Входной трансформатор на все случаи жизни

Хочу поблагодарить Александра Резвой за его любезное согласие опубликовать в моем блоге свои статьи. Сейчас вашему вниманию – первая из них. Публикую эти статьи потому что они созвучны моему восприятию и философии построения аудиосистемы. Свои отзывы можете отправлять непосредственно Александру rezv@inbox.ru

Использование в качестве входного устройства согласования и регулирования усилителя трансформатора-аттенюатора позволяет решить массу задач, например, повысить амплитуду входного сигнала, гальванически развязать источник сигнала и усилитель, осуществить преобразование сигнала в два противофазных для возбуждения двухтактного усилителя .
Однако изготовление таких трансформаторов весьма затратно как по времени, так и по материалам. Поэтому было принято решение создать максимально универсальную конструкцию выносного блока трансформатора-аттенюатора (ТА) с возможностью использования как с SE так и с PP усилителями, в том числе и однокаскадными.
ТА намотан на пермаллоевом (мю=20000-25000) тороидальном сердечнике размером 5,0х3,0х1,5 см . Сердечник разделяется щёчками из картона на две равные половины, к нему прикрепляется заземляющий провод, затем сердечник изолируется фторопластовой плёнкой. Намотка начинается с вторичной обмотки . Отводы имеют неравномерный шаг ( таблица расчётов приводится ниже).
Начинается намотка с секций с наибольшим числом витков. Витки секции распределяются равномерно по длине намотки (половина туда – половина обратно) . В качестве обмоточного выбран эмаль-провод диаметром 0,25мм. Отводы сделаны тонким многожильным проводом во фторопластовой изоляции. Вторая половина вторичной обмотки наматывается в противоположном направлении. После намотки обмотка проваривается в смеси парафина и воска (1:1). Затем щёчки подрезаются до высоты обмотки и она изолируется фторопластовой лентой. Поверх следует намотать экран из медной или алюминиевой фольги изолированной с обеих сторон скочем. Затем следует изоляция из фторопластовой ленты. Первичная обмотка намотана проводом ПЭЛШО 0,25мм и содержит 700 витков с отводами от 400, 500 и 600 витков. Обмотка изолируется слоем фторопластовой ленты и слоем лакоткани. После намотки трансформатор ещё раз проваривается в смеси воска и парафина. Трансформатор помещается в магнитный экран из пермаллоя или трансформаторной стали.
Для переключения отводов вторичной обмотки использован переключатель на 23 положения и 4 направления, для первичной – на 4 положения ни 2 направления. (Схема прилагается) Входные разъёмы гнёзда RCA, выходные – 5штырьковые гнёзда CANON. Выходные разъёмы распаяны на самодельный экранированный кабель длиной 0.7м, содержащий две витых пары и нулевой провод.
Конструктивно ТА выполнен в виде блока 120х120х210мм, на передней стенке которого располагается переключатель-регулятор уровня, а на задней – входные и выходные гнёзда, переключатель отводов первичных обмоток и клемма заземления. Переключатель отводов вторичных обмоток экранирован медной фольгой, кроме того имеется общий экран всей конструкции. Корпус изготовлен из 12мм фанеры и оклеен кожзаменителем ( фото прилагаются).
Коэффициент трансформации: 1,78
2,08
2,5
3,12
А при совместном включении обмоток: 3,56
4,16
5,0
6,24

Нижняя частота по уровню –3дБ (Rвых=200 Ом, малый сигнал) соответственно: 2.0 Гц
3,0 Гц
4,0 Гц
6,0Гц
Верхняя частота по уровню –3дБ при использовании одной обмотки: 82 кГц
двух обмоток: 20 кГц
ТА прослушивался с однокаскадным PP усилителем на EBL21, однокаскадным SE на 6AG7 и двухкаскадным SE на 21LR8.
Описание и схему усилителя на EBL21 смотрите в последующей статье “Почти правильный РР” http://klimanski.com/?p=3430.

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

Предварительный усилитель на лампе 4П1Л

У меня есть моноблоки на лампах 6С33С http://klimanski.com/?p=1253, которым, понятно, нужен предусилитель-коммутатор – как мне показалось – со следующими функциями и параметрами:
– регулятор громкости
– регулятор стереобаланса
– коммутатор пяти входов ( для винила, СД, тюнера, ЦАП от компьютера и ДВД ).
– низкое выходное сопротивление
– высокое входное сопротивление
– высокая линейность
– невысокий коэффициент усиления ( не более двух ).

Структура построения аудиоканала выбрана такой – коммутатор входов – усилительная лампа, трансформатор ( TZ6L ) регулятор громкости и баланса – выход. Коэффициент трансформации выбран 1 к 5, то есть понижающий для снижения выходного сопротивления каскада. Трансформаторы были сделаны на заказ в фирме Аудиоинструмент.
Было много сомнений по поводу выбора лампы. Сначала думалось взять 6Н3П, 6Н23П, 6Н6П или аналогичные для обеспечения низкого внутреннего сопротивления Ri, что очень желательно для TZ6L с Ra в 10К. Но все указанные лампы не блещут линейностью, а для случая, когда на сетку подается полная амплитуда входного сигнала ( регулятор громкости-то – потом ! ) это очень важно. Выбор пал на 4П1Л, особенно после многочисленных публикаций на www.diyaudio.ru хороших отзывов об этой лампе. К тому-же – это прямонакал. Рабочая точка видна на графике – ток анода 11 мА, напряжение на аноде – 130 вольт.
4p1l_pred
Схема получилась такая:
pred_4p1l1
Регулятор громкости – потенциометры ALPS, их номинал выбран из того, что удалось купить на рынке, хотя номиналы конечно можно снизить до 1 – 2 КОм. Конденсатор С2 в стабилизаторе на LT1084 – танталовый, блокировочный конденсатор в катоде – МКР 100 мкф на 100 вольт.
Блок питания – раздельный для анодного напряжения и накала. Анодное питается от двух обмоток по 110 вольт и двух германиевых диодах Д7Г, нагруженных на 20 мкф конденсатор МБГО-2, и после дросселя от осциллографа – электролит 1000 мкф на 250 вольт, а блокировочные по ВЧ к нему конденсаторы К73-11 1 мкф на 400 В установлены непосредственно на выводах первички трансформатора TZ6L.
Накал питается от 20 ватт тора 220/12 , который был перемотан под две вторички по 5.5 вольта. Выпрямитель – простой мост на 200 вольт 6 ампер. Остальное понятно из схемы.
Корпус из нержавеющей стали мне сделал на заказ Алексей Банин, за что ему большое спасибо.
Фото самого усилителя.
img_5757_preamp_4p1l
img_5771_preamp_4p1l
Замеры уровня гармоник сделаны на уровне на входе 2 вольта, получилось, что 3я гармоника была чуть выше второй – картинку загружу позже. АЧХ ровная, на уровне минус три дБ от 2 Гц до более 100 КГц.
4p1l
Общий коэффициент передачи предусилителя при положении регулятора громкости на максимуме – 1.8 раза.
Теперь о звуке. Испытано на колонках – открытые щиты на китайском широкополоснике от Цaо с активным басовым оформлением на Eminence Alpha 15. Источник – СД Денон с ЦАПом от Аудиоинструмента ( c ламповым выходом, на фото он не виден ). Материал:
1. Русская фортепьянная музыка в исполнении Виктора Рябчикова, СД к журналу “Стерео”
2. Marc Koch, Walking in Memphis, Gold CD.
3. Profetmaster, тест-диск нр 2
4. Чайковский Франческа да Римини SimphonieOchester des Bayerischen Rundfunks, дирижер Марис Янсонс.
5. Карл Хламкин, СД диск.
Звук очень порадовал детальностью и прозрачностью и отменной динамикой, это было слышно даже сквозь оконечник на 6С33С – был слышен характерный почерк прямонакала. Баса не очень много, но он четкий, динамичный и глубокий. Жанры – все без разбора великолепно ! Особенно порадовал фортепьяно и вокал, хотя и Хламкин (кстати, это мой земляк – из Болдерая ) звучал отменно.
Хочу поблагодарить Сергея Глазунова за отличного качества трансформаторы и очень хороший ЦАП.

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

Каскад на 6Н8С с общей сеткой и эмиттерным повторителем на входе

Некоторое время обратно я сделал ламповый усилитель с каскадом с общей сеткой на 6Г1 и 807 лампе http://klimanski.com/?p=1336 .  Проблемным моментом было низкое входное сопротивление входного каскада.  К тому же,  моделируя каскад с общей сеткой на TubeCad я обнаружил, что даже небольшой величины  последовательно включенное сопротивление во входную (катодную )   цепь каскада с общнй сеткой ( КОС )  очень сильно увеличивает выходное сопротивление каскада – а это плохо сказывалось на передаче баса.  Ну так как в общем и целом звучание упомянутого  макета усилителя меня  очень вдохновило, я решил продолжить работы по усовершенствованию входного каскада.

Наиболее простым способом увеличить входное сопротивление лампового КОС – поставить на вход эмиттерный повторитель. Похожим образом решил эту проблему и Розенблит в своем известном предусилителе на лампах с общей сеткой – он поставил на входе катодный повторитель. Но несмотря на свое пристрастное отношение к лампам, я не пошел этим путем – позднее объясню, почему. Вместо этого я вспомнил проект гибридного усилителя на германии http://klimanski.com/?p=605, нашел в спичечном коробке давно хранившийся германиевый транзистор МП37Б и собрал вот такую вот схемку:

mp37_gg

Замерил параметры схемы.  Входное сопротивление – оно оказалось почти  как это предсказывает теория эмиттерного повторителя: Rin = Rk*(h21 +1 ).  Замеренный тестером коэффициент передачи моего МП37Б оказался равен 62, правда, я не очень доверяю этой цифре, так как спецификация на МП37Б  дает диапазон от 25 до 50. Взяв худшее из возможных значение h21 и умножив на сопротивление катодного резистора  получим 39 килоОм. Замеренное Rin оказалось 34 КОм – замер сделан по падению уровня сигнала от последовательно включенного в цепь базы резистора.   Выходное сопротивление – определено по падению уровня сигнала на резисторе R6  – получилось 3.5КОм.

Полоса пропускания оказалась очень неплохой – минус один дБ  от 10 Гц до 60 КГц. Общий коэффициент усиления по напряжению – 10.

И две картинки – спектр гармоник и АЧХ при 7 вольт на выходе ( 0,7 вольт на входе ):

sh_2013_0002_2

sh_2013_0002_3

Уровень второй гармоники весьма высок – минус 30 дБ от уровня первой, остальные гармоники  не видны до уровня минус 60 дБ кроме девятой – предполагаю, что это артефакт, надо будет перепроверить.

Немного усовершенствовав схему, и поставив транзистор с более высоким h21э удалось снизить уровень второй гармоники до нормального уровня в минус 45 дБ:
gg_d0b3d182404
Полоса пропускания осталась прежней, коэффициент передачи каскада увеличился до 18 раз.
Результат проектирования этого каскада в TubeCad
reportprinter-report
**********************************************************************************

Фазоинвертор с разделенной нагрузкой на пентоде 6Ж8

Продолжил свои опыты начатые еще года два обратно. http://klimanski.com/?p=118. Тогда был сделан ФИ на 6Ж4 и, в принципе, было доказано, что схема рабочая. Но ее характеристики удовлетворить не могли, и вот сейчас удалось положение несколько улучшить.
Сначала напомню, что подача сигнала между первой сеткой и катодом этого типа фазоинвертора приводит к тому, что он начинает еще работать и как усилитель, ведь если сигнал подавать так, как это делается в классическом ФИ с разделенной нагрузкой ( то есть между первой сеткой и общим ), то тогда коэффициент усиления получается около единицы. Точнее – Кус=мю*R/(R*(2+мю)+R), где R – сопротивление плеча в аноде или катоде, мю – коэффициент усиления лампы.
Почему я снова взял пентод, а не триод. Причин несколько. Во-первых, у пентода есть вторая и третья сетки, которые можно использовать для ООС и для поиска режимов с минимальными искажениями. Во-вторых, опять-таки наличие второй сетки дает дополнительные возможности для симметризации каскада относительно общего провода. И я сделал вот такой вот макет.
d180d0b0d181d0bfd180d0b5d0b4_6d0b68
Чтобы подаваемый на вход сигнал не имел общей земли, был подключен входной транформатор 10К/10к, то есть один к одному. Ламповый каскад в данной схеме имеет очень высокое входное сопротивление и меньшую по сравнению с триодом входную емкость, поэтому в принципе можно ставить трансформатор с повышением.
Третью сетку сначала пробовал подключать к катоду. Странно, но Кг при этом увеличился, и довольно значительно, остальные параметры ощутимо не изменились.
Результаты замеров. Выходной сигнал замерялся дифференциальный между выходами. При подаче на вход 1.36 вольта, на выходе получаем 30 вольт, то есть Ку=22. Максимальный неискаженный сигнал на выходе – 40 вольт. Результаты замера гармоник при 30 Вольт на выходе ( первая принята за ноль ), вторая минус 36дБ, третья минус 55дБ, 4-я и пятая менее минус 60дБ остальных не видно. Налицо прогресс – такое включение привело к значительному снижению Кг, причем явно доминирует вторая гармоника, третья всего лишь 0.2% – а ведь замер сделан на уровне сигнала, близкого к максимальному и без ООС. Вторую гармонику можно снизить, дополнительно сбалансировав ток катода подбором номинала катодного резистора, но из-за того, что ток второй сетки протекает через катодный резистор, совсем устранить ее не представляется возможным. В случае если конденсатор С4 не ставить, вторая гармоника снижается до уровня минус 45 дБ, но снижается и чувствительность – для получения 30 вольт на выходе на вход надо подать 1.95 Вольта.
Полоса пропускания снизу ограничена RC цепочкой на выходе и составляет на уровне минус 1 дБ от 30 Гц до 43 КГц, на уровне минус 3 дБ – от 10Гц до 53 КГц.
Планирую подключить данный ФИ к выходному каскаду на EL34, ООС думаю подавать с выходного трансформатора на вторую или третью сетки 6Ж8. Посмотрим что из этого получится.

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

Китайское чудо. Предусилитель на 6Н3П. Matisse 6N3 buffer




Недавно я приобрел на e-Bae уже собранную платку в комплекте с трансформатором

http://www.ebay.com/itm/High-quality-Buffer-6N3-Tube-Preamp-AMP-Matisse-Kit-220v-transformer-/251012563071?pt=Vintage_Electronics_R2&hash=item3a7183c07f

так что осталось только все соединить и можно слушать. Лампы в комплекте были 6N3 китайские, я их и оставил. Чтобы эксперимент был чистым, я не стал сначала расшифровывать схему, а сначала прослушал. Оконечный усилитель – американский ламповый EL34 Dynaco ST-70 ( улучшенный VTA board 12AT7 ). Сигнал подавался с СД плейера Денон. Колонки – ОЯ с широкополосником от L.Chao. Все звучит просто отлично, особенно отмечу точную передачу нюансов на малой громкости. Слушал фортепьянные произведения Шопена, Бетховена, потом для разнообразия поставил l’Animale А.Челентано. Тональный баланс – безупречно во всем диапазоне, эмоционально – точно и увлекательно. В общем, понравилось настолько, что сразу решил поделиться с моими читателями – очень рекомендую ( не Челентано, конечно – предусилитель ! ) В заключение – схема. Только не падайте в обморок ! Два банальных каскада с общим катодом. А сколько межкаскадных конденсаторов ! Ну – и в довершение – еще и ООС ! buffer_6n3

Это еще один перл в мою копилку примеров разрушения мифов и примеров того, как грамотным подбором из простых деталей делается хай-энд ( ну, или хотя бы хай-фай….. ).img_5451_2

Если бы эту схему показать апологету современного подхода к аудиосхематике, то я предполагаю, что он бы сделал бы следующие “улучшения” – сопротивление R1 увеличил бы до 470 К, сопротивление R2 уменьшил бы до 10 – 30 К, ООС вообще бы убрал, вторую половинку лампы включил бы катодным повторителем убрав бы при этом межкаскадный конденсатор С2, и, в довершение, вместо 0,47 мкф на выходе поставил бы 4.7 мкф. Ну, и регулятор громкости – конечно, на вход. И получил бы очередной экземпляр современных “шедевров”, которые при убаюкивающе высоких электрических параметрах дают как правило, скучный безжизненный звук ( правда, со всеми там высокими – низкими, динамикой, напором, детальностью и т.п. эпитетами ), и скорее всего, с плоской сценой. В свое время я сам наклепал таких “шедевров” немало, и все удивлялся, а где же этот хайэндовский звук ??? А он не там, где его ищут некоторые сторонники следования букве теории. Он с теми, кто ушам доверяет больше, чем приборам.