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 楼主| 发表于 2021-8-8 14:46 来自手机端 | 显示全部楼层
lin889889 发表于 2021-8-8 13:16
其实改达林顿以后,电子管给晶体管提供的是电压偏置,而不是电流偏置,再去计算电流放大倍数没太多意义。 ...

您这个仿真结果能出多大功率?我现在用手机,没法运行仿真。

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发表于 2021-8-8 15:14 | 显示全部楼层
本帖最后由 lin889889 于 2021-8-8 15:23 编辑
jingli999 发表于 2021-8-8 14:46
您这个仿真结果能出多大功率?我现在用手机,没法运行仿真。

STC胆石单端放大器.png

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 楼主| 发表于 2021-8-8 15:19 来自手机端 | 显示全部楼层
lin889889 发表于 2021-8-8 15:14

看上去真不错!谁有空做出来?

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发表于 2021-8-8 15:24 | 显示全部楼层
jingli999 发表于 2021-8-8 15:19
看上去真不错!谁有空做出来?

哈哈,我只是纸上谈兵而已,算是提出一种思路吧。

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发表于 2021-8-8 16:52 | 显示全部楼层
本帖最后由 zjnbdxsh 于 2021-8-9 06:54 编辑

两个非线性特性相反的放大管组合在一起,去非线性的效果究竟如何,用数学分析的方法来看一看,即可明了。我们知道对已定的负载和电源电压,放大管的电流与控制端输入电压的函数关系可以用幂级数来表示。如果不理解幂级数没关系,我只取二次项以前的项,一是为了抓主要的,二是为了简化,继续往下看,你一定都能理解。
如果有两个放大管,
管1的电流    I1=A1V+B1V^2 ;     V是控制端输入计算电压,它等于控制端实际输入电压(V实)加一常数K,即V=V实+K。当V实>=-K时,按I1=A1V+B1V^2计算;当V实<-K时,按I1=0计算。这样当V实=-K时,I1=0,与实际情况更相符合。V^2表示V的二次方。A1V是线性项,B1V^2是非线性二次项。
管2的电流    I2=A2V-B2V^2 ;     非线性特性相反
如果管1和管2并联在一起,
并联后的电流   I并=I1+I2= A1V+B1V^2+A2V-B2V^2
=(A1+A2)V+(B1-B2)V^2
从上式可以看出,如果B1、B2绝对值相等,V^2的系数就为零,说明这时两个非线性特性相反的放大管实现了非线性互补,这两个放大管并联后的效果就如同线性放大管。但是这只是理论上的,实践上两个放大管B1、B2绝对值很难凑成相等,即使做一个专用仪器,B1、B2绝对值也只能近似相等;而且实际的放大管特性都会变化,如晶体管易受温度影响,等等。
楼主的电路中两个放大管是串联在一起的,所以下面分析串联后的效果。
电子管的电流  I1=AV+BV^2;
晶体管的电流  I2=aI-bI^2;   I是控制端输入电流,非线性特性相反。
晶体管的控制端输入电流就是电子管的电流,所以
晶体管的电流  I2=aI-bI^2=a(AV+BV^2)-b(AV+BV^2)^2
=aAV+aBV^2-bA^2*V^2-2bABV^3-bB^2*V^4
=aAV+(aB-bA^2)V2-2bABV^3-bB^2*V^4
楼主电路的电子三极管屏极与晶体三极管集电极连在一起,它们的合成电流
I合=I1+I2= AV+BV^2+ aAV+(aB-bA^2)V2-2bABV^3-bB^2*V^4
=(A+aA)V+(B+aB-bA^2)V^2-2bABV^3-bB^2*V^4
上式(A+aA)V是线性项。如果能使(B+aB-bA^2)=0,二次项就抵消了,但是凑成(B+aB-bA^2)=0的运算量增加了,大概只能用专用仪器来配对了;人工凑,太费时了。不是随便拿几只放大管就能配上对的,楼主必须有一堆放大管可供挑选,不知有否这条件,再说即使配上对,一般也是短期的。还有,新产生了三次项和四次项,看追求线性的楼主有什么良策来消除这影响。








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 楼主| 发表于 2021-8-9 10:59 | 显示全部楼层
zjnbdxsh 发表于 2021-8-8 16:52
两个非线性特性相反的放大管组合在一起,去非线性的效果究竟如何,用数学分析的方法来看一看,即可明了。我 ...

感谢您慷慨相授!正好对应我的数学短板。虽然我不一定能算明白,但是我会看失真仪的读数,用各种办法把失真调到最小就行了。而且,前后两级放大器失真抵消的办法古已有之,效用确凿,我直接拿来用而已。

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发表于 2021-8-9 18:46 | 显示全部楼层

这个架构就更接近超三了,如果把电子管的阴极对地电阻换成换成温控的恒流源,而按照楼主1楼的原理图使用13DR7来驱动,输出管不用达林顿也挺好,而且有了静态电流的温控功能。

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 楼主| 发表于 2021-8-11 08:19 | 显示全部楼层
本帖最后由 jingli999 于 2021-8-11 08:25 编辑

续53楼,在电流坐标轴平移之后,再次计算一下146Ω、72Ω负载下的情况:

13DR7 I V T01.png

蓝色负载线阻抗146Ω,工作点C,栅极偏压-10V,静态电流0.4A,静态屏压72V
静态功耗Pc0=72*0.4=28.8W
最大输出功率Pc=(0.78-0.09)*(118-16)/8=0.69*102/8=8.8W
效率η=Pc/ Pc0=8.8/28.8=30.5%
最大输出时的二次谐波失真Dc={0.5(0.78+0.09)-0.4}/(0.78-0.09)=0.035/0.69=5.1%

红色负载线阻抗72Ω,工作点D,栅极偏压-10V,静态电流0.8A,静态屏压75V
静态功耗Pd0=75*0.8=60W
最大输出功率Pd=(1.58-0.18)*(120-21)/8=1.4*99/8=17.3W
效率η=Pd/ Pd0=17.3/60=28.9%
最大输出时的二次谐波失真Dd={0.5(1.58+0.18)-0.8}/(1.58-0.18)=0.08/1.4=5.7%

可以看到,对照45楼,在近似的工作点,最大输出功率略有增加,电源效率也有提高,谐波失真明显减小。

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发表于 2021-8-11 14:46 | 显示全部楼层
简单模拟了一下, 感觉挺好玩的,10W输出失真在0.4%~0.5%的样子, 就是不知道做出来好不好听
失真.PNG
波形2.PNG
波形1.PNG

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 楼主| 发表于 2021-8-11 16:56 | 显示全部楼层
wangoowang 发表于 2021-8-11 14:46
简单模拟了一下, 感觉挺好玩的,10W输出失真在0.4%~0.5%的样子, 就是不知道做出来好不好听

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去年我用6SN7复合晶体管(没有用达林顿管)做过一台STC功放,输出牛是用300B的输出牛改的。那个输出牛是3夹2的绕法,初级是3个匝数相同的绕组串联,被我改成3个绕组并联了,最终得到大概200Ω的初级阻抗。当时测过输出功率约8W,失真小于3%,声音确实不错的。且低频控制力超过我手头的2A3单端。

使用6SN7,电源电压较高是不可避免的,输出牛初级阻抗也较高(因为6SN7内阻大、工作电流小)。

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发表于 2021-8-11 19:25 | 显示全部楼层
69楼电路中的V4正端必须接地,不能接到达林顿的E极,否则达林顿管的静态电流根本无法稳定,电路不能正常工作。

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jingli999 发表于 2021-8-11 16:56
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去年我用6SN7复合晶体管(没有用达林顿管)做过一台STC功放,输出牛是用300B的输出牛 ...

稍微修改了一下电路,所用输出管从达林顿管换成了易得的MJ21194,顺便修正了71楼老兄指出的问题,R6来做末级负反馈来略微抑制工作点失控,然后略微施加小环路负反馈,得到在接近满功率输出20W时的失真小于0.2%,此时功率管MJ21194功耗约60W,妥妥的一个小甲。
准备有空用6N6搭一个电路出来试试看, 主要输出牛比较麻烦, 我反复调整电路仿真, 得到最低失真时的初级阻抗大约是55ohm,初级最高电流峰值要接近800mA,漏感要小于1mH,这样的输出牛不知道好做不好做
20W失真.PNG
20W波形.PNG

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发表于 2021-8-12 10:06 | 显示全部楼层
wangoowang 发表于 2021-8-12 09:35
稍微修改了一下电路,所用输出管从达林顿管换成了易得的MJ21194,顺便修正了71楼老兄指出的问题,R6来做 ...

V4如何计算来的?谢谢!

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西牛 发表于 2021-8-12 10:06
V4如何计算来的?谢谢!

V4电压值实际理论计算可以由V1的特性曲线和Q1的HFE来求得,我这里也不是精确计算出来的, 而是按照想要20W输出的目标,所需的Q1静态功耗约60W,那么Q1静态工作电流0.4A左右。 于是在仿真中直接调整V4电压, 使得R6上的静态电压在0.4V, 这样Q1的静态电流就是0.4A

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wangoowang 发表于 2021-8-12 10:20
V4电压值实际理论计算可以由V1的特性曲线和Q1的HFE来求得,我这里也不是精确计算出来的, 而是按照想要20 ...

实际应用MJ21194单管功耗60W有点不可思议。

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lin889889 发表于 2021-8-12 10:58
实际应用MJ21194单管功耗60W有点不可思议。

是的, 纸上谈兵而已

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 楼主| 发表于 2021-8-12 15:07 | 显示全部楼层
lin889889 发表于 2021-8-12 10:58
实际应用MJ21194单管功耗60W有点不可思议。

放心!只要做好散热,70W、80W也没问题!想想电脑的CPU是怎么散热的。

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jingli999 发表于 2021-8-12 15:07
放心!只要做好散热,70W、80W也没问题!想想电脑的CPU是怎么散热的。

那是。整个水池,保持水温在25°C以下,MJ21194耗散功率能到200W

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 楼主| 发表于 2021-8-12 17:04 | 显示全部楼层
lin889889 发表于 2021-8-12 16:21
那是。整个水池,保持水温在25°C以下,MJ21194耗散功率能到200W


QQ图片20210812165822.png

20元买个二手CPU热管散热器,应付70~80W的热量是合理的。换优质风扇,风噪基本不会影响听音乐。

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 楼主| 发表于 2021-8-12 17:16 | 显示全部楼层
wangoowang 发表于 2021-8-12 09:35
稍微修改了一下电路,所用输出管从达林顿管换成了易得的MJ21194,顺便修正了71楼老兄指出的问题,R6来做 ...


去年我用6SN7做的STC单端,用改造的300B输出牛。没用您这么高的电源电压,没用您这么高阻抗的输出牛。

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