однотакт SE

Однотактный каскодный 6Э5П - 4П1Л ( 45 )

Posted in Ламповый усилитель Tube amplifier, однотакт SE on November 7th, 2015 by sergei – 3 Comments

Собратья по форуму www.diyaudio.ru сподвигли меня изготовить народный вариант моего каскода http://klimanski.com/?p=4147 , чтобы в схеме не было дорогостоящих и дефицитных деталей,  хотя усилитель из приведенной ссылки на мой взгляд уже достаточно прост чтобы его мог сделать каждый кто умеет держать в руках паяльник.  Этот усилитель  обладает очень хорошим звучанием - его и сейчас держу у себя дома и слушаю почти каждый вечер,  непереставая удивляться красотой музыкальных образов. Но всегда хочется что-то улучшить поэтому снова взялся за работу.

Что поставить на второй этаж ? Из советских высоколинейных ламп мне вспомнилась 4П1Л - ее еще относительно несложно найти, и из такого каскода можно получить до 4 ватт выходной мощности - что для народного варианта вполне достаточно. То, что на втором этаже должна быть лампа с высокой линейностью - это я уже понял в предварительных экспериментах. Не стОит пробовать 6П3С, 6П6С, 6П14П и прочие выходные лампы косвенного накала - вторая гармоника получится просто огромная.

Из кандидатов на второй этаж дабы сделать усилитель двухламповым без предварительного каскада остались только лампы с высокой крутизной и низким внутренним сопротивлением  6Э5П и 6Э6П.   6Э6П в предварительных опытах пришлось исключить по причине плохого тембрального баланса - она чрезмерно подчеркивает середину и верха - то есть дают подъем там,   где как правило и так уже имеется максимум отдачи широкополосных громкоговорителей.

Чтобы самому не делать и заказывать корпус, в качестве “донора” решил заказать  на е-Вае готовый  кит.  Вот он выглядит так ( фото с е-Вая )

s-l500

На всякий случай  схема оригинального изделия

china_6p3s_6n1p

Пришлось только заменить панельки по 4П1Л ( вместо 6П3С ) и просверлить дополнительное отверстие для 6Э5П - ведь нужно две лампы.   Пока накал 4П1Л питается от отдельных аккумуляторов,  хотя планирую сделать отдельный БП 2х2.5 Вольта.

Теперь схема - топология - моя ” классическая” - каскод с пентодом внизу и прямонакальной лампе на втором этаже. Пригодились почти все детали из китайского комплекта, добавил только по паре транзисторов КТ854А и стабилитронов на 180 Вольт.

cascode_4d0bf1d0bb_6d18d5d0bf_china2

И блок питания - он сделан тоже с частичным использованием тех же деталей - анодная обмотка два по 300 В включена таким образом, что получается два питания - 600 Вольт для питания анодных цепей и 360 Вольт для питания сеток - первой сетки 4П1Л и второй сетки 6Э5П. Сетевой трансформатор, дроссель, кенотрон использованы те же что и в ките.

psu_6e5p_4p1l

В покое ток анода получается около 40 мА, ток второй сетки 6Э5П - 8 мА, ток через КТ854А - 8 мА.

Схема выдает около 3.5 Ватта выходной мощности если Кг 5% и 4 ватта если 10 %.  До трех ватт доминирует вторая гармоника и остальные образуют ниспадающий гармонический ряд, далее доминирует третья.   АЧХ усилителя при 1 Вт на выходе на 8 Ом активной нагрузки.

d0b0d187d185

А раз я купил два набора, второй собрал для сравнения по китайской схеме на 6П3С, только заменив совсем уж отстойно звучащую  6Н1П на ЕСС85.  Результат сравнения оригинала и каскода по звуку - ну никаго сравнения ! Оригинал проигрывает по тональному балансу ( верха просто смазаны  ) и по яркости образов, и по воспроизведению баса.  Как пример - это “Жарптица” Стравинского  -  у каскода удары литавров и барабана в конце произведения настолько натуральны, что такое ощущение, что ты находишься в зале. Тоже могу сказать и про “тарелочки” - они очень естественны  у каскода.   Если на тяжелах жанрах заметна только некоторая “серость” и невыразительность оригинала, то классике и джазе, особенно на вокале -  каскод вне всякой конкуренции !   А главное достоинство каскода - это, как всегда я уже отмечал - это непревзойденная “музыкальность”  - объемность образов даже в моно, четкое разделение музыкальных инструментов и натуральная подача эмоциональной части прослушиваемого материала.  Акустикой служил щит на 4А32 + Висатон AL130.  Источник - СД плейер Филипс  + мой самодельный ЦАП.  Еще раз хочу посетовать - что с каждой новой ступенькой повышения качества усилителей мне приходить все сокращать и сокращать свою коллекцию СД-дисков - большая их часть записана просто ужасно. На этом фоне снова приятно удивили тест-диски от Профетмастера.

Вот как выглядит мой маленький,  пока еще не до конца доделанный “герой” ( пока нет разъемов для питания накала 4П1Л и нет регулятора баланса )

img_7176

Дополнено 29 Ноября 2015 года.

К сожалению, надо признать, что 4П1Л здесь была перегружена. Хотя это очень хорошая лампа, но в данном варианте ей трудно справиться с задачей. Анодное напряжение снизить нет возможности, снижение тока анода приведет к падению и так уже небольшой мощности.

Поэтому я попробовал ее заменить.   Хороша на ее месте была старая добрая 71А, но она как и 4П1Л слабовата по мощности. А вот 45-я лампочка подошла как нельзя лучше. Заменил панельку и немного переделал схему.  БП тот же.

d0bad0b0d181d0bad0bed0b4_6d18d5d0bf_45

Как видно, из цепи питания второй сетки параллельный стаб на КТ854А удален. По двум причинам. Первая - параллельный стаб неслабо подгружал БП и из-за этого сильно грелся сетевой трансформатор. Вторая причина - соединения отрицательного вывода стабилизатора на катод создавало ООС, которая хотя и снижала уровень второй гармоники, однако это приводило к выпиранию третьей, что звука в общем не украшает.

АЧХ усилителя получилась неплохая - от 25 Гц до 38 КГц по уровню -3дБ, а если считать по уровню -5дБ, то верхняя граница простирается аж до 75 КГц !   Для усилителя собранного из дешевых китайских деталей - очень даже неплохо ! Максимальная мощность 3 Ватта при Кг 10 %, Гармоники образуют ниспадающий ряд.

achh_1w

fft_spectra_3w

Воспроизведение баса  - очень уверенное, вот картинка сигнала 10 Гц - никаких заметных искажений:

10_hz_1w

Накал 45 лампочки запитал от двух 4 АЧ 12 В аккумуляторов, через небольшой степ-даун блок.

d0b0d0bad0bad183d0bcd183d0bbd18fd182d0bed180

step_down_pcb

Аккумулятора хватает на один день работы усилителя.  Установленное напряжение блоки держат очень стабильно, ток покоя без нагрузки очень маленький - всего 3 мА.  Помех никаких, но на всякий случай на выводы катодов 45 поставил 100 мкф блокирующий электролит.

Около сетевого трансформатора установлены два реле на 2.5 вольта срабатывания,  нормально разомкнутые контакты которых соединены последовательно с сетевым выключаталем и предотвращают подачу сетевого напряжения на усилитель в случае отстуствия накального напряжения хотябы на одной из  45-х ламп.

В результате прослушивания - характер пения усилителя в сравнении с вариантом на 4П1Л стал даже лучше, особенно на классике, джазе и других легких жанрах.  Звучание очень комфортное,  гармоничное и натуральное - усилителя как бы вообще нет.   С хардроком и всем что потяжелее немного менее уверенно, но в общем тоже неплохо, особенно удивил мощный бас, которого от такого малютки и ожидать даже не приходилось.  Прослушивание было со щитом 2А12 + Висатон AL130 с последовательным фильтром настроенным на частоту раздела 700 Гц.  Прослушиваемый материал - СД диски - сонаты И.С. Баха для флейты (  Maxence Larrieu, Rafael Puyana,  Philips 1994 ) и  Pink Floyd Division Bell ( оригинал и ремэйк ).

В заключение - фото законченного усилителя с БП накала.  Проект закончен,  ”Герой” ( так я назвал этот усилитель ) подарен моему другу Игорю - ему большое спасибо за участие в проекте.

d0b3d0b5d180d0bed0b9

______________________________________________________________________________________

Однотакт на ГУ-48

Posted in Ламповый усилитель Tube amplifier, однотакт SE on October 15th, 2015 by sergei – Be the first to comment

Если погуглить эту тему, то окажется, что есть довольно много реализаций  ( вот пример )

аудиоусилителей на этой лампе, которая в принципе предназначена для выходных каскадов ВЧ передатчиков. Ее западный аналог ( вернее, прообраз ) - 833А.

d0b3d183_48_d181d0bfd0b5d186d0b8d184d0b8d0bad0b0d186d0b8d18f1

Если обобщить доступные данные по этой лампе, то получатся примерно такие характеристики

- внутреннее сопротивление Ri - 4 KОм

- коэффициент усиления  ( мю ) - 35

- крутизна характеристики - 8.75 ма/В

- напряжение накала - 10 В

- ток накала - 10 А

- максимальная рассеиваемая мощность на аноде - 400 Вт

Вот ее ( точнее, 833А ) ВАХи

d0b2d0b0d185_833d0b02

Как видно, лампочка эта правая и чтобы ее эффективно использовать без токов сетки, нужны очень высокие анодные напряжения.  Поэтому практически все мне встречавшиеся схемы используют эту лампу с пониженным анодным напряжением с токами сетки. Скажем, тогда это как бы  получится таже Г-811, только намного более мощная, с несколько  меньшим ( в 4.5 раза ) мю, но и в 7 раз меньшим внутренним сопротивлением - что в общем дает надежду на возможность намотать выходной трансформатор. Но при одном условии - не будем гнаться за максмальной выходной мощностью.

Мне когда-то друг моего брата Саши ( Володя Нилов, поклон ему ! ) подарил одну ГУ-48, которая уже лет так 7 - 8 украшала интерьер моей мастерской.  Вот наконец  протер с нее пыль и решил прогреть  просто сумашедший накал ( в максимуме аж 10 ампер,  но для начала лампу решил не мучать )  и заодно посмотреть на соответсвие ВАХам.  Собрал вот такую схемку

power_source_6c10p

Как видим, в ней из трансформаторов пока -  только накальный 50 вт торик для выпрямителей 6Ц10П. Для питания накала ГУ-48  взял импульсный блок питания с тоже импульсным понижающим блоком.

12v_20a_source

На первых порах, пока токи анода оочень далеки от пиковых 3 - 4 ампер, которые может по спецификации выдавать эта лампа,  я снизил накал до 6.3 вольт, ток при этом составил 7 ампер.  Величина переменной составляющей на накале ( катоде ) ГУ-48 составила всего 1,6 мВ ( !! ) и это без всяких сглаживающих конденсаторов и фильтров.  Приятная неожиданность.  А ток анода получился 65 милиампер при нулевом смещении на сетке - в общем,  пока все по прописи.

Продолжение будет :-) , но чуть по-позже.

,

_______________________________________________________________________________________

Однотактный 20 Ватт каскодный усилитель 6Ж8 - KT77 - 2A3 BlackBird

Posted in однотакт SE on August 17th, 2015 by sergei – Comments Off

Началом этому проекту послужил  подарок - мой знакомый Павел ( спасибо ему большое ! )  подарил мне два шасси под ламповые моноблоки, которые когда-то давно изготовил мой земляк Андрей Комаров ( не путать с Сергеем ).  Задуманы они были под двухтакт на трех парах 6П3С.  Покрутив их, я понял, что это отличный “плацдарм” для следующего проекта ! И конечно, я буду делать не двухтакт, а свой любимый каскод !

chassis_blackbirdchassis_blackbird2

И назову его именем своей любимой птицы - черного дрозда ( BlackBird ). Мне очень нравится его слегка меланхоличное пение.

blackbird_682_528672a

Должен вам сообщить, что первый блин с каскодным усилителем 6Э5П - 2А3 не получился комом http://klimanski.com/?p=4147.  Его слушаю уже полгода, его слушали мои друзья и хорошие отзывы вдохновили меня сделать более мощный и при этом более качественный усилитель, собранный по уже упомянутой мной токовой концепции управления лампой.  Напомню, что начав тему усилителей по схеме с общей сеткой я обнаружил их намного более натуральное, эмоциональное звучание, наподобие как усилители Сакумы, но без обилия  межкаскадных трансформаторов.  Напомню о принципах токового управления:

-  усилитель должен иметь выское выходное сопротивление ( ИТУН )

-  схема должна быть построена или из каскадов с общей сеткой или из пентодов;

- снижающая выходное сопротивление ООС противопоказана;

- входные каскады не должны иметь высокое входное сопротивление или должны быть построены на пентоде.

- обычный катодный повторитель должен быть исключен, кроме случаев, когда у него на входе трансформатор, или когда он находится внутри петли ПОС ( аналогично драйверу усилителя http://klimanski.com/?p=1253 );

- также нежелателен обычный каскад с общим катодом на триоде, кроме случаев когда он имеет трансформатор на входе или нагружен на каскад с общей сеткой ( каскод ).

Только не надо путать токовое управление с принципом непосредственной связи каскадов - мне так кажется, что удаление конденсаторов на пути переменного сигнала в общем мало что дает для улучшения звука ( хотя и в некоторых схемах это случается ).

Применение этих принципов меня пока не разочаровало - этот подход работает ! Мне уже удались две конструкции подряд - усилитель на 2А3 и ЦАП ( смотрите две предыдущие публикации ).

Теперь, дабы получить выходную мощность поболее, я взял выходную лампу 2А3-40 от JJ. http://www.jj-electronic.com/pdf/2A3.pdf Она рассеивает на аноде до 40 ватт и выдерживает постоянное анодное напряжение до 450 вольт.  Дополнительным плюсом этой лампочки является то, что накал всего 2.5 вольта, что сильно упрощает защиту от сетевых помех.

В качестве нижней лампы я выбрал KT77, хотя первоначально пробовал 6П20С и потом EL34.  Поет 6П20С красиво, но у нее обнаружился недостаток - она довольно сильно микрофонит. .Да и наличие верхнего колпачка на аноде тоже не радует.  EL34 уже не микрофонила, но давала нескромно большую вторую гармонику  По звуковому почерку EL34 и КТ77 оказались почти такими-же,  но у них более чем в два раза выше крутизна - а это важно для нижней лампы - это и определило выбор.

Ra выходного трансформатора выбрал также как и в первом проекте на 2А3 - пять килоом.   Расчет выполнил по своему алгоритму. Правда, для расчетов нужно знать внутреннее сопротивление каскода. Его я посчитал по замеру выходного сопротивления усилителя на 1 КГц. Для этого на вход макета подал 1 КГц, и замерил уровень выходного сигнала на выходе поочередно на двух сопротивлениях - на 8 и на 12 Омах ( выходник использовал первый попавшийся на 5 КОм Ra, главное, чтобы он выдерживал выбранный анодный ток  ). Получилось Rвых =  78 Ом. Потом умножил эту цифру на 25 ( это Ктр выходника в 5 КОм )  в квадрате - и получил, что выходное сопротивление каскода КТ77  - 2А3 составляет около 48 КОм.   Вот расчет выходного трансформатора opt_se_design_21

Исходя из расчета был выбран сердечник 12.4  квадратов - у меня есть Ш-образное железо EI130×37 ( Ш35х37-У ) с большим окном,  купил его у Аркадия Долински http://www.tubesoundelectronics.de/ - спасибо ему большое за его работу и помощь в выборе !  Были раздумия относительно секционирования. Предыдущий опыт с выходником на ОСМ0.63 привел к выводу, что две секции первички - это все-таки маловато, поэтому на этот раз решил сделать три - 1000 + 2000 + 1000 ( итого расчетные 4000 ) витков первички и между ними два слоя вторички. Вторички я люблю соединять только последовательно и поэтому мотаю максимально толстым проводом - в данном случае взял 1.5 мм по меди. Первичку - 0.28 мм по меди.  Межобмоточная изоляция - синтокартон 0.2 мм в два слоя, межслоевая - мелкая строительная сетка для снижения емкости  - смотрите мою публикацию на эту тему http://klimanski.com/?p=2932 . Индуктивность первички ( замеренная китайским метром ) получилась 28 Гн, АЧХ по уровню -3дБ от 18 Гц до 28 КГц.

Теперь о сетевом трансформаторе. Я не мог понять отчего так, но все мои попытки приобрести заводские сетевики до этого заканчивались фиаско. Да, они работают - но…. то они гудят, то греются. Теперь понимаю. Их рассчитывали грамотные инженеры, и все они намотаны по принципу экономии и сердечник там работает с максимально допустимой индукцией - ясно, для получения наивысшего КПД.  К счастью, меня КПД сетевого трансформатора вообще не интересует. Мне нужно, чтобы он не гудел и не издавал помех. Понятно, что все что нужно - снизить рабочую индукцию.  В данном проекте я испытал самый простой способ - взял 250 ватт сетевой трансформатор ОСО0.25 - 87oso_025

с первичкой на 380 вольт, отмотал всю вторичку и рассчитал  что при подаче 220 вольт на оставленную прежней первичку, он будет давать 0.28 вольта на виток. И исходя из этой арифметики намотал вторичку - 330 вольт 0.355 мм для анодного, 130 вольт 0.28мм для питания сеток и раскачки,  6.3 вольта 1.5 мм для накала КТ77  и 6Ж8, и 6.3 вольта для накала 6Н8С. Все получилось отлично ! Несмотря на питание накала 2А3 переменным током усилитель практически не фонит - можно что-то услышать только поднеся ухо вплотную к басовому динамику. А также, благодаря намотке накальной обмотки на боковых стержнях броневого сердечника - практически нет шума синфазных сетевых помех на средних частотах.  Отрицательное смещение на КТ77 сделано на отдельном печатном трансформаторе.

На картинке внизу показан первый, пока недоделанный моноблок.  У него пока нет нижней крышки (  донышка ).  Индикатор - это миливольтметр на 100 мВ, купленный в Китае, пока не закреплен и подключается к 1 Ому в катоде КТ77.  Ток каскода выставляется по этому миливольтметру  переменным резистором VR1.

black_bird_2

Пока нет декоративной отделки на нем видно, как намотана накальная обмотка для 2А3.  Моноблок уже звучит и весьма радует.  Слушаю его со своим ранее сделанным ЦАПом  ( он виден под усилителем ) и  со щитом на 4А32 с Висатоном AL130 в качестве ВЧ звена.

img_7138_1

Максимальная мощность усилителя -  12 ватт при суммарном Кг 5 % и 18 ватт при Кг 10 %.  До 14 ватт спектр гармоник образует красивый ниспадающий ряд,   далее начинают доминировать нечетные гармоники.

По ходу  доделки моноблоков буду дополнять эту статью.

С

__cascode_2a3_kt77_6c3a681_

Дополнено 25 августа 2015 года.

По какой-то причине вышел из строя трансформатор Tr2 и поэтому попробовал автоматическое смещение в катоде КТ77.  Получилось очень неплохо - суммарный Кг снизился и максимальная мощность выросла до 20 Ватт при Кг 9%.  По причине очень высокого Ri каскода,  ООС, возникающая от  150 Ом в катоде  практически не влияет на усиление. Но изменился вид спектра гармоник, хотя звучание в общем изменилось незначительно - стало чуть четче и детальнее на тяжелых жанрах и чуть аналитичнее ( но в общем достаточно красиво ) на классике.  Полоса пропускания на уровне - 3Б от 18 Гц до 32 КГц.

blackbird

Мне самому не очень нравятся “кавказские горы” на высоких частотах.  Пробовал задавить резонансы  RC - цепочкой параллельно первичке выходного трансформатора,  но это привело к явно более унылому безликому звуку, поэтому  учитывая прекрасное звучание усилителя, я решил пока оставить все как есть.

Максимальная мощность при 10 % Кг увеличилась до 20 ватт.

Вот схема  ( без БП ).

auto_bias_1

Немного улучшил внешний вид усилителя - поставил донышко с ножками и с ручками по бокам ( из мебельного магазина ) - теперь переносить усилитель стало легко и удобно.

black_bird3

Пока строю второй моноблок и понемногу дорабатываю этот.

Дополнено 18 декабря 2015 года.

Перемотал выходной трансформатор.   Немного увеличил количество витков первички, схема намотки оставил ту же 1 - 2 - 1 - 2 - 1.   Первая секция первички 1200, вторая 1890, третья - 1200, итого 4290 витков.   Диаметр провода первички - 0.28мм, вторичка - 1.25мм. Только на этот раз вдобавок к синтокартону 0.2 мм добавил еще слой медной фольги между первичкой и вторичкой.  Кроме того, для снижения динамической емкости, все слои первички намотаны в одном направлении - то есть с возвратом каретки укладчика после окончания каждого слоя.

Этот комплекс мер дал наконец-то более-менее удовлетворительную АЧХ без резонансов.  В звучании это сказалось в значительном улучшении динамики усилителя. В остальном каких-либо изменений я не услышал.

bb_demp

Этот усилитель занял свое место в моей мастерской на даче в комплекте со щитами 2А12 - Visaton AL130. Как вы понимаете,  он имеет очень высокое выходное сопротивление ( около 100 Ом ) и пришлось проделать немалую работу по его стыковке с акустикой.  Об этих щитах я еще напишу поподробнее,  но не здесь - смотрите чуть позже а разделе Акустика - думаю в январе уже напишу.

Теперь я полностью доволен резульатом и проект считаю завершенным и очень и очень удачным. Спасибо огромное всем, кто мне в этом помог.  Черный дрозд запел всем на радость.

_________________________________________________________________________________

8 Вт однотактный каскодный усилитель 6Э5П - 2A3

Posted in Ламповый усилитель Tube amplifier, однотакт SE on February 14th, 2015 by sergei – Comments Off

Этот усилитель несколько необычен.  Он собран по топологии каскода - входная лампа ( 6Э5П ) внизу и работает в тетродном включении ( что несколько необчно для каскода ), а выходная ( 2А3) включена по схеме с общей сеткой, как в классическом каскоде.   Результатом такого включения явилось то, что усилитель имеет очень высокое выходное сопротивление - около 100 Ом.  Для чего нужен усилитель с таким высоким Rout ? Понятно, что не для акустики, которая в большинстве своем сделана для полупроводниковых усилителей с нулевым выходным сопротивлением. Вы наверно знаете, что я большой любитель открытых акустических оформлений, в основном, на широкополосниых динамиках. Вот для них ИТУН ( источник тока, управляемый напряжением ) - самое то.

Опыты со схемами подобного типа я уже описывал в более ранних публикациях.  В этой статье описан законченный, упакованный в корпус усилитель на выходной лампе 2А3, с максимальной выходной мощностью 8 ватт. И это при рассеиваемой на аноде 2А3 мощности в 16 ватт. Да, это является еще одной особенностью схем данного типа - из выходной лампы удается “выкачать” мощность, равную половине рассеиваемой на аноде. Правда, расплатой за это является несколько бОльшая мощность, потребляемая от драйвера, и несколько более высокий Кг, о чем лично я не особо печалюсь, потому что меня интересует пение усилителя а не его  технико-экономические показатели.

О схеме.

cascode_2a3_6d18d5d0bf_62

Кака видим, она предельно проста. Выходной трансформатор должен быть намотан как для пентода ( без ООС ), его минимальная индуктивность первички ( измеренная обычным китайским тестером индуктивности ) должна быть не менее 35 Гн.  Его Ra 5КОм, но ввиду высокого Rout усилителя, очень полезно иметь несколько выходов - на 4 и 8 Ома, и к конкретной акустике выбирать лучший по звучанию.  Батарейка в сетке 6Э5П -  на 1.5 вольта от часов.  Дроссель в питании экранной сетки 6Э5П  намотан на полуваттном резисторе МЛТ R8 эмалированным проводом примерно 0.3 мм, около 10 - 15 витков.   Важно, чтобы он был припаян как можно ближе к лампе, лучше всего прямо к выводу второй сетки на панельке - 6Э5П  лампа высокочастотная и склонна к самовозбуждению. Это же правило касается и резистора  R9.  Резистор R15 по сути не нужен, я его использовал для более удобного контроля тока экранной сетки.

Блок питания:

cascode_2a3_6d18d5d0bf_4_cpu11

Он собран по классической кенотронной схеме, сюда вместо 5Ц3С можно поставить и 5Ц4С, но мне первый по звуку нравится больше.  Конденсаторы С4 и С9 -  на 630 вольт пленочные, если есть место, С9 можно взять такой же как и С4. Электролиты С1 - С3, С5, С6 обычные на 350 вольт. Стабилизатор напряжения на вторых сетках 6Э5П выполнен в виде параллельного стабилизатора на транзисторах КТ854А, на базовую цепь которых включен стабилитрон 1N5386 на 180 вольт. По причине того, что они заметно шумят, параллельно им включен помехоподавляющий конденсатор С7,  С8.

d0bad0bed0bdd0b4_d0bfd0bed0bcd0b5d185d0bed0bfd0bed0b4

Схема коммутации выводов ТА174  ( обмотки вторички на 25 вольт не задействованы ) и блок фильтров для защиты от сетевых помех.

filter_220picture_filter

Диоды выпрямителя для питания сеток - на диодах Шоттки C3D03060.  Все резисторы ( кроме экранных к 6Э5П - это был полуваттник МЛТ ) я ставил двухваттные китайские металлоксидные ( и в усилитель тоже ) - они очень нейтральны для звука и не шумят.

resistors

Сетевой трансформатор - ТА174. Мне повезло, что попался добротный трансформатор, который не гудит. Нагружен он тут по максимуму, но у меня другого не нашлось, поэтому если вы можете поставить трансформатор с запасом ( 100 - 150 ватт ) - это не помешает. Накальный трансформатор для 2А3 - это 30 Вт тор для галогенок, у которого перемотана вторичка.  Такой же тор использован для питания накала 5Ц3С. Накал 6Э5П питается постоянным током от выносного БП, в задней панели для этого имеется разъем.

Выходные трансформаторы я приобрел готовые LM2014-U на  на сайте

ht tp://www.vt4c.com/shop/program/main.php?cat_id=30&group_id=7&hit_cat=

Конечно можно было намотать самому, но моей целью было изготовить законченную конструкцию сделанную по новой концепции токового управления лампами, на качество и нюансы я пока не обращал особого внимания - доводкой и улучшениями можно будет заняться впоследствии.

Ток покоя каскода при правильно собранной схеме и исправных деталях автоматически должен установиться на уровне 45  - 55 мА.  Ток можно контролировать по падению напряжения на резисторе R14 и оно должно быть примерно 0.6 вольта.  Из ламп использованы 2А3 Совтек, но можно брать от любого другого производителя. Можно также брать  и 6С4С, правда, тогда ее накал надо питать постоянным током.  6Э5П к сожалению заменить особо нечем, но лампочка это доступная и если поискать, всегда найти можно.

Однако несмотря скромную простую схему и небольшую выходную мощность,  прослушивание очень порадовало. В процессе сборки я слушал этот усилитель со щитом ( его макетом, точнее ) на широкополоснике 4А32 и среднечастотнике Висатон AL130.

ob_4a32_al130

Блок фильтров к этому макету пока не доделан, поэтому описывать его здесь не буду. Скажу только о своем впечатлении  ( и впечатлении моих друзей ) от прослушки

1.  прозрачная, детальная середина, выпуклая и объемная

2. великолепный, мощный, глубокий бас

3. четкие, детальные верха.

4. Отличный тональный баланс.

5. Намного более высокая максимальная мощность ( 8 ватт ) по сравнению с использованием 2А3 в классической схеме с общим катодом ( 3.5 ватта )

Из недостатков могу отметить невысокую динамику. Причина мне пока недостаточно ясна, возможно виной тому серийные выходники и, как следствие, не очень широкая полоса пропускания.  И из-за питания накалов 2А3 переменкой в колонках, если приложить ухо, немного слышен низкочастотный фон. Так что есть что улучшать.

И в довершение, картинки самого изделия в корпусе.

2a3_6e5p_amp1

img_7049_2_1 Новый усилитель на верхней полке. Справа видны серийные колонки, с которыми было сделано пробное коллективное прослушивание. Надо отметить, что усилитель  с этими экземплярами акустики справился на ура.

Большое спасибо всем, кто участвовал в обсуждении проекта этого усилителя в клубе дийаудио http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=4020.0 а также тем, кто принял участие в прослушивании.

.

.

*********************************************************************************************

Каскодный выходной каскад на 211 лампе

Posted in Ламповый усилитель Tube amplifier, однотакт SE on August 31st, 2014 by sergei – Comments Off

Продолжаю начатую тему токового управления лампами. На форуме дийаудио.ру мне посоветовали попробовать каскод.

cascode

Хотя первый этаж каскода управляется все также по-старинке - как и каскад с общим катодом - то бишь потенциалом, я все-таки решил попробовать его в выходном каскаде. Особенно - учитывая восхищенные отзывы тех, кто это уже делал :  http://hiend.borda.ru/?1-12-0-00000092-000-0-0-1390756420 . (  Спасибо Виталию Калашникову за ссылочки и идеи, это мне очень помогло ! )  Но для каскода нужен высоковольтный блок питания, что само по себе - задача непростая.  Недавно наконец сделал достаточно ( как мне кажется ) хорошего качества высоковольтный блок питания и работа пошла вперед.

psu_6d22s

Схема пока только принципиальная, обвязка для снижения помех здесь не показана - ее можно увидеть в конце этой статьи.  Лампа 6Д22С очень хороша в смысле задержки и плавной подачи анодного - после включения напряжение достигает номинального только через 30 - 40 секунд - за это время как правило, успевают прогреться катоды всех ламп нижнего этажа.

И таким образом,  появилась возможность запитать каскодный выходной каскад на очень интересной лампе - 211 - любимице знаменитого Сакумы.   ( На картинке ламочка почему-то получилась лежачей - кликните по ней, и она примет рабочее положение… )

tube_2111

Внутреннее сопротивление этой лампы составляет около 3.6 КОм, и выходный трансформатор должен быть минимум 10КОм, а рекомендуют 12 - 13 КОм. Намотать такой выходной трансформатор очень непросто. И решил сделать на этой лампе каскод - в надежде, что пентодный характер ВАХ позволит упростить намотку трансформатора ( в смысле секционирования ) ,  а в качестве нижней лампы каскода использовать другую известную прямонакальную лампу 2А3 и на раскачку им - 4П1Л. Вот что получилось:

cascode_211_2a3_4p1l

Здесь в качестве выходного был использован трансформатор 6К от Аудиоинструмента ( TWB50 ) с сечением 13 кв.см. и индуктивностью первички 45 Генри.  Бас выдает 12 Гц на уровне минус три дБ.  По выским все несколько хуже, но причина ясна - трансформатор намотан с секционированием под триод,  что для каскода не годится. Надо будет перематывать. Но для предварительных экспериментов сойдет.

Вот спектр гармоник при 3 ваттах на выходе - относительно первой - вторая минус 26дБ, третья менее 57 дБ, остальные не видны.

1vinp_3wout_cascode_1st11db_sec_minus_15db

Схемка эта выдает 12 ватт звуковой мощности на 8 Омах, доминирует вторая гармоника, на максимальной мощности есть еще третья ( на 15 дБ меньше второй ), остальные ( высшие )  быстро уменьшаются до ничтожных значений. Вот спектр при 12 ваттах на выходе:

cascode_211_12w_opt_2nd_17_3rd_32_db

Выходное сопротивление усилителя ( замерено при 1 ватте на выходе ) составило 22 Ома, что приближает его к пентодным УНЧ.

Послушал я его на широкополоснике 4А32 в ОЯ и понял - “пентодный” выходной каскад на триодах - это очень интересная тема !  Бас и ВЧ просто идеальны, объем есть даже в моно варианте. Слушал  неотрываясь “Петрушку” и “Жар-птицу”  Стравинского”, потом - для контраста - своего земляка Хламкина. Чудесно.

Еще немного цифр. Теоретически мю эквивалентного пентода в каскоде равно произведению мю составляющих триодов - в нашем случае это 3.5 ( 2А3 ) умножить на 12 ( 211 ) получаем 42. Фактически по замеру коэффициент усиления собранного мной каскода по напряжению составил 15, откуда из известной формулы Ку = ( мю * Ra ) / ( Ra + Ri ) можно вычислить Ri эквивалентного пентода ( подставляя в качестве Ra = 6000 ) - получается 11 КОм. Размышляя по аналогии с методикой подбора Ra выходного трансформатора для пентода, когда Ra = 0,1 - 0,2 Ri можно подумать, что для указанной схемы Ra в 6 КОм не является оптимальным.  Поставив вместо 8 Ом нагрузки 4 Ома, я получил таким образом с тем же выходным трансформатором Ra = 3 КОм и сделал замеры. Увы, это не привело к росту выходной мощности и снижению Кг - а как раз напротив.  Тогда тем же методом ( поставив нагрузку 12,7 Ома на выход транформатора ) и увеличив таким образом Ra до 9.5 КОм, получилось, что выходная мощность увеличилась до 20 ватт ! Правда, это при 3.5 Вольтах переменки на входе. С Ra=9,5 KOm первый ватт получается кристально чистым - только вторая гармоника минус 34 дБ от первой - остальных нет вообще ( на уровне минус 60 дБ ). Отсюда вывод - хотя каскод по внутреннему сопротивлению и коэффициенту усиления и приближается к пентоду, но его поведение в УНЧ несколько отличается:

- каскод в отличие от пентода плохо работает на анодную нагрузку Ra меньшее Ri ;

- в спектре гармоник каскода практически отсутствуют высшие гармоники, на максимальной мощность есть только третья.

- в спектре каскода довольно велика вторая гармоника ( около минус 35 дБ от первой  при 1 ватте на выходе )

Последняя особенность не должна каким-то негативным образом сказываться на звучании каскода, потому что как это хорошо известно, особенностью слухового восприятия человека является невосприимчивость к наличию второй гармоники до очень высоких уровней ( по данным разных исследователей, этот порог может быть до 10 - 20 % от уровня первой ).

Общей чертой каскода и пентода ( по измерениям этой работы ) является возможность легко, не заходя в область сеточных токов, получить выходную мощность до 30 % от рассеиваемой на аноде лампы.

Единственным, на мой взгляд, недостатком каскода является необходимость высоковольтного источника питания.

По звучанию схемы.  Слушал на простом щите, основной динамик - 4А32 и + Висатон AL170.   Учитывая несовершенства выходного трансформатора серьезных выводов, к сожалению, сделать нельзя. Из того материала, который я смог к этому времени послушать, по звуковому почерку каскод ( на мое ухо ) пентод уже оставляет позади. Если на малой громкости звучание в чем-то похоже, то по мере поворота рукоятки РГ, звук пентода часто становится немного резким и колючим. Каскод этим не страдает совсем. Теперь нужен хороший выходной трансформатор, намотанный под пентод, его Ra, видимо, все-таки должен быть около 10К.

Оказалось, что такой выходной транс у меня уже есть - мною собственноручно  намотанный под ГУ-13 в пентоде  ( его Ra как раз 10К,  первичка индуктивностью 65 генри, 4800 витков из двух одинаковых секций ,  на железе от ОСУ0.63   http://klimanski.com/?p=2932. )  Вот эти красавцы

img_5713_oba_gotovi

И скорректированная схема

cascode_211_2a3_4d0bf1d0bb_2

Если на вход этой схемы подать 3 вольта переменки, то выходная мощность получается 28 ватт при Кг менее 5%, причем доминирует вторая гармоника, а третья на 15 дБ ниже, остальных нет на уровне минус 50 дБ. Картинка спектра очень похожа на приведенную выше для 12 ватт. И  обращаю ваше внимание на то, что рассеиваемая на аноде 211-ой лампы мощность в выбранном режиме покоя - всего 58 ватт ( это при максимальной рассеиваемой мощности на аноде 100 ватт ! ).

Захотелось снизить анодное и выбрать более доступные лампы. Но выбор ограничен линейностью ламп. Если уже с такими высоколинейными лампами как 2А3 и 211 получается 35 дБ второй гармоники, то что будет с обычными кривым лампами как 6П3С ? Ужас будет !  Поэтому я решил начать с замены 2А3 на 6П31С. Вообще ходят слухи о рекордной линейности строчных ламп раскачиваемых по второй сетке.  Надо попробовать ! И собрал для начала вот такое:

cascode_211_6d0bf31d181_6d0b311

Схема играет и звучит очень достойно ! Выходное сопротивление с одновременной раскачкой по первой и второй сеткам - 90 Ом, а вот если качать только по второй - то 104 Ома !  И полоса по частоте очень даже хороша - на уровне -3дБ от 18 Гц до 45 КГц.  Но вот с линейностью пока плохо. По крайней мере хуже, чем у 2А3.  Поэтому нашел в закромах 6П42С и попробую пытать по второй сетке ее.

Вот полная схема блока питания. Да, он получился по размерам довольно громоздкий, но иначе, увы,  избавиться от сетевых  и помех от переключения диодов нет возможности - при таких напряжениях все проблемы с помехами растут в геометрической прогрессии. Но разве поборникам хорошего звука габариты БП - проблема ?

psu_6d22s_1300v_120ma

О деталях БП.  Дроссели от Аудиоинструмента, сетевик - ТА258, накальные трансформаторы для 6Д22С раздельные. Конденсаторы удвоителя на 20 мкф -  К75-40.

http://www.cqham.ru/forum/attachment.php?attachmentid=61127&d=1282332662

Трансформаторы ВЧ фильтров - ферритовые кольца, изолированные пластмассой,  похожие бывают в импульсных БП. Они могут быть самой разной конструкции - но важно, чтобы секции двух одинаковых обмоток были тщательно изолированы - напряжение между ними  может достигать 2 КВ.

Далее, в порядке следования на картинках - проходные конденсаторы - КБП-С на 1600 вольт, конденсаторы сетевого фильтра - Х2 0.47мкф на 275 вольт переменки и конденсатор МКР 50 мкф на 1500 вольт.

MKP-Capacitor-rad-10-F-1500V-DC-22-5mm-C44ASGP5100ZA0J-10uF

От электролитов отказался совсем, фильтрация достаточна даже для однотакта - фона нет.   Вот так выглядел макет БП

6d22s_doubler_1300v

Для тех, кого заинтресовала тема каскодных усилителей поделюсь ссылкой на очень полезную книжечку Ложникова А.П. и Сонина Е.К.  http://www.radiolibrary.ru/library/mrb/mrb-0561.html - там она в формате .djvu.

Внимание ! Хочу предупредить,  что каждый читатель, который захочет изготовить устройства из моего блога должен понимать, что любые электрические схемы с питанием от бытовой сети, а особенно в случае напряжений порядка киловольта и более, требуют определенных навыков в работе с электричеством и несут в себе серьезную опасность поражения электрическим током, и поэтому все свои действия с приведенными схемами читатель блога делает на свой страх и риск.   Автор блога не несет ответственности за возможные последствия ( такие как причинение вреда своему здоровью, здоровью окружающих и материальные убытки любого рода ) которые явились результатом применения указанных в блоге схем и советов, в том числе и за использование содержащейся в блоге информации не по назначению.

***************************************************************************************************