Однотакт на ГУ-48

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 – KТ66 – 2A3 “BlackBird”

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 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 EI130x37 ( 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 при наименьших затратах на медь и железо.  К счастью, меня КПД сетевого трансформатора и его вес вообще не интересуют. 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 подсчитывая витки 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.

На картинке внизу показан первый, пока недоделанный моноблок.  У него пока нет нижней крышки (  донышка ) и колпаков на трансформаторах.

black_bird_2

Пока нет декоративной отделки на нем видно, как намотана накальная обмотка для 2А3 ( красный провод на боковых стержнях сетевика ).  Моноблок уже звучит и весьма радует.  Слушаю его со своим ранее сделанным ЦАПом  ( он виден под усилителем ) и  со щитом на 2А12 с Висатоном AL130 в качестве ВЧ звена.

2a12_blackbird

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.

 

Дополнено 25 августа 2015 года.

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.

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.

Дабы побороть “кавказские горы” на АЧХ, 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

Однако несмотря на красивую АЧХ, де факто на прослушивании фонограмм я услышал посторонние призвуки – как показалось, это были резонансы внутри трансформатора. Поэтому я решил все-таки выходные трансформаторы пропитать. Парафин, церезин, смолу и тому подобные пропитки я использовать не решился по причине их легкоплавкости и низкой механической прочности, а остановился на пропиточном электроизоляционном лаке МЛ-92.  Технология пропитки описана на форуме дийаудио.ру http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=1568.60 – там есть мой первый опыт,   и в моем блоге http://klimanski.com/?p=4561 уже улучшенный вариант как я пропитывал второй трансформатор для этого же усилителя.   После пропитки произошли просто явные “чудеса” со звучанием – бас стал упругим, хлестким, ну, почти двухтактным, да и в общем петь усилитель стал заметно почище.  АЧХ  от пропитки практически не изменилась.

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.

Спасибо огромное всем, кто мне помогал – черный дрозд запел всем на радость.  Хотя я и доволен результатом,  но проект пока не считаю завершенным.  Работы по улучшению продолжаются, буду сообщать по ходу дела.

Добавлено 15 февраля 2016 года.

Пока я делал второй моноблок, появилась идея попробовать газотроны вместо стабилитронов. Не думаю, что газотроны  в общем чем-то лучше, чем стабилитроны полупроводниковые, но у них есть свои плюсы. Например – даже при  токе в 30 – 40 мА им не нужен теплоотвод,  да и светятся они очень красиво – мне например очень нравится СГ2С – его свечение оранжево-красное, очень яркое. Напряжение  стабилизации у него 75 вольт, в последовательной комбинации с СГ4С ( 150 вольт )  они как раз дают нужные для питания второй сетки нижнего пентода 225 вольт. Да и отверстия в шасси излишние имеются – это и определило ход дальнейших переделок – от полупроводниковых стабов я отказался.

И второе – попробовал другие лампы в качестве нижнего пентода. Оказывается, почти без перестройки режимов туда можно ставить EL34,  KT66,  KT77,   KT88,  6L6,  6П3С, 6П3С-Е – эти можно пробовать перетыком ( цоколевка совпадает ), а вот для   6П20С  и ее западного аналога 6CB5A нужен переходник.  Кстати, 6П3С-Е на мое ухо пела даже очень неплохо, в некотором плане – по объему сцены и прозрачности верхнего регистра  –  даже получше многих других. Но лучшей с большим отрывом в чистоте звука и объемности образов оказалась КТ66 Genalex Gold Lion.  Жаль, нет у меня  лампочек от GEC, было бы интересно сравнить.

И еще, что захотелось поменять – старые советские конденсаторы К50-6. Во-первых, они занимают очень много места.  Во-вторых,  корпус одного из них находится по напряжением в 370 вольт, что требует дополнительных усилий по защите от прикосновения – в общем,  вместо них у поставил внутри корпуса намного более компактные совеременные, те же 47 мкф х 450В, а на место снаружи шасси поставил другие,  которые находятся по схеме за дросселем  ( которые на корпусе  сейчас справа ), причем я нашел у себя в закромах очень красивые Cornell Dubilier 1200 мкф на 450В.

Сейчас Дроздик выглядит вот так.

blackbird_view

montaz

Наверно обратили внимание, что вместо 6Ж8 теперь поставлена EF36 – на ее место можно поставить 6Ж7. Мне так показалось, что и 6Ж7 и ее сестры EF36 и EF37  в этой схеме поют покрасивее.

В нижней части ( на последнем фото )  размещен блок сетевого фильтра – у нас сеть очень загрязнена и поэтому я уделяю особое внимание вопросу фильтрации помех. Блоки фильтров заказал у Сергея Патрушина http://myelectrons.ru/diy-setevoj-fil-tr-svoimi-rukami-kupit-nabor-myelectrons-ru/ . В верхней части – блок питания переключателя ОООС –  одной кнопкой обратная связь включается и выключается. Этот БП планирую использовать и для питания смещения нижнего пентода каскода – пока, как видите, в смещении стоит 9В батарейка ( крона ).

Окончательная схема доработанного усилителя.

blackbird_final

Для чего появилась ОООС ? Она отключаемая, 6 дБ. Со включенной ОООС выходное сопротивление усилителя снижается от примерно 100 – 150 Ом ( в зависимости от используемого на первом этаже пентода ) до 5.   Это бывает полезно включить на тяжелых жанрах, где много баса или если усилитель будет играть с другими колонками.

Конденсатор С5 должен быть хорошего качества, от него во многом зависит звук на ВЧ. У меня поставлен Мундорф Silver/oil. Электролиты С2 и С3 – на 450 вольт, остальные конденсаторы желательно на 800 – 1000 вольт, так как они питаются от анодного напряжения и если при включенном усилителе вынуть лампу EF36 ( или она сгорит ), то на конденсаторах С1, ( С2+ С3 ), С4 и С5 появится полное  напряжение анодного питания. У кого не найдется качественных конденсаторов на такие напряжения, первый каскад можно запитать от источника 260 вольт, подобрав другие номиналы резисторов R6 и R7.

И блок питания

bb_psu

Вместо 1N5818 можно поставить любой маломощный кремниевый диод, вместо 2N1306 – КТ602, КТ815 с любой буквой, светодиод – самый обычный красного цвета. Конденсаторы С1, С3, С8, С9 и С11 – на 450 вольт, С4, С7 – на 250, конденсаторы С2 и С6 – помехоподавляющие – С13 – на 1000 В, С6 на 250 вольт переменки, С5, С10, С12 –  на 25 вольт.  Дроссель L1 – Хаммонд 193C.  Резисторы. R1 – 5 ватт керамический, R4, R5 – 2 ватта, остальные 0.5 Ватта.  Реле – любое на 12 вольт с двумя парами контактов и предназначенное для монтажа на плате.  Конечно, у кого есть красивый тумблер для включения/выключения ОООС, нет смысла городить схему переключателя реле, управляемого одной кнопкой –  просто у меня были в наличии красивые нержавеющие кнопки и они подошли в существующее отверстие.  Трансформатор Тр3 – на  12 вольт  20 Ватт тороидальный для питания галогеновых ламп.

В декабре 2016 года проект завершен.  Спасибо Алексею Банину за изговленные красивые колпаки на трансформаторы, а также благодарю Павла Морозько, Аркадия Долински,  Сергея Патрушина,  и всех тех моих друзей и знакомых, в том числе с форума Дийаудио.ру , кто так или иначе участвовал в проекте, но может быть не был упомянут в тексте.

 

blackbird_kup4iha

 

.final_s_kolpakami

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

_________________________________________________________________________________

8 Вт однотактный каскодный усилитель 6Э5П – 2A3

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

5. Отличное звучание на самой малой громкости.

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.

.

.

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

Еще о токовом управлении лампами

В продолжение разговора о токовой составляющей звукового сигнала, начатого в предыдущих публикациях ( о каскадах с общей сеткой – все началось отсюда  http://klimanski.com/?p=3778 ),  хочу немного порассуждать и о каскаде с общим катодом ( ОК ).  В качестве отправной точки приведу отрывок из книги А.Н. Бонч-Бруевича ” Применение электронных ламп в экспериментальной физике”, М., 1956. Схема, на которую ссылается автор:

3

2

1

Очень интересный график на рис.1.64 получился.  Отчасти он содержит вполне очевидную и хорошо известную любому конструктору ламповой техники информацию о наличии оптимума на кривой зависимости мощности на нагрузки от отношения Ra к Ri. Но вот лично для меня больше всего показалась интересной кривая зависимости коэффициента усиления по току от того же соотношения Ra/Ri.  График однозначно говорит о том, то для того, чтобы лампа включенная по схеме ОК наиболее эффективно усиливала входной токовый сигнал, она должна иметь минимальное значение Ra/Ri и максимально возможный мю.  Для триода выполнение этих условий не представляется практически реализуемой задачей, потому что тогда мы получим каскад с очень низким коэффициентом усиления по напряжению и низкой максимальной амплитудой выходного сигнала ( в случае активной нагрузки ). А вот если эта лампа – пентод, то все становится на свои места. Вот отсюда мы уже можем сказать, что мы как бы имеем косвенное доказательство правильности гипотезы важности токового управления лампой – многие кто сравнивал звучание фонокоректоров на триоде и пентоде на входе всегда отдадут предпочтение пентоду. Да и выходные каскады на пентоде часто многими ( и мной, кстати – тоже ! ) оцениваюся более высоко, однако объяснения этому или не дают, или говорят о некоей радующей ухо  “пентодности”. А тут есть простое и научное объяснение что и почему.

Теперь давайте сформулируем, какие практические шаги мы можем предпринять  исходя из обсуждаемой гипотезы. То есть, чтобы усилитель напряжения на лампе с ОК сделать одновременно и усилителем тока нужно:

– выбирать лампы с высоким мю, то есть предпочтительно пентоды

– анодную нагрузку Ra выбранной лампы делать минимальной, чтобы минимизировать отношение Ra/Ri

– сеточный резистор утечки ставить максимально возможно большим, чтобы избежать детектирования токовой составляющей на нем.

Говоря о пентодах в выходных каскадах многие ссылаются на его высокое выходное сопротивление, которое благоприятно для снижения ИМД акустики, но все-таки и тут можно предположить, что отчасти токовое управление пентодом по входу тоже может играть определенную положительную роль.  Еще один аргумент в пользу моей гипотезы- введение небольшой ООС в пентодный выходной каскад приводит к очень заметному снижению выходного сопротивления усилителя, приближая его по этому параметру  к триодному,  хотя характерный для пентода звуковой почерк при этом практически не изменяется и не становится триодным. От введения ООС  происходит также и снижение Ri пентода, а это, в свою очередь, ведет к некоторому росту соотношения Ra/Ri. А поскольку по переменному току нагрузка и внутреннее сопротиваление выходного каскада включены параллельно,  снижение Ri от введения ООС в пентодном выходном каскаде ( в практически разумных пределах ) никогда не приведет к снижению соотношения Ra/Ri до уровня триодного каскада, для которого альфа в реальных конструкциях всегда  больше трех.

Напомню, что это лишь гипотеза, требующая еще доказательств и постановки научных экспериментов.

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

Каскодный выходной каскад на 211 лампе

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.

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