Усилитель на лампах 24A и 45 и компенсация нечетных гармоник.

[Сергей Шабад]

При выборе ламп для своего усилителя нам приходиться решать уравнение со многими неизвестными, среди которых и достаточная выходная мощность, которую должна обеспечить оконечная лампа, и чувствительность усилителя за которую отвечает лампа усиления напряжения, и многое многое другое. И все это желательно решить с помощью хорошо себя зарекомендовавших в звуке винтажных ламп, которые ещё пока доступны - другими словами они есть в продаже и не стоят заоблачных сумм.
Предлагаемый усилитель отвечает всем этим и многим другим требованиям, при наличии, однако, чувствительной, в районе 100 дБ/Вт/м акустики.
Усилитель построен на американских лампах: тетрод 24A, выходной триод 45 и одноанодный кенотрон 81 (питание усилителя производится конечно же от ОППВ)
При использовании в первом каскаде тетрода (или пентода) у нас появляется редкий шанс свести искажения практически к нулю, не применяя ООС, ни местную, ни общую, а используя компенсацию искажений, возникающих в первом и во втором каскадах причем как четных так и нечетных! Делается это с помощью подстроечного резистора в цепи питания второй сетки первого каскада. Этот способ мне подсказал еще лет двадцать назад А. М. Лихницкий.
По поводу этого способа в интернете, между прочим идет не утихающая борьба, причем не на жизнь, а насмерть - общество как энтузиастов так и профессионалов разбилось на два противоборствующих лагеря: первый лагерь утверждает, что ни какой компенсации искажений быть не может в принципе и приводят в пример двухтактный каскад, где компенсация конечно же происходит, но только четных гармоник и приводят свидетельства из учебной литературы в виде наглядных графиков (см., например, вложение: Ю. А. Буланов, С. Н. Усов. Усилители низкой частоты и радиоприемные устройства. Учебное пособие для техникумов. Госэнергоиздат. 1960 г., с. 116). А ведь и в двухтактнике и в однотактнике лампы работают в противофазе. Поэтому невозможность компенсировать четные гармоники экстраполируются представителями этого лагеря и на однотактники.
Представители второго лагеря конечно же знают о том, что в PP нечетные гармоники не компенсируются, но они приводят неопровержимые доказательства в виде серий спектрограмм с различными положениями движка этого резистора (подстроечного резистора в цепи второй сетки), и, в одном из положений, искажения отсутствуют практически полностью!
Продолжение следует

[Сергей Шабад]

Что же происходит на самом деле? В 2-х каскадном SE усилителе и в оконечном каскаде PP работают по две лампы и в обоих случаях в противофазе, но в PP происходит компенсация только четных гармоник, а в SE происходит компенсация как четных так и нечетных гармоник. Почему?
Ответ на этот вопрос не найти в учебной литературе. Кстати, если кто-нибудь видел освещение этого в опроса в литературе, приводите ссылки, посмотрим.
Ответ не очевиден, хотя и достаточно прост.
В PP на сетки ламп приходят противофазные, условно чистые (без гармоник) сигналы. В процессе параллельной работы плеч, лампы усиливают сигналы и генерируют гармоники, причем четные гармоники имеют одну и ту же фазу в обеих плечах, как на положительной, так и на отрицательной полуволне синусоиды. А вот нечетные гармоники в плечах противофазны. Именно поэтому в выходном трансформаторе, имеющем две противофазные первичные полуобмотки, происходит компенсация синфазных, т.е. только четных гармоник.
Другое дело в SE. На сетку выходной лампы поступает сигнал уже обогащенный гармониками от работы первого каскада. В процессе усиления второй лампой фаза исходного сигнала вместе с исходными гармониками переворачивается на противоположную и складываясь с гармониками второго каскада обращаются в ноль.
Ну а теперь обещанная схема, на которой можно на практике свести искажения к десятым долям процента не прибегая к ООС:

[математик]

Сообщение от Сергей Шабад

Этот способ мне подсказал еще лет двадцать назад А. М. Лихницкий.

Шикарный способ !

[apegad]

Сообщение от Сергей Шабад

в обоих случаях в противофазе, но в PP происходит компенсация только четных гармоник, а в SE происходит компенсация как четных так и нечетных гармоник. Почему?

Потому, как логическая ошибка.
Не надо заморачиваться. Просто нужен параллельный тракт, работающий в противофазе.
Автоматом получаем то же, что и на балансной передаче данных/sine wave etc

Продублировать/клонировать тракт/канал проще, чем искать бесконечных тараканов в подборе лампад/проводников и прочей рассыпухи.


Мысль моя проста и кристально чиста - предположим, создаём прибор. После доводок, тестов, всевозможных изменений - получаем годный продукт.
Все исходники известны, вплоть до "полуома на проводнике". Теперь берём образец и тупо его клонируем в любых масштабах.
Получаем десяток/сотню/тысячу одинаковых приборов, сделанных как копии первичного образца.
Ну а дальше - хоть в противофазах собирай, хоть квадрозвук, хоть в мостовых режимах..
Что в голову придёт..)

[Сергей Шабад]

Сообщение от apegad

Потому, как логическая ошибка.
Не надо заморачиваться. Просто нужен параллельный тракт, работающий в противофазе.
Автоматом получаем то же, что и на балансной передаче данных/sine wave etc

Сожалею, но Вы попали в ту же ловушку, что и большинство. Балансная схема, так же как и PP компенсирует исключительно четные гармоники.
Есть только два технических решения, в которых происходит компенсация всех типов искажений, кроме инерционных: во-первых, два последовательных (или любое четное количество) каскада с регулировкой уровня искажений для максимальной компенсации и... ООС.

[Сергей Шабад]

Я хочу обратить внимание общественности, что затронутая тема имеет фундаментальный характер. Что бы это почувствовать, попробуйте графически, в ученической тетрадке в клеточку, на миллиметровке или на худой конец в Exel, нарисовать синусоиду основного тона, затем вторую гармонику и затем третью гармонику.
Вы увидите удивительное и неочевидное свойство природы: вторая и все четные гармоники на положительной полуволне основного тона всегда синфазны четным гармоникам на отрицательных полуволнах основного тона. В то время как третья и все нечетные гармоники - всегда противофазны на этих участках.
А вот что бы понять как работает компенсация в 2-х каскадном SE и в петле ООС, надо нарисовать еще три графика:
На 1-м графике нужно изобразить 2-ю и 3-ю гармоники, 2-й график должен быть зеркальным отражением по вертикали 1-го графика, а 3-й график должен быть суммой первых двух графиков. И вы увидите чудо, сума этих графиков обратится в ноль!

[apegad]

Сообщение от Сергей Шабад

Балансная схема ... компенсирует исключительно четные гармоники.
.

Да с чего же?
Она убирает всё.. просто наложение противофаз и сведение к нулю dbfs всех девиаций sine wave

Сообщение от Сергей Шабад

и... ООС.

и... dsd
Прямое усиление, никаких ООС и других ухищрений.

[Сергей Шабад]

Сообщение от apegad

Да с чего же?
Она убирает всё.. просто наложение противофаз и сведение к нулю dbfs всех девиаций sine wave

Ну а в чём принципиальное отличие PP от балансной схемы? И то и другое содержат два фазоинвертора, один на входе другой на выходе. В PP 1-й фазоинвертор стоит, как правило перед последним, оконечным каскадом, а в балансной схеме - на входе усилителя. Дифференциальная, балансная, двухтактная - это все разные названия одно и того же принципиального технического решения: наличие двух плеч, работающих в противофазе.
Основная проблема: каждое плечо генерирует гармоники, и на втором фазоинверторе взаимоуничтожаются только синфазные, т.е. четные гармоники (см. вложение к посту №1). Ну и конечно взаимоуничтожаются синфазные наводки.

и... dsd
Прямое усиление, никаких ООС и других ухищрений.

Прямое усиление всем хорошо, но только при условии добавления физического рандомизатора, иначе диффузная составляющая исходника будет полностью уничтожена. Но об этом в этой ветке мы говорить не будем, ок? А пока что Вы заблудились в трех соснах, а точнее запутались в трех гармониках, 1-й, 2-й и 3-ей.

П.С.
А вообще-то я предупреждал, что тема компенсации гармоник проста, но к сожалению трудна для понимания. Надеюсь, хотя бы участники нашего форума не будут иметь трудностей с понимаем этой темы.

[математик]

Сообщение от apegad

Автоматом получаем то же, что и на балансной передаче данных/sine wave etc

Автоматом получаем то, что балансный тракт пришел из проф. концертной аппаратуры, где главное - убрать помехи на сцене, а о построении тракта без оос там речи и не было. О взаимокомпенсации можно почитать в вестнике АРА, там предмощная лампа компенсирует искажения следующей мощной за счет выбора рабочей точки и специфической ВАХ предмощной лампы. (номер не помню)

[apegad]

Сообщение от Сергей Шабад

взаимоуничтожаются только синфазные

Не понял.
Даже не могу вообразить такую выборочную математику

Прямое усиление всем хорошо, но только при условии добавления физического рандомизатора

Что за зверь, зачем он нужен?
Где его будем обсуждать?