Фолловера чуффоли: Фолловер Андреа Чуффоли » Журнал практической электроники Датагор

admin | 12.07.2023 | Популярное | Комментариев нет

Фолловер Андреа Чуффоли » Журнал практической электроники Датагор

© Andrea Ciuffoli and audiodesignguide.com — оригинальная статья
© Datagor Russian Edition, Mikhail «Neyalm» — авторский перевод

От neyalm:
Мощный повторитель класса «А» на трех полевиках IRFP150 от итальянского радиоинженера.
Некоторые цифры: каждый канал кушает 250 Ватт, амплитуда входного сигнала 10 В, выходная мощность — около 30 Ватт на 6 Ом нагрузки.
Спасибо Игорю (Datagor) за помощь в переводе.

Прошло много лет после публикации этого проекта на моем сайте и в трех журналах, но он продолжает интересовать людей по всему миру.
Несмотря на простоту и распространенность конструкции, она обладает отличительными особенностями, изюминками, делающими конструкцию уникальной.
Устройство представляет из себя классический истоковый повторитель (как эмиттерный повторитель, только на полевике), работающий в чистом классе «А» с источником тока. Не забывайте, что такая схема требует довольно большого тока смещения для получения требуемой выходной мощности.

Первая фича моей конструкции, очень сильно сказывающаяся на звуке – это отрицательное питание и соединение сигнальной земли со стоком повторителя. Благодаря этому получаем:

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

Вторая фича – особо тщательная разработка БП.

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

Прецизионным триммером (500 Ом) нужно установить на выходном предохранителе 1/2 напряжения питания.
Два стабилитрона 18В, 1Вт необязательны, они предотвращают порчу полевика, если на него поступает нежелательный входной сигнал, например, во время запуска лампы. Они, однако, могут ухудшить звуковые показатели.

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

Фактически, это асинхронный класс А, при теоретической эффективности 25% нужно затратить 100Вт чтобы получить полезных 25.
Скачать таблицу для Вашей модификации Повторителя.

Я собрал повторитель в стандартном корпусе со стенками – радиаторами, размеры которых 30*42*12см. Я советую увеличить высоту до 16см или использовать активное охлаждение.

Конденсаторы ELNA Cerafine я применил просто потому, что они мне нравятся.
Советую использовать металлизированные пропиленовые (MKP) или бумажно — масляные конденсаторы на входе, а входной шунтирующий и выходной конденсаторы должны быть качественными, аудио-класса. Использование кондеров ROE, SPRAGUE, MALLORY oт SIEMENS, применяемых в компьютерах, вполне допустимо.
Что касается выхлопного конденсатора, важно понимать, что этот компонент необходим и не портит качество звучания. Также не забывайте, что двуполярное питание не решит проблему.

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

Выходной транзистор IRFP150 может быть и в корпусе TO-3 или, с минимальными последствиями, можно заменить его другими подходящими MOSFET-ами, например IRF250, IRFP250, IRF240, IRFP240.

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

О проводах: забудьте о тефлоне и пр. экзотике. Используйте только многожильную луженую медь в ПВХ-изоляции, такой же провод подойдет для подключения колонок.

Аудио характеристики. Данная схема не вносит в сигнал никаких искажений, поэтому качество звучания полностью зависит от предусилителя.
Использование лампового преда с нужным уровнем усиления может сделать звук лучше, чем у усилителя на 300B.
Многие оснащают этот усилитель бестрансформаторным двухтактником на E88CC, или каскадом с динамической нагрузкой на E182CC/5842/6C45, или преампом Нельсона Пасса на IRF610.

Предусилитель ZEN от Н. Пасса

Блок питания к предусилителю ZEN

Спасибо за внимание!

 

Мой Фолловер ( Power Follower 99c, single-ended class A amplifier designed by Andrea Ciuffoli).

-Таки ламповый или транзисторный?

-Вы бы почитали что-нибудь.
-Да я и так уже читаю, читаю…
-И позвольте узнать, что вы можете сказать по поводу прочитанного?
-Да не согласен я.
-С кем? С Энгельсом или с Каутским?
-С обоими,- ответил Шариков.
-Это замечательно, клянусь Богом! А что бы вы со своей стороны могли предложить?
-Да что тут предлагать… А то пишут, пишут… голова пухнет. Взять все да и поделить!
-Так я и думал!- воскликнул Филипп Филиппович , шлепнув ладонью по скатерти, именно так и полагал!
-Вы и способ знаете?- спросил заинтересовавшийся Борменталь.
-Да какой тут способ, объяснил Шариков, становясь словоохотливее после водки — дело то не хитрое….
(с) М. Булгаков

-гибридный! 🙂

Когда в четвертом номере журнала «Радиохобби» за 2000год появилась перепечатка этой схемы, и когда я впервые увидел Фолловер итальянского инженера-аудиотехника Андреа Чуффоли (ссылка на его сайте http://www.audiodesignguide.com/PowerFollower/index.html ), так и хотелось сказать: -Ну вы блин даёте…
Дело в том, что Андреа работал именно над той идеей усилителя, над которой работал я сам зимой 1999 года (описание находится в моем ЖЖ чуть выше http://avtor-page. livejournal.com/556.html ), но нашел еще более изящное и безупречное её воплощение.
В то время таких усилителей еще «не делали» (ИМХО, пик моды на обсуждение гибридных А-однотактов пришелся где-то на 2003- 2004 год, когда в сети появилось немало как удачных, так и нет конструкций и подражаний.)
Я и Андреа закончили работу над своими проектами практически одновременно, и на момент опубликования его схемы в Радиохобби 4/2000, рукопись с моим материалом уже находилась в редакции и была опубликована вслед- в пятом номере.
Андреа предложил идею использования в качестве оконечного аудиоусилителя устройство на одном транзисторе- мощный однотактный (чистый класс «А») истоковый повторитель, нагруженный на генератор тока.
Но по сравнению с моим усилителем его схема имеет некоторые, несомненно полезные особенности.

It seems a silly and common circuit but it has got great differences from any other similar design, that’s why this is unique.
We have a typical source follower (as an emitter follower but with a Mosfet) working in pure class A with a current generator.
Please note that this circuit works only in pure class A, so it requires enough bias current for the requested output power.

In my design the first feature making a big difference in the sonic results is the negative power supply and the signal ground tied to the drain of source follower.
With this design we achieve:
• The discoupling of the signal current from power supply because the current generator has a huge impedance (an open circuit for the signal, in theory)

• The constant current flow from the power supply also during the music peaks that prevent any stress of the power supply.

• The simmetric distribution of the power dissipated under static and dynamic conditions both on the current generator and the source follower, so I have used the same type of devices.
The second feature is in the big concern in the power supply design.
Onto a capacitive-input power supply, where there is a diode bridge connected to a big capacitor, very high current peak are generated on the diodes. Those peaks generate residuals all over the amplifier power band.
So, this circuit adopt a little capacitor after the bridge (only 3300uF for an amplifier working with 3A bias).
This capacitor is followed by a MOSFET voltage regulator, featuring a very low frequency CR filter (220uF/100Kohm) which is based on the Virtual Battery Operation, invented by Technics (something good can be found in the consumer world, too).

Как мы видим, сигнальный ток здесь вообще не идет через блок питания, а сам БП имеет одну интересную фишку: схема питается не напрямую от выпрямителя, а через электронный фильтр, который можно ещё назвать электронным дросселем или умножителем емкости.
В результате мы имеем практически безупречно чистый блок питани и полезный бонус в виде мягкого старта с плавным нарастанием питающего напряжения.
Истоковый повторитель на мощном IRFP150 нагружен на генератор тока на однотипном транзисторе, а все имеющиеся в схеме электролитические конденсаторы находятся под электрическим потенциалом, что заметно минимизирует их влияние на звук.
Андреа «перевернул» землю, а саму нагрузку включил параллельно активному элементу- каналу истокового повторителя, меняющему свое сопротивление в такт звуковому сигналу, а не параллельно генератору тока, как это обычно делают.
Еще в такой топологии вообще не требуется никаких защит акустики, никаких контактов реле…
Можно ли представить себе звукоусилительный тракт более коротким и лаконичным, а единственному в нем активному элементу создать более оптимальные условия для работы на нагрузку?!

Недавно я собрал эту простую и замечательно звучащую схему, и вот хочу поделиться впечатлениями о конструктиве, звуке, и еще некоторыми общими мыслями.

Так-с. Надо с чего-то начинать, однако.
И пожалуй, правильно начинать с корпуса. Он должен быть жестким и массивным как танк, но одновременно максимально прозрачным для воздушных потоков, так как никакого принудительного охлаждения я принципиально не предполагаю. Поэтому начнем с радиаторов.
Пусть будут те, на которых трудятся на техническом производстве силовые тиристоры. Форма очень нравится, и похоже не только мне. А и коллеге Нельсону то же:) Хорошее сочетание массивности и оребрения по максимуму, к тому же оптимальная для данного корпуса высота- 11см.
На морду пойдет десятимиллиметровый прошлифованный люминь. Ну, нравится мне это дело:) И польза есть- как раз прилепим сюда мосты. Только отверстие под кнопку фрезануть надо и края культурно обработать.
Сам корпус… хм… ну, крышечки всякие от бывшей научно-исследовательской аппаратуры. Что под рукой есть, лишь бы оно по максимуму решетчатое было.
А скрепить все это между собой надо на совесть, поэтому предстоит захватывающая работа по обрезке алюминиевых уголков, тщательной подгонке отверстий и нарезанию резьб.
Собственно, вот.

RCA разьемы можно и купить. Пусть Neutrik-и будут. А вот акустические купить никак нельзя, ибо гадость. Ну я еще лопатки под шляпку винта понимаю, но бананы, этс… (кто это придумал?) словом, усилие затяжки вручную не имеет ничего общего с надежным долговременным электрическим контактом. Уж поверьте профессиональному электрику 🙂
Сделел вот такие.

Похожесть на магазинные ручные закрутки чисто внешняя, и на самом деле клеммы построены по принципу мощного электрического коннектора. Плоский торец прижимного винта препятствует закручиванию/срезанию проводника, а «заточка» под ключ-шестигранник обеспечивает такое прижимное усилие, что вспоминается слово «диффузия» и все, что с этим связано 🙂
Да. По просьбе трудящихся выкладываю чертеж этих самых клемм. Тот самый, что я отдавал сначала токарю, а потом фрезеровщикам. Насилу нашел 🙂
ВНИМАНИЕ! Чертежник я никакой, поэтому уверен, что на эскизе есть принципиальные и грубые ошибки. Но если показать этот чертеж вместе с фото коннекторов, думаю что нормальные специалисты разберутся.

Для сетевого вполне годится универсальный «компьютерный» разьем, и шнур, соответственно, то же.

Трансформатор дело серьезное. И весьма увесистое. А его неторопливое изготовление традиционно выполняется под народные песни долгими зимними вечерами. Готовим челноки, провод, и разматываем на сырье пару- тройку (кто бы мог подумать?) отличных советских конденсаторов ФТ-3. Благо у меня их ведро, а ведро- это много 🙂
Железяку возьмем тороидальную, сечением 25х 70мм. С головой хватит. Первичка будет 410 витков провода ф1.1мм. А вот вторичек надо две. Пускай будут по 50 витков проводом ф1.8мм на канал. По постоянке получится около 31-32 вольта после электронного фильтра, и при токе «покоя» 2А мы сможем получить выходную мощность 15 ватт на 8 Ом нагрузки, чего мне вполне достаточно, тем более что акустику я в дальнейшем предполагаю весьма чувствительную.
Ну, можно еще и третью обмотку по случаю. Персонально для Дюралайта 🙂
Так-с. А не сделать ли для любимого транса экранирующую кастрюлю? А вот возьму и сделаю. Да еще и как сделаю! Выточим из цельной стальной болванки экранчег с полуторамиллиметровыми стенками. Хай-Энд же, однако 🙂 Главное только коллегам не показывать, а то не поймуть.
А отверстия для вентиляции пофрезеруем. КПД хороший, и все одно оно не шибко греется, даже в таком монстре.

Ну вот, скелет есть. Теперь платы.
Надо сказать, что оригинальная плата Чуффоли разведена весьма грамотно. Что даже при таком схемном минимализме есть гуд. Надо только подогнать размеры и геометрию под мои радиаторы…. ну, и еще немного расположение деталей изменю. Люблю, когда оно в ряд и симметрично, а не как попало разбросано- если конечно рациональности разводки не в ущерб.

Плата Андреа

Моя

Детали… а вот с деталями в нашем городе кирдык полный. Четыре магазинчика, а в них ничего хорошего. И поездка в столицу не предвидится, так что соберем для начала из того, что есть.
Все равно Фолловеру еще понадобится хороший ламповый пред в отдельном корпусе. И акустику делать непременно буду. А это еще ой сколько времени займет…
А вот когда это все вместе заиграет, тогда и начнется эпопея по закупке всяких брендов и просто хороших качественных деталек; отслушке конденсаторов, резисторов, отбраковке негодных и утверждению вовлеченных в музыкальную жизнь. Вот тогда одним махом и поменяю. А то вдруг где- то каплю припоя в неправильном направлении запаял? 🙂

Словом, после мостиков поставим простую Samwha (бывший Самсунг). Резисторы то же обыкновенные, остальные электролиты CapXon (но серии KF тем не менее) и один Самсунг на 220мкф в гейт електронного фильтра. А вот выходные кондеры будут Sprague 5600мф/80в из старих моих запасов. У нас эти электролиты не особо распространены, а вот буржуи их наоборот любят и весьма активно используют, а главное мне они нравятся.
Разделительный по входу- штука не менее ответственная. Но опять-таки, нету приличного полипропилена в нашем городе. А из неприличного, взял приличный «быстрый» китайський полипропиленник, разобрал штучку из любопытства, поглядел, как оно сделано, как выводы к обкладкам крепятся и не долго думая утвердил в жизнь.
Вот такие http://en.htcc.com.tw/newEbiz1/EbizPortalFG/portal/html/ProductInfoExhibit.html?ProductInfoExhibit_ProductID=c373e9148bb721a68fff219e7449e78c&ProductInfoExhibit_isRefreshParent=false
Предохранитель- надежный военный, с запаянной посеребренной проволочкой.
А вот подстроечники я терпеть ненеавижу, даже если это отличные микропроволочные СП5-2, и если это возможно, стараюсь без них обходится. А здесь ведь вполне возможно. Однажды половину питающего на истоке сигнального полевика выставил, и все. Поэтому будет простой резистивный делитель.

Соединительные провода…
Переменка к мостам пойдет по выводам из продолжения обмоточного провода вторички транса. От мостов через электролиты и к платам- разводку сделаю самым обычным монтажным проводом 2.5мм в ПВХ (о ужас!) изоляции, «неразрезанным» в месте припайки к выводам электролитов . А вот выходные сигнальные цепи- необычным 🙂

Это мой любимый провод ПВДП. Отожженная медная моножила 1.8мм в двойной (из полиэтилена низкой и высокой плотности) изоляции. ПВДП предназначен для обмотки статоров погружных водонаполненных электродвигателей, длительно работающих в воде артезианских скважин при напряжении до 660 В переменного тока, поэтому к проводу применяются соответствующие требования. В общем, вполне приличная медь и достаточно нейтральный для звука диэлектрик. Продолжением этого же провода на платах продублированы (усилены) все сильноточные сигнальные цепи, а так же цепи питания и корпусные.
Чем входные цепи вести, задумался. Ибо довольно неоднозначны были в свое время результаты экспериментов со шнурками… Хотя у меня и литц «настоящий» военный есть, причем сечение как раз подходящее, а количество жилок считать лень. И витая пара всякая брендовая. И коаксиалы неплохие, не считая всяких наших специализированных кабелей связи…
Тем не менее, выбор слушательских симпатий пал на «внутренности» от неких коаксиалов из ЗИП-ов военных радиостанций (работал я как-то в батальоне, радиостанции ремонтировал, и как оказалось труд мой пропал не даром 🙂
Экран удален за ненадобностью (хотя прямо жалко было- настолько густой и красиво переплетенный), а внутренности оставлены. То есть простая медная моножила ф0.75мм мм в прозрачном полиэтилене, но с одной особенностью. Это единственный проводник, который оказался _реально_ отполированным из всех, которые мне довелось повидать.
Кстати, знаете, как выглядят под микроскопом «обычные» проводники, пусть даже они и кажутся на первый взгляд такими блестящими, безупречными и прямо таки сияющими? А вот так примерно…

Нравится? Мне не очень…

И еще фишечка маленькая. Хочу кольцевую подсветку вокруг кнопки. А раз хочу, придется делать. Вот такую придумал.

Думаю, тут все понятно. Восемь синих светодиодов светят в торец вставки-стаканчика, выточенного из оргстекла. Вставка впрессована в переднюю панель, а внутри неё движется подпружиненная кнопка. В результате образуется тонкое светящееся синим светом кольцо вокруг кнопки включения. Уж поверьте на слово оптику- самоучке 😉

А теперь собираем все это «на соплях», производим необходимые замеры и как следует прогреваем перед первым прослушиванием. Кстати, резистивный делитель, который я применил впоследствии вместо подстроечника, представляет собой резак 1. 8кОм на минус питания, и два резака (в параллель, ними я и вырулил на необходимое сопротивление половины делителя) на корпус: 1.5 и 4.2 кОм. В обоих каналах идентично. Такое сочетание дало «половину питания» в одном канале 15.52в и 15.48в, и 15.57в и 15.60в в другом.
Думаю, отлично получилось. Результат стабилен.

А теперь наконец-то подключаем изделие к сидюку, садимся там где надо, и открываем шампанское 🙂 Или что- нибудь покрепче…

Четыре часа испытаний, полет нормальный… Температура радиаторов 60 градусов, как я примерно и предполагал. Руку долго не удержишь, но и до ожогов еще очень далеко. Автомагнитолам летом тяжелее… Никакого криминального дрейфа напряжений. И вообще, схема по ощущению весьма неубиваемая- что бы спалить, надо или забыть к радиатору прикрутить 🙂 или не знаю чем таким ФЕТу в гейт ткнуть.

Все. Можно закрывать крышку .

Звук… Как бы его охарактеризовать-то? Быстрый, точный и очень, очень детальный.. Осязаемая «рельефность» и объемность инструментов, уверенная их локализация и глубокая прорисовка сцены, потрясающая микродинамика- что вовсе не удивительно. Словом, именно то что надо.
Я не сказал бы, что звук Фолловера (подключенного непосредственно к выходу ПКД) похож на «ламповый». Но он также не похож на звучание большинства глубокоОСных многокаскадных транзисторных АВ-двухтактников.
Я бы назвал его совершенно беспристрастным, но отнюдь не холодным и отстраненным. Вот, как-то так…
Такой звук имеет двоякое свойство… Когда слышно так много деталей, когда громкие звуки не мешают быть услышанными интонациям тихих — такой звук не прощает плохой записи, хреновых инструментов или похабного исполнения. Ибо все это моментально слышно.
И с другой стороны, потенциал Фолловера раскрывается на хорошей записи и исполнении- поскольку отчетливо прорисовываются именно те нюансы, обертона и подробности, которые собственно и придают эмоциональность и неповторимость безупречному владению инструментом, исполнению «с душой». Собственно тому, что музыкант сказать-то нам хотел…

Ну и предвидя еще один маленький, но важный вопросик, позволю себе ответить заодно и на него.
— А что это аффтар девять лет непонятно где вообще лазил, а тут вдруг объявился и собрал Фолловер Чуффоли, а не свой собственный усилитель?
-Отвечаю. Где я лазил- дело моё личное, но я действительно девять лет не занимался аудиотехникой и даже почти не слушал музыку. Скажем так- строил дом и садил дерево. А собрал я Фолловер Чуффоли, а не свой собственный усилитель по одной простой причине: при всей своей очень близкой идее, Фолловер по сравнению с моим усилителем имеет ряд схемотехнических преимуществ, и не имеет недостатков (если не считать одну чисто «технологическую»- более высокая входная емкость.) И я не настолько упертый человек, что бы эти очевидные преимущества отрицать.
Но скажу следующее. Характер звучания этих двух усилителей (оконечников, без лампового буфера) тем не менее весьма, и весьма похож. Подчеркну- характер звучания, он своеобразен и узнаваем. А отличие в нюансах есть, например мой усилитель не настолько детален и чуть уступает в прорисовке сцены.
П.С. А платку софт-старта не сфотал. Маленькая, установлена над кнопкой включения и предохранителями.

Класс А SE LM3886 | diyAudio

#8