Имитация высоко-гейнового двухтактного усилителя

[TrueVAL]

DDD, а попробуйте подать на обе ваши схемы затухающий по экспоненте синус с начальной амплитудой 2 вольта. Хотелось бы посмотреть огибающую сигнала и форму в линейной области. Боюсь будет жесткий "транзисторный" выход из ограничения и "треугольный" синус после.

[DDD]

Не знаю, что такое "жесткий" выход из ограничения, но ниже картинка выходной огибающей, а в самом низу - растянутая зона момента перехода от амплитудного ограничения к НЕ ограниченному по амплитуде сигналу.
В самом начале сигнал ограничен только по амплитуде, потом начинается еще и ступенька, потом амплитудное ограничение уменьшается и исчезает совсем, оставляя лишь ступеньку, потом ступенька уступает место "стреуголенной" синусоиде, потом треугольность меняется на слегка компрессированную синусодиду, далее идет чистый синус до полного затухания.

[DDD]

При увеличении тока покоя с 30 мА до 60 мА картинка выхода из ограничения радикально меняется с уменьшением амплитуды входного сигнала:
- сначала исчезает ступенька, и выходной сигнал превращается в довольно "мягко" ограниченную синусоиду;
- потом ограничение прекращается, и сигнал превращается в слегка сжатую (скомпрессированную) по амплитуде синусоиду с малым уровнем искажений (по Фурье-анализу).
Таким образом, можно говорить об очень плавном спадании величины искажений от уровня сигнала на входе.
Также получается, что картина искажений в переходные моменты может быть подстроена путем подбора тока покоя, что само по себе довольно интересно и может стать предметом отдельного исследования.
Картинка перехода С УВЕЛИЧЕННЫМ ТОКОМ ПОКОЯ приведена ниже.
На самой нижней картинке - вид скомпрессированной синусоиоды.

[TrueVAL]

На первой картинке видим жесткий выход из режима ограничения. Это не "ламповый" оконечник, не должно быть такого резкого перехода. Вот тут где-то выкладывал картинки сима JTM45:
https://yadi.sk/i/TgLGxSz-fYRVM
Нет угла, есть мягкое закругление! А так можно и TDA какую-нибудь приспособить. Звук без ступенек даже лучше будет. Меньше интермодов - меньше грязи!

[DDD]

Вот так, что-ли?

[TrueVAL]

Ну, почти. Подъем только большой на ограничении. Как будто тьюбскример с прибавлением +1 к нелинейному Ку. Или это палки на фронтах после провала середины?

[DDD]

Уровнем ограничения на входе (зависит от параметров предусилителя) и выбором усиления выходного каскада (резисторы R2 и R3 по схеме из ответа #38) можно регулировать "динамику" ограничения в довольно широких пределах, о чем я и писал раньше.
Например, осциллограмма снизу, напряжение на нагрузке 8 Ом - это типа "мягкий выход" из амплитудного ограничения.
Там и ступенька, и компрессия, и всё такое. На выходе из амплитудного ограничения синусоида изрядно "стреуголенная", но это опять же можно изменить выбором тока покоя выходных триодов.
Ну, и кто сказал, что треугольный сигнал плохо звучит? Где-то в НЕТе гуляют осциллограммы Фендера с красивыми "треугольниками" на выходе, и это никого не травмирует.

[DDD]

Классно написал один из забугорных мужиков про эффект "сеточного детектирования":
"Dancing on the edge of grid-block has been a key tone for some classic guitarists. In any multi-stage amplifier chain you can get a variety of tones this way, but you can also "stun" the amp so it is tricky business".
Перевод (литературный):
"Танцуя на грани сеточного детектирования, некоторые классические гитаристы добиваются своего уникального тона. В некоторых много-каскадных усилителях вы таким образом можете получить набор звучаний, но Вы можете также "заткнуть" усилитель; это весьма непростой приём".

[TrueVAL]

А другой мужик написал так:
"My truth is,
Now that I'm near 50, after some minutes playing, I bypass ALL my pedals, pour two fingers of good old Scotch into a cold glass, and enjoy the sound of a single or quad set of hot EL84."

[DDD]

А другой мужик написал так:
"My truth is,
Now that I'm near 50, after some minutes playing, I bypass ALL my pedals, pour two fingers of good old Scotch into a cold glass, and enjoy the sound of a single or quad set of hot EL84."

Просьба с подобными сентенциями обращаться на сайте любителей спиртного; этот сайт предназначен для иных интересов, и не стоит флудить в тематических топиках, которых и без того стало крайне мало.

[TrueVAL]

Эта "сентенция" с того же сайта, что и ваша. Там не про спиртное пишут.

[DDD]

Коллега TrueVal, давайте побережем тематический топик от отвлеченных сентенций.
И - хочу выразить Вам благодарность за информативные замечания относительно формы огибающей выходного напряжения перегруженного каскада, которые принесли мне бесспорную пользу.

[access777]

@DDD
Скажите пожалуйста, в Вашем начальном посте, по схеме
http://i.imgur.com/ce31ghx.png
Объясните, пожалуйста, какую функцию выполняет каскад с токовым зеркалом и повторителем, и для чего нужны диоды D3,D5 и D1,D8 ?

[DDD]

Во-первых, прошу прощения за криво нарисованную схему (с тех пор я исправился).
И, по сути:
1)      Триоды Q5, Q3, Q7 – это операционный усилитель (ОУ) на дискретах.  Q5 и Q3 – это дифкаскад, Q7 – усилитель напряжения, он же выходной каскад.
2)      D3, D5 – диоды в нелинейной отрицательной обратной связи описанного выше ОУ, вместе  с ОУ составляют неинвертирующий  усилитель-ограничитель (получается наподобие известного Тюб Скримера). Такая схема нехудо сохраняет динамику и спектр сигнала.
3)      D1, D8 – защитные диоды, установленные с базы входного транзистора Q5 на землю и питания (как говорят – «в распор питания»). Совместно с резистором R15 (2.2 кОм) защищают Q5 от попадания ему на базу статических разрядов и прочих перенапряжений. Также R15 и С27 (150 пФ) образуют фильтр радиопомех, давящий сигналы радиостанций и прочие ВЧ наводки.

[access777]

Спасибо.
По основной схеме, из п.38
http://i.imgur.com/UJeqTNN.png
Я правильно понял, что диоды нужно крепить к радиаторам выходных транзисторов? D1,D2 на Q3 и D3,D4 на Q4 ?

[DDD]

Диод D1 должен по теплу контачить с Q3, D4 должен по теплу контачить с Q4.
Все четыре диода крепить на радиатор НЕ следует, т.к. будет "перекомпенсация", т.е. резкое уменьшение тока покоя при повышении температуры.
Также желательно примерно уравнять по температуре D2 и Q1, и D3 и Q2 (это менее критично в том плане, что Q1 и Q2 по идее греются немного).
Что я думаю: транзисторы Q3 и Q4 можно крепить на один общий радиатор, т.к  по схеме их коллекторы соединены вместе, а у триодов такого типа железка корпуса законтачена с коллектором. Получается весьма удобно, что радиатор единый.
Далее: вытаскивать диоды на длинных ногах и прижимать их к радиатору тоже как-то не очень технологично. К тому же, тепловой контакт через стеклянный корпус (для 1N4148) или через пластик (для LL4148) тоже не самый лучший.
Поэтому можно попробовать расположить диоды на плате максимально близко к радиатору, и обеспечить минимальную длину печатного проводника от резисторов R11 и R12 до диодов D1 и D4 соответственно. Также, сделать минимальную длину от выводов мощных триодов до R11 и R12.
Таким образом, тепло будет передаваться на кристаллы термочувствительных диодов через металлические выводы (и, к тому же, резисторы R11 и R12 сами нагреваются и могут служить термо-датчиками тока не хуже мощных транзисторов. В общем, подумавши над организацией платы в плане "альтернативной" передачи тепла от выходных триодов до термочувствительных диодов можно сделать не хуже, но без лишних головных болей с креплением диодов на радиатор и пр.
*** Настройку тока покоя для начала следует производить так:
- Подать напряжение питания на усилитель через мощный резистор сопротивлением порядка 20 Ом, чтобы ограничить уровень возможной перегрузки по току и не подпалить выходные триоды или блок питания.
- Если ток покоя в порядке, проверить на наличие ВЧ возбуда.
- Далее как обычно.
--------------
Напоминаю: я сам НЕ макетировал этот усилитель мощности, хотя и возился с ним в симе с немалым пристрастием. Следует еще помнить, что на вход этого УМ лучше подавать уже ограниченный (компрессированный) сигнал от предусилителя, и подобрать уровни выходного сигнала преда под лучшее звучание (как оно, собственно, и делается гитаристами в поисках той самой "sweet spot".
Хотя, кто его знает, может он будет неплохо звучать и на кранче, не обязательно на тяжелых перегрузах (?).
Стартовую схему (примочку) я делал многократно, так что, она успешно проверена на практике.

[DDD]

По форме огибающей сигнала на выходе двухтактного каскада (непосредственно на динамике) при воздействии на вход каскада экспоненциально затухающей синусоиды:
Долгая возня в двух (!) симах показала, что на форму огибающей выходного сигнала влияют не только и не столько разновидности активных элементов в выходном каскаде, как следующие факторы:
1. Симметрия плеч двухтактника; лучший вариант получается при подобранных в пару элементах плюс еще и настройка.
2. Выходное сопротивление блока питания, которое совместно с симметрией/несимметрией (см. выше) вытворяет с огибающей чудеса.
3. Частотные характеристики разделительного (выходного) конденсатора или трансформатора в зоне НЧ: чем хуже выходной кондер или транс передает НЧ, тем "мягче" переход от ограниченного по амплитуде сигнала к неограниченному.
4. Инфра-низкочастотные колебания хвоста огибающей, накладывающиеся на огибающую.
5. Ток покоя выходных элементов - не очень сильная зависимость в пределах разумных вариаций тока покоя.
* Меняя параметры, указанные в пп. 1...4, можно изрядно менять форму огибающей.
** Вывод: обративши внимание на форму сказанной огибающей, и изменяя её, можно значительно менять звук при игре на небольших/средних перегрузах.
*** На тяжелых перегрузах, когда текущая нота не успевает затухнуть до "чистого" и уже сменяется следующей громкой нотой, описанный параметр ИМХО не очень важен.

[DDD]

Внизу фотка усилителя мощности из данного топика.
Выходные триоды закреплены на радиаторе, высота ребер примерно 6мм (ребра не видно, они снизу).
Усилитель следует питать от стабилизированного источника питания: его ток покоя сильно зависит от напряжения питания, и поэтому проще использовать стабилизированный источник, нежели морочиться со стабилизацией тока покоя; к тому же, на таких мощностях запросто работает простейшая 7812, плюс она даст ограничение тока в случае к.з. выхода.
В общем, по многим причинам стабилизированный блок питания предпочтителен.
Усилитель грузил на резисторы 4 Ома и 8 Ом, а также на колонку с динамиком 6 Ом (описано во флейме, топик "Динамик+конденсатор...").
На колонку орет так, что ушам больно. В общем, вполне годится для диванных экзерсизов и репетиций на малой громкости.
С гитарой не включал: не хватило времени. Гонял с генераторами всяких колебаний и по-разному упражнялся со всякого рода проверками.
В общем, пока впечатление приятное, и надеюсь вскоре продолжить возню с этим УНЧ.

[DDD]

Мужики, у меня такой вопрос:
- как влияет на звук разбаланс крутизны ламп выходного каскада двухтактного усилителя?
*** Положим, что ток покоя обеих ламп в порядке, одинаков и находится в заданном пределе.

[Bpjkznjh]

Мужики, у меня такой вопрос:
- как влияет на звук разбаланс крутизны ламп выходного каскада двухтактного усилителя?
*** Положим, что ток покоя обеих ламп в порядке, одинаков и находится в заданном пределе.

Если лампы исправные, одинакового старые - никак. Крутизна вообще довольно сомнительный параметр, динамическая характеристика, измеряемая в статической точке. Кривая изменения крутизны у двух ламп даже из одной партии неодинакова, в одной точке первая "круче", в другой точке - вторая. Гораздо показательнее разность анодных токов в двух достаточно далеко расположенных точках ВАХ, например 30 и 100 мА.