UNITY COUPLED TRANSFORMERS & TWIN COUPLED AMPLIFIERS

[Zmajz]

Da malo izađemo iz kolotečine u koju je ovaj forum u zadnje vrijeme malo zašao (samo neki Gross Buy, neki outdated DACovi i ponešto žice s dobitkom), OK, Davorina ćemo malo ostaviti po strani (ne zadugo), ajdmo malo onekim drukčijim riješenjima izlaznih pojačala i pripadajućih im transformatora.
Tu se radi o nečemu što se baš nije spominjalo ozbiljnije na ovom forumu, bar ne u praktičko-izvedbenom aspektu, a stvar se zove UNITY COUPLED OUTPUT TRANSFORMER (iliti trnsformator a ne ono iz filma kd oni dođu i sve rasture a zapravo su dobri iako su s onima koji nisu dobri pa dođe naš neki heroj s nožom i sve ih dovede u red....itd).
Daklem, najpoznatiji je u primjeni tog UCT (skraćeno od onog dugačkog naziva) tko drugi nego Mekintoš, ali nemojmo smesti s uma i QUAD II, ili Michaelson&Austin TVA10 (to je išlo i kao KIT) ili Possum (M&A Popular HiFi magazin, KIT), ova dva kita su ista stvar s ttime da je TVA10 išao sa EL34 a Possum sa 6L6. BTW, TVA je skrćenica od "Tim's valve Amplifier", znamo koji Tim.
Zbog donekle zeznutog načina motanja izlaznih transformatora (a shodno tome i same topologije izlaznog dijela - drajverice/izlazne lampe) nisu takva pojačala previše popularna, bar ja neznam da jesu osim ovog kod Jogis-a http://www.jogis-roehrenbude.de/Leserbr ... mp/Amp.htm" target="_blank" target="_blank" target="_blank" target="_blank" target="_blank" target="_blank
Neću se zadržavati na topologiji, prije svega jer bih krivo interpretirao originale, a i nije mi to još baš sjelo onak kak treba, već više na transformatorima jer su me oni zaintigirali od momenta kad sam se susreo sa M&A Possum/TVA10 (1978-79??), ali pizdeki mi nisu htjeli prodati samo trafiće pa ništa... I bolje da nisu, jerbo sam negdje čitao da su ti kitovi bili nešto nestabilni. Nevažno. Tad mi uopće nije bilo jasno o čemu se radi, nisam imao blage o topologijama i elektronici (k'o da sad imam), samo sam vidio da nešto nije kak treba. I tako je to otišlo u arhivu do nedavno, kad sam naišao na pojam katodnog fidbeka kod izlaznih trafića, i izvukao stvar iz arhive. No, nije bilo niti to (ajde, sad sam već kužio ponešto) i kak smmo gugl i ja vrlo pametni, stvar se razvijala i otvarala pomalo. Meni je to bilo novo (iako seže u '40te godine prošlog stoljeća pa i ranije), više kakti akademsko pitanje, ali vjerujem da ste vi, ili veći dio vas, upoznatiji s time.
I u tim mojim istraživanjima sam naišao na nešto vrlo interesantno, ali polako, prvo problem koji je ključni kamen spoticanja u produkciji ovakvih pojačala. Problem su naravno izlazni transformatori, motaju se multifilarno (primarni dio) tj. bifilarno, trifilarno pa čak i pentafilarno (Mcintosh MI 350 by M. Nestorović) što je, navodno, prilično nezgodno za izradu. McIntosh to radi poluatomatiziranim strojem 6 trafoa odjednom, trifilarno. Barem danas.
Ali, postoji i tu riješenje! I to je osnovni razlog zašto ovo pišem, a riješenje je dao Nerman H. Crowhurst još 1957 u novinama "Radio Electronics" u svojem članku/projektu TWIN COUPLED AMPLIFIER gdje on koristi isti pristup prema izlaznom dijelu pojačala ali daje jednostavno i jeftino rješenje izlaznog trafića tako da umjesto jednog multifilarno motanog skupog transformatora koristi dva jeftina (jeftinija, zapraf) transformatorakoji su upolamanje snage i primari su upola manje impedance nego onaj koji bi trebao za normalnu PP spregu. Dakle, za 2 x EL84 bi trebao trafo od cca 8k primar, 15W, a ukonfiguraciji Twin Coupled se koriste 2 omada, PP trafa od 4k primar i 7,5W snage.
A trafo 7,5W, sa primarom 4000 Ohma je jednostavnije i jeftinije konstruirati nego 15W/8K a da bude kvalitetno. To je bit stvari. Naravno, nema besplatnog ručka, trafoi moraju biti gotovo identični, ali mislim da kvalitetan majstor zamotavač to može izvesti. Tu je i način spajanja tih transformatora ali to ću prepustiti g. N.H. Crowhurstu i ostalim znalcima da objasne, kroz ovaj članak:

Twin coupled amp.pdf

i vaše priloge i razmišljanja.

Dodao sam i drugi dio, update na gornji projekt:

Twin coupled amp_Update.pdf

[davorin]

Radio sam po topologiji Norman E. Crowhurst-a nekoliko pojačala sa 2 trafa (pa čak i sa 4 komada!) i nisu radila uopće loše (dapače!), ali nikad nisu dala osnovnu prednost UCT-topologije: rad u klasi B bez "crossover" izobličenja! Nemogućnost da se naprave 2 identična izlazna trafa i nedostatak kapacitivne povratne veze između katodnog i anodnog namotaja kod korištenja 2 trafa traže veći stupanj globalne negativne povratne veze od one kod UCT-topologije, pa su i usporedni rezultati lošiji od nje.
Klasa B, "ozloglašena" zbog izobličenja kod komutacije signala ima niz prednosti: najveće iskorištenje, najmanju potrebnu anodnu impedanciju, najmanju srednju disipaciju anoda, minimalnu struju mirovanja, najmanje grijanje i najduži životni vijek izlaznih elektronki. UCT-topologija otklanja najveći nedostatak B-klase kao što su izobličenja prilikom prolaska napona kroz nulu, jedino traži vrlo velike pobudne napone, ali to je manji problem u odnosu na prednost.
Prilikom korištenja 2 izlazna trafa po Norman E. Crowhurst-topologiji otklanja poteškoću kompliciranosti izlaznog trafa, ali uopće ne otklanja "crossover" izobličenja, pa se izlazni stupanj projektira u protufaznoj A ili AB1 klasi što povećava potrošnju, grijanje, primarne induktivitete izlaznih trafoa i skraćuje radni vijek izlaznih elektronki. Ukoliko se i dozvoli da izlazni stupanj radi u AB2-klasi (dakle sa strujom rešetke izlaznih elektronki i uz niskoimpedantnu pobudu), potrebna globalna negativna povratna veza je tolika da izlazni transformatori moraju biti prilično komplicirani (zbog nelinearnih faznih pomaka!).
Nestorović je pentafilarno motanje izlaznih transformatora primjenio i u pojačalima Na-1 sa 2 komada 6KD6 u izlazu nakon što je napustio MCINTOSH i osnovao svoju vlastitu firmu.
Radio sam potpunu prepravku jednog para takvih mono-blokova, a umjesto para elektronki 6KD6 (postale su gotovo nenabavljive!), sam u izlazu koristio 3 para 807-ica po kanalu koristeći jednaku topologiju (odnosno koristeći sve namotaje kompliciranih izlaznih trafoa) sa vrlo dobrim rezultatom. Promijenio sam sve dijelove na pojačalu osim transformatora, šasije i vanjskih elemenata za manipulaciju.

[Edison]

Ne znam nista o takvim pojacalima, ali nije Nerman, kako je nekoliko puta napisano, nego Norman H. Crowhurst.

[davorin]

Naravno da je Norman, ali ...
U prilogu objevljena jaka verzija sa 2xEL34.

[tubeman]

Malko više:
Norman H. Crowhurst

[ilimzn]

Mali dodatak:
Circlotron je unity coupled topologija. S puno jednostavnijim zahtjevima za trafo.

[Zmajz]

Greška u imenu je moja, lapsus calami.
Da, 1960 je objavio i verziju sa el34, a par mjeseci prije neke upgrade na prethodnu konstrukciju sa EL84. Trenutno pokušavam proučiti i shvatiti konstrukciju Twin Coupled Amp autora John Stewart (AX 8-2004) koji koristi lampe 6LU8 u izlazu, i Hammond 125E izl. trafoe.
Kao što spomenuh, meni je primarni interes ta mogućnost korištenja jednostavnijih (time i jeftinijih, praktičnijih za izradu) transformatora.
Da i cirklotron je to, ali napajanje....

[Master of disaster]

Mali dodatak:
Circlotron je unity coupled topologija. S puno jednostavnijim zahtjevima za trafo.

Ali sa kompliciranijim zahtjevima za pobudu (ako sam dobro pohvatao stvari) circlotron izlaz ima malo pojačanje, pa dirver mora biti naponski dosta jak (mora biti u stanju dati veliki naponski swing?) Pitam se kako bi tu legli oni Davorinovi transformatori za pobudu...?

[davorin]

Jedna od mogućnosti za dobijanje visokih pobudnih napona je i korištenje pobudnog trafa, ali time se gubi glavna prednost takve topologije: niska cijena projekta zbog jednostavnijeg i jeftinijeg izlaznog trafa!
Pobudni transformatori se koriste i tamo gdje je potrebno imati nisku impedanciju izvora i/ili za pobudu treba isporučiti i pokoji miliamper (pobuda snagom), a kod CIRCLOTRONA nema za time potrebe jer ulazni otpor izlaznih elektronki spojenih kao katodna pojačala vrlo visok i one rade u radnom području bez struje rešetke.

[davorin]

Postoji još jedna bitna razlika između korištenja jednog UCT ttansformatora sa bifilarnim (ili multifilarnim!) namotajima i koritenja 2 trafa sa polovinom potrebne impedancije.
UCT trafo ima primarni namotaj namotaj bifilarno, a svaki od tih namotaja ima polovinu ukupno potrebnog broja zavoja, a ukupno mjerena impedancija je nazivna za upotrebljene elektronke.
Kod korištenja 2 transformatora sa polovinom potrebne impedancije, ukupni broj zavoja primarnog namotaja svakog trafa nije jednak polovini ukupnog broja zavoja, već je samo za ~1,41x manji! Osim toga, svaki od tih transformatora ima manji presjek jezgre (zbog opterećenja od samo pola ukupne snage) pa je i broj zavoja kod njih još i veći! Tako su parazitni kapaciteti puno veći nego kod UCT trafoa, pa je za dovoljno širok propusni opseg potrebno složenije motanje ("sendvičiranje").
Kod UCT trafoa su parazitetni kapaciteti teoretski svedeni na četvrtinu onih kod običnih trafoa jednake impedancije, ali u praksi su još manji jer je kapacitet između anodnog i katodnog namotaja i u funkciji negativne povratne veze. Gornja granična frekvencija jednog UCT trafoa je 4x viša od trafoa namotanog na uobičajeni način uz jednake zadane parametre (nazivna impedancija, nazivna snaga, jednake dimenzije jezgre i jednak broj sekcija), pa je potreba za "sendvičiranjem" kod njih uglavnom nepotrebna ili minimalna. Ako se UCT trafo analogno s time usporedi sa 2 trafa kod "TweenCoupled"-Crowhurst topologije, ne dobije se baš neka ušteda u novcu!