Ну, будем шире понимать название этой ветки - продолжение темы эмуляции лампы на камнях...
Ну тогда и продолжим
Я уже господину KMG в асе рассказывал о накопанном, выложу и сюда.
Пришла мне в голову пара идей борьбы с низковольтными (9В) аналогами ламп и в процессе обдумывания этих идей родилось следующее:
1. Проскальзывающая тут регулярно мысль о том, что необходимо масштабировать коэффициент усиления каскада вместе с питанием - в корне не верна. Масштабировать можно только уровень сигнала (и вместе с ним пороги ограничения), а коэффициент усиления каждого транзисторного каскада должен оставаться равным усилению соответствующего лампового каскада. Собственно говоря, мои идеи и крутились вокруг того, как бы обеспечить Ку порядка 30-36дБ при девятивольтовом питании с соответсвующим поведением - пропорциональные пороги ограничения, сеточное ограничение, учет нагрузки, и так далее.
2. После некоторой борьбы мне удалось сделать некую заготовку каскада, который при масштабе сигнала 1 к 100 обеспечивал нужное усиление и более-менее вменяемую регулировку параметров. Вид у него был довольно мрачный, но можно уже было переходить к попытке "собрать" (ибо сим
) из таких каскадов какой-то аналог преампа.
3. В качестве жертвы для эмуляции был выбран Богнер Шарп и я начал плясать от печки. Подобрал/расчитал нужные корректирующие/настроечные цепочки покаскадно. В результате у меня появилась модель, в которой сверху был "собран" ламповый преамп, а снизу - его аналог, что позволяло сравнивать работу каскадов одновременно, плюс можно внимательно изучить некоторые тонкие вещи (например, поведение на атаке). Чтобы хоть немного упростить задачу (подбор режима каскада в комплексе был довольно утомительным делом), я не стал вешать темброблок на последний каскад, решил, что потом по аналогии его будет нетрудно приделать. В общем, модель генерировала два .wav-файла из одного исходного - один - результат симуляции лампового преампа (с Кореновскими моделями), второй - каменный. Собственно с этими результатами я и ознакомил KMG. Только после его целительного пинка я таки смог расслышать разницу (уши уже видать здорово замылились) и начал внимательно изучать отличия в выходных и промежуточных сигналах (надо заметить, что в целом сигналы были очень близки, и это через четыре каскада, три из которых подгружаются в разной степени, заметьте). Собственно говоря, гуано крылось в поведении третьего каскада (там, где анодный резистор зашунтирован емкостью в 2.2нФ, а потом еще и сильно нагружающая цепь в межкаскадной коррекции) - очень интересно там происходил процесс закрытия лампы - совершенно не так, как он происходит в каскаде с почти чисто резистивной нагрузкой. При "наладке" я подобрал некий среднепотолочный режим, но более менее поведение каменной версии соответсвовало ламповой только в узком диапазоне амплитуд сигналов. За этими неширокими границами красота повторяемости разламывалась нафиг. Немного поразмышляв, я понял, что дело происходит из-за того, что не учитывается динамическая смена режима лампы при работе на сильно реактивную нагрузку. Для проверки в схему были дорисованы темброблоки (напомню, что в БШ темброблок включен не через катодный повторитель и является как нагрузка полной ахинеей) и я понял, что не получается даже близко вогнать более-менее средний режим. Тут внезапно стало понятно, почему у KMG все получилось так хорошо - в 800м а) нет таких каскадов, в которых большие реактивности в нагрузке, б) темброблок включен через катодный/истоковый повторитель.
4. И одну из главных ролей в этом процессе играет внутреннее сопротивление триода. Потыкав туда-сюда цепь с эквивалентным сопротивлением 50кОм (среднепотолочное значение внутреннего сопротивления 12AX7) я понял несколько вещей - а) эта цепь не должна иметь реактивностей (разделительных конденсаторов), ибо ломается режим если каскад долго находится в режиме ограничения; б) эта цепь не должна ломать режим по постоянному току; в) эта цепь должна быть включена между анодом и катодом. Тут мозг закипел (уж очень много лишних деталей и постоянно напрягает масштабирование) и я отставил работу над низковольтной версией, перейдя к ее высоковольтному аналогу (аля 800ка от KMG). К этому времени стало понятно, что решение KMG требует доработки, ибо на 800м мир не заканчивается
5. Довольно путаным путем я пришел к следующему решению эквивалента. Каскад должен представлять из себя генератор тока (собственно наш полевик), пропорционального напряжению затвор-исток и с коэффициентом, равным крутизне лампы (~2мА/В). Только вот на затвор надо подавать сумму входного сигнала плюс напряжение на стоке, деленное на коэффициент усиления лампы (тот который мю и равен 100 в первом приближении). Такой каскад как раз и имеет эквивалентное внутреннее сопротивление 100/2=50кОм и работает как настоящая лампа - на "нагрузку" в виде КЗ - генератор тока; на генератор тока (большое сопротивление в аноде) - генератор напряжения с внутренним сопротивлением 50кОм, в общем, все как у больших и стеклянных
Именно такой каскад работает адекватно триоду на любую нагрузку, хоть активную, хоть реактивную. Ну, естественно, такой каскад оброс необходимыми костылями для нормальной работы и родился вот такой монстр:
Он же в виде проекта для LTspice (не забудьте воткнуть недостающие у вас модели, если таковые имеются) -
http://www.onlinedisk.ru/file/725494/Первый каскад интереса не представляет (пуристы могут и его обрастить по образу и подобию последующих, лично я ограничился только соблюдением АЧХ), посему сразу можно смотреть на второй (остальные - аналогичный) - транзисторы M10...M13. Собственно говоря, M10 - это боевой транзистор (генератор напряжения в истоке - для настройки режима и упрощения расчетов (ибо комп медленный), потом заменю на адекватную схемотехнику), M11 - повторитель перед делителем 1:100 R52R51, M12 - повторитель с другой стороны (ибо нам же надо высокое входное сопротивление), M13 - защита затвора (кстати, в реальной жизни там чуть другой полевик будет, но это тут пофиг, ключ и в Африке ключ). С31 - емкость Миллера. Можно парой свитых проводов делать (тру), можно заменить на конденсатор с затвора на землю большего номинала (не тру). D7 и рядом с ним - сеточный детектор. Обратите внимание на то, что номиналы всех цепей обвязки (в том числе и катодной) совпадают с оригиналом. Кстати, именно такой каскад адекватно учитывает и катодную коррекцию (ее вклад, конечно, сильно поменьше, но тоже важен). Напряжения и токи в точках, аналогичных аноду, катоду и сетке лампы тоже равны соответствующим параметрам в ламповой схеме.
В некоторых каскадах крутизны LND150 не хватает для точного повторения режима лампы (в последнем железно недобор, во втором - на самом краю, решил не трогать), посему стоит два полевика параллельно.
Ну, оно конечно наблюдать за тем, как LTspice рисует одновременно два
почти совпадающих графика, захватывает, но если кто не желает тратить время, то можно ознакомиться с результатами тут:
http://www.onlinedisk.ru/file/725495/ - собственно говоря, два склеенных результирующих вава. Без обработки. Специально не пишу ху из ху
http://www.onlinedisk.ru/file/725501/ - На склеенные вавы накатил импульс кабинета.
Вот такая поучительная история
К сожалению, в ближайшие 20-30 дней я ничего сделать не смогу (а может, даже и на форум не попаду, возможно не будет интернета в том месте, куда меня несет сейчас), так что если есть интерес - можете попробовать сделать в живую. Хотя лично я за результат не сомневаюсь.
Ну и каскад такой повторяется на 9 вольт в масштабе 1 к 100. Это я уже проверил. Есть несколько узких моментов, но, как по мне, терпимых, хотя и объемных по размеру схемы.
