce am obtinut cu 12AU7(ECC82) si daca totul este bine putem

 trece si la modificari mai substantiale, poate chiar la o schema perfectionata, daca autorul este interesat de elaborarea

 acestui proiect.

@gsabac

 

 

Editat Aprilie 22, 2019 de gsabac

[gsabac]

Distorsiunile la 100W si 1KHz.

   

Sunt acceptabile si normale pentru un amplificator fara reactie negativa, cu amplificarea de 15, la care nici macar

 o reactie negativa pe semnal nu are efecte favorabile. Se observa si componenta DC egala cu circa 13mV.

Comportarea termica a tensiunii de iesire cu temperatura.

 

Se observa cum tensiunea de iesire scade progresiv si apar neracordari importante, odata cu cresterea temperaturii,

 datorita scaderii curentului de bias prezentat in poza urmatoare.

  

Practic peste 40 de grade curentul de bias se anuleaza.

Pana acum mi-am format o parere partiala despre aceasta schema.

Poate sunt useri care vor propune modificari pentru stabilizarea curentului de bias pentru ca schema sa fie viabila,

 sa vedem pareri si scheme.

Succes!

@gsabac

Editat Aprilie 23, 2019 de gsabac

[donpetru]

Dupa testele efectuate anterior de @gsabac eu as incerca sa abordez un etaj final cvasicomplementar cu MOSFET verticali si/sau laterali. In urmatoarele zile o sa trec pe "hartie" versiunea la care m-am gandit si care are avantajul exploatarii mai buna a distributiei armonice a etajului cu tuburi catre iesirea amplificatorului (etajul final cu IRP-uri de tip Sziklay nu mi se pare o alegere foarte buna !!!). Ramane sa constatam practic daca solutia pe care o voi propune este fezabila si ceva imi spune ca va rezulta un etaj de amplificare audio foarte interesant de abordat!!!

EDITARE ULTERIOARA:

Nu prea rezulta curent de repaus de 100mA atat timp cat tensiunea pe rezistorul R2 este cca. 1,6V iar tensiunea de deschidere a MOSFET-ului e mai mare, cca 3V pe putin.

Acum 22 ore, gsabac a spus:

Schema LTspice functionala, usor modificata fata de original, clasa de functionare AB cu circa 100mA curent de repaus.

[gsabac]

Raspunsul pentru intrebarile anterioare.

Diagramele reprezinta variatia curentului prin R2 cu temperatura, curba verde este la 25⁰

Lampa este schimbata cu ECC82(12AU6) si curentul de circa 2,8mA determina o cadere de tensiune pe R2 de aproximativ 4,2V la 25⁰,

 adica pentru U_GK o tensiune de 4,2-(0,14*0,47)=4,2-0,07=4,13V, care pe caracteristicile tranzistorului IRFP9240 este in zona cu cercul rosu,

 zona deoarece nu sunt caracteristici precise la curenti mici.

   

In continuare raspunsul in frecventa, care este exceptional si nesperat de bun, 30Hz-130KHz

 

 Pentru proiectarea unui produs care sa fie realizabil de catre un user cu o pregatire medie sunt necesare mai multe etape

  printre care si aceea de studiu a unor aplicatii similare. In acest caz am aflat unele probleme intampinate la scheme asemanatoare:

- tranzistorii finali se strapung instant la pornire;

- tuburile necesita un timp de minute pentru incalzire si in acest timp curentii si tensiunile sunt variabile si pret de citeva secunde sau mai mult este posibil sa apara o tensiune continua periculoasa pentru difuzoare;

- tuburile nu sunt stabile in timp, imbatranesc inegal si determina tensiuni continue pe iesire si curenti modificati prin finali.

Dupa toate aceste rezultate din simulare si studiul aplicatiilor similare constat ca nu sunt indeplinite conditii minimale pentru ca schema

 sa poata fi inclusa intr-un proiect fezabil, dar daca autorul sau unii useri doresc sa o experimenteze, le urez succces.

Am facut si eu, influentat de schema userului @burnout o schema originala, stabila termic care arata ca mai jos.

 

Functioneaza corect cu temperatura si are neajunsurile aratate mai sus la pornire si la imbatrinirea tuburilor.

Un remediu ar fi un circuit temporizator de circa 2 minute la pornire si cu tensiunile de alimentare oprite si o monitorizare

 cu un circuit de bias automat care sa compenseze imbatranirea inegala a tuburilor.

Solutia a fost gasita de amatori cu mult timp inainte, prin utilizarea unui cuplaj capacitiv intre tuburi

 si partea tranzistorizata ca in atasament.

Spor!

@gsabac

Editat Aprilie 24, 2019 de gsabac

[ola_nicolas]

@gsabac: Nu stiu ce simulator ati utilizat, dar modelul pentru 12AU7 este un model foarte aproximativ. El este utilizat pe toate simulatoarele electronice existente. In primul atasament am incercat sa fac o paralela intre mai multe puncte statice de functionare pentru acest model al tubului american 12AU7 si un model realizat de mine pentru tubul ECC82 (echivalent cu 12AU7). Se pot vedea diferentele. Primul circuit din stanga jos este aproximativ cel de care este nevoie in montajul avut in vedere in prezentul topic. Se vede ca el difera mult de primul circuit din stanga sus, care utilizeaza modelul aflat in biblioteca de modele a simulatorului. Ultimele doua psf-uri (din dreapta imaginii) sunt psf-uri care sunt garantate de producatori prin masurare si au fost luate din fisa de date a tubului ECC82. Se poate vedea ca inclusiv pentru tensiuni mari, modelul 12AU7 este un model slab performant. In al 2-lea atasament, am ilustrat diagrama caracteristicilor Ia functie de Ua. In diagrama caracteristicile trasate cu trase continue, sunt cele corespunzatoare modelului realizat de mine. Cu trase punctate de aceeasi culoare, sunt relevate punct cu punct caracteristicile din fisa de date tehnice a tubului ECC82. Cu trasa rosie, am trasat caracteristica aplicabila, unde se situeaza si punctul static de functionare Ua=50 V; Ug=-0,8 V; Ia=3,52 mA, iar cu trasa negru punctat am trasat dreapta de sarcuna pentru rezistenta de sarcina Ra=1,5 k. Daca doriti sa reluati simularea cu modelul realizat de mine, atunci in wizard-ul (caseta de modificari) modelului tubului 12AU7, inlocuiti eticheta 12AU7, cu ECC83, iar la modelul (edit model) 12AU7 inlocuiti relatia  i=10.88E-6*(pwr(v(2),1.5)+pwrs(v(2),1.5))/2 cu relatia

i=0.000694*(0.012504*v(P,K)*ln(1+2.718282^((79.98*v(G,K)+90.68)/(v(P,K)^110.52+110808)^0.00905+4.103)))^1.5226.

Daca aveti probleme de orice natura, atunci le putem rezolva fie pe mesageria privata a forumului, fie pe e-mail.

P.S. - M-am referit la postarea dumneavoastra anterioara, nu la ultima postare.

Editat Aprilie 24, 2019 de ola_nicolas

[gsabac]

Multumesc, interesante si foarte precise, fata de curbele medii ale tubului ECC82

Daca va fi nevoie voi incerca modelul propus, dar dupa cum vedeti deocamdata nu mai este de actualitate,

 deoarece schema propusa de @burnout nu este fezabila, dar poate doreste sa aleaga alta schema si atunci

 voi incerca sa reiau simularile.

@gsabac