Проект выходного моноблока на лампе Г-811

Больше 10 лет прошло с тех пор, как я сделал первую попытку одолеть эту лампу, и вот  – настала зима ,  по дому делать нечего и я снова взялся  за эту заковыристую лапочку-лампочку.   Красива она  своей фигурной колбой и  ярко светится в темноте вольфрамовым прямонакальным катодом.

Начал как всегда с макета, собрал его на стальном шасси от какого-то еще советского прибора:

IMG_0033

Лампа пока в щадящем режиме – 528 вольт на аноде и ток 70 мА –   около 36 ватт при 45 допустимых на аноде.

Блок питания – пока   на 200 Вт тороидальном трансформаторе от ANTEK Inc, две анодных обмотки по 230 вольт, и две накальных – 12 и 6.3 вольта.  В  проекте –  намотка нового сетевика  на Ш-образном железе с анодной обмоткой под удвоитель   250 вольт.

Накальный – уже вам знакомый по предыдущей публикации https://klimanski.com/2025/11/09.    Анодное получается после удвоения на двух вакуумных диодах 6Ц10П (  подходят один к одному 6Д14П и 6Д20П ).    Вот схема

Schematic_5

На ней не нарисовано питаниe LM317 – это простой печатный трансформатор 2 по 12 вольт, две вторички последовательно.

Ток анода через 6Э5П  ( включена триодом ) регулируется потенциометром R4,  ток анода Г-811 – потенциометром  R15.

Конденсаторы С6,  С7, C4, C8, и С10, С11  –  на 350 – 400 вольт,  C9 и С13 – типа МБГО  ( лучше – пропиленовый ) на 630 вольт.

Выходного трансформатора  на фото  нет – это ранее намотанный на каркасе TWB50 сечением ПЛ-сердечника 13.2 см квадратных от  Сергея Глазунова (  Аудиоинструмент ),  его доработка ( правильнее  сказать полная перемотка с установкой электростатических экранов ) описана здесь https://klimanski.com/2013/04/01/1-2/  .

Трансформатор Тр3  – межкаскадник того же Аудиоинструмента, с понижением 2.2 к 1, то есть первичка 5К, вторичка – 1К.

Транзисторы ГТ402 и МП25 –  с любым буквенным индексом.   Вместо МП 25 можно пробовать МП26, МП42 также с любым буквенным индексом.  Вместо ГТ402 можно поставить тот же МП, если его установить на радиатор.

Все уже работает,  режимы по постоянке ОК,  но голоса пока не слушал.  В процессе.

Накальный трансформатор для нового проекта однотакта на Г-811

По причине того, что Г-811  –  это лампа очень сложная в плане реализации  аудиоусилителя на ней, то я решил планомерно подойти к  вопросу и начал решать проблемы неспеша, постепенно.  В принципе, схема, которая меня устраивает по звучанию уже есть – смотрите мою более раннюю работу  https://klimanski.com/2013/04/01/1-2/.    Но остались незавершенными некоторые нюансы, без которых однако усилителя не сделаешь – это питание накала и выходной трансформатор.   Начал с  накального трансформатора для питания накала переменным током.   Мой  весьма положительный опыт  с УНЧ на ГМ-70  https://klimanski.com/2022/09/07/ позволил с уверенностью взяться за работу.

Накальный трансформатор для прямонакальных ламп  всегда лучше делать отдельный.  Чтобы с запасом, берем Ш-образное железо уже имеющегося 100-ваттного трансформатора

presentation-image

К сожалению почти все современные сетевые трансформаторы из-за экономии меди и железа  работают с повышенной индукцией, что для накального трансформатора очень плохо – он начинает давать широкий спектр помех, которые слышны и в аудио диапазоне.   Поэтому удаляем все обмотки – первичку оставлять  тоже нет смысла – она намотана для нас излишне толстым проводом ( 0.42мм ) и две вторички + экран могут не поместиться – ведь если оставлять первичку, то для снижения индукции ее нужно было бы домотать.    Вторичек будет две  по 3.15 вольта, и намотаны они будут не на центральном керне, а на боковых стержнях. Это для Г-811, а на центральном керне будет еще одна накальная обмотка 2 х 3.15 В  для 6Э5П ( раскачка  выходной лампы ).

По идее, если все делать правильно,  для неизвестного трансформатора нужно провести полную “лабораторную работу” по аналогии тому, как я это сделал    тут.       Но по счастливой случайности трансформатор, который я взял как донора оказался в точности таким же по габаритам как и в случае с “Пионером”   https://klimanski.com/2023/09/30/ , и я предположил, что железо видимо тоже самое.  Тогда первичику надо делать  также 1300 витков.    Отматывая первичку посчитал витки – да, всего 944 витка !  Это вместо моих рассчетных 1300 ! Понятно, что без перемотки ( домотки )  первички этот трансформатор будет  сильно фонить.

Сначала определяем толщину провода первички.  Потребляемая мощность:

Г-811  – 4 ампера 6.3 вольта =  около 26 Ватт.

6Э5П – 0.6 ампера 6.3 вольта – около 4 Ватт.

Итого 30 ватт, с учетом  КПД берем 40 ватт рассчетной мощности.  Тогда потребляемый  ток через первичку под полной нагрузкой будет 40 / 230 =  174 мА,  Тогда толщина провода = 0.02 * SQRT ( 174 ) = 0.26мм по меди.  Взял провод 0.28.    Мотал внавал на  стареньком ручном станочке чтобы не париться с изготовлением оправки под Метеор.

IMG_0039

Определяем толщину провода вторички накала Г-811.   Для тока в  4  ампера ( берем среднее )  это сечение провода =  0.02 * SQRT ( 4000 ) = 1.26мм по меди. Так как обмотки будут  снаружи,  к тому же низковольтными  и открытыми,  отвод тепла будет вполне  достаточным если взять провод чуть тоньше  –   я взял  1.07 по меди который у меня был в наличии.  На каждом боковом стержне намотано по 38 витков (  два слоя  20 + 18 ).    В последствии все-таки пришлось домотать  – не знаю, толи  токосцепление на крях получатся пониже,  а скорее всего  на проводе 1.07 при токе 4 ампера  уже падение напряжения получается заметным –  пришлось  добавить  еще по  два витка с каждой стороны, то есть в сумме получилось по 40 витков на каждой стороне.

Также как и в случае Пионера, на этом трансформаторе я намотал накальную обмотку для 6Э5П  поверх первички ( после экрана, разумеется ) проводом 0.8мм – две части по 19 витков ( 2 х 3.15 В ).

Вот как выглядит готовое изделие ( на фоне Пионера в процессе ремонта ). К анодному лампа не подключена –  напряжение накала 6.23 Вольта при напряжении в сети 236 вольт – это уже обычное для нас сетевое –  а иногда и до 245 подскакивает ).

 

IMG_0045

Немного  общей информации о всем проекте.   Скорее всего это будут моноблоки.    Следующим шагом  будет работа над анодным трансформатором, который должен обеспечить около 600 Вольт при токе около 75 мА . Выпрямитель нужен бы   кенотронный, но так как доступных кенотронов на такое напряжение нет,  то это будут два вакуумных диода –   пальчиковые  демпферные диоды  6Ц10П ( 6Д14П,  6Д20П и т п) включенные по схеме удвоения.  Итого –  потребление мощности от первички сетевого трансформатора :

  • анодный ток 0.075 А * 600  В =  45 Ватт
  • анодный ток 6Э5П 0.025 А * 250  В = 6.3 Ватт
  • накал  6Д20П  (  у  6Ц10П и 6Д14П накал  ест поменьше ) –  6.3  В * 1.8 А  * 2 = 22.68  ватта

Итого 74  ватта, или если принять во внимание потери на диодах  и КПД самого трансформатора, то это будет около 100 ватт мощности.       Итого  ( с  запасом  на снижение индукции ) задаемся 160 ватт габаритной мощности для сетевика.  С прицелом на ОСМ0.16, хотя посмотрю и другие варианты. Например –  лежат  на полке  два  старых конструктора трансформатора ТС-180  – неплохой донор, хотя первичку там точно что  нужно перематывать – она маловата по виткам.

Ну вот, по питанию это будет все. Нет, еще нужно будет +20 вольт на питание сеток Г-811. Это будет скорее всего простая LM317  –  ток анода Г-811 буду подстраивать этим источником питания смещения.  Тогда уже точно все.

Да, перед трансфроматором, чтобы защитить накал от  проникновения синфазной помехи из сети,  нужен простенький фильтр из двухобмоточного дросселя и  трех конденсаторов. Он описан в моей публикации о Пионере – там установлен очень похожий трансформатор, только  вторичка на 2.5 вольта ( 2 х 1.25 В )    под 2А3  https://klimanski.com/2023/09/30/ .

Nakalnij_DSC02886-1024x687_2

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

 

Проект гибридного усилителя на лампе Г-811

Говорят, что каждый в детстве мечтает стать космонавтом.  Почти также – сделать усилитель на лампе Г-811 ( 811A если по-западному ) – это мечта каждого ламповика. Почему ? Говорят, что она дает необыкновенный живой звук.   Несколько попыток подступиться к этой лампе я уже сделал – смотрите http://klimanski.com/?p=196 и http://klimanski.com/?p=247 Но, как это часто бывает с мечтой стать космонавтом, пока это осталось только мечтой.  Перед вами – очередная попытка.

Чем таким особенна эта лампа ?  Есть несколько моментов, которые сильно осложняют создание УНЧ на Г-811.   В первую очередь – это высокое внутреннее сопротивление и пентодный характер ВАХ – это создает дополнительные сложности в конструировании выходного трансформатора. Но самое неприятное – это то, что лампа это “правая”, то есть работающая в области токов сетки – а это создает дополнительные сложности с раскачкой. Ну, и последнее – это высокая емкость Миллера, которая обусловлена высоким мю этой лампы – все это вкупе значительно повышает требования к драйверу.   Нет, это не последнее.  Надо добавить еще и прямой накал с напряжением питания 6.3 Вольта – который  тоже не делает задачу строителя усилителя на этой лампе проще. Вот такая заковыристая лампочка, эта Г-811  !
Конечно, уже до нас сделано очень много усилителей на этой лампе. Однако есть немного счастливых обладателей готовых приборов.  Они весьма дороги – например знаменитый WAVAC – http://www.enjoythemusic.com/magazine/equipment/0900/md811.htm, или например знаменитая схема Шишидо ( там, кстати, есть и другие примеры реализаций )  http://audio-db.info/AudioDB/BazaPraktiki/Usilenie/Lampy/Alfavit/G/G811  . Еще больше попыток совладать с этой лампой сделано среди дийеров – вот есть ветка по этой лампе на diyaudio.ru http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=376.60 и вот эта http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=2748.0

Один из упомянутых моментов – токи сетки – отличают Г-811 от большинства остальных ламп.  Поэтому логично выдвинуть гипотезу, что именно токовый характер управления делает звучание наполненным и очень натуральным. Поэтому теперь я поставил себе задачу – сделать весь тракт усилителя с управлением каждого каскада током с непосредственной или трансформаторной связью между каскадами.  Пока эта задача на 100 % не решена, но осталось немного – организовать вход без конденсатора.  Макет вот этой схемы уже звучит ( схема принципиальная ):

gg_811_6d18d5d0bf2

Но сначала о деталях и параметрах схемы.  Межкаскадный трансформатор – от Аудиоинструмента на базе TW10 , первичка 5К, вторичка 1К. Такое понижение важно для “прокачки” емкости Миллера, 6Э5П в этом случае видит в пять раз меньшую входную емкость Г-811. Выходной трансформатор – от той же фирмы, TWB50, с Ra 5,3K на 8 Ом, его индуктивность первички – 62 Генри ( замерено на 50Гц, 5 вольт RMS ). На катоде 6Э5П  – 6 вольт, на сетке – 2 вольта, ток анода 6Э5П – 15 мА. АЧХ – пока не фантастическая – на минус три дБ от 15 Гц до 26 КГц, причем ограничение сверху дает выходной каскад. Входное сопротивление первого каскада – около 30 КОм. Блок питания – двухэтажный на ультрафастах, сетевой трансформатор содержит две обмотки по 230 вольт.  Питание 16 вольт – от LM-ки. Да, и не забываем ставить антизвонные резисторы в цепи первой и второй сетки 6Э5П ( они на принципиальной схеме не показаны ) – лампа эта крутая и очень склонна к самовозбуждению на высоких частотах –  причем заметить его наличие иногда бывает очень трудно – вроде бы все работает – но как-то криво. Антизвонные резисторы я делаю так – на резистор МЛТ мощностью 0.25 ватта ( для первой сетки это  около 0.5 – 2   К, для второй сетки – 20 – 47 Ом ) наматываем 15 – 20 витков эмалированного  провода 0.28 – 0.355 мм и концы провода припаиваем к выводам резистора. Крепить резисторы нужно прямо к выводам ламповой панельки, и отводы со стороны ламповой  панельки сделать минимальными по длине. Если лампа все равно генерирует, то попытатесь антизвонники раздвинуть максимально далеко друг от друга или сделать так, чтобы они не были параллельны.

Максимально удалось “выжать” 14.5 ватт на 8 Омах, при этом режим Г-811 – ток анода 75 мА, рассеиваемая анодом мощность – 45 ватт.  Нагрузочная линия:
curves_rca_5_3k
Из нагрузочной прямой находим, что максимальная амплитуда входного напряжения Г-811 составляет 20/1,4 = 14,3 V .  Также из ВАХ можно вычислить ориентировочное значение Ri в рабочей точке – это 28 килоом. Немало однако ! Вот для чего нужна высокая индуктивность первички выходного трансформатора.

Спектр гармоник и вид синуса при 16.5 ваттах  ( это максимальная мощность перед клиппингом  !  ) на выходе, щуп с делителем 1 к 10, то есть на выходе на активной нагрузке 8 Ом на самом деле 11.5 Вольта:

1KHZ_2V_inp_11_5Vout68Db_FIRST

1KHZ_2V_inp_11_5Vout

На первом спектре первая ( основная ) гармоника 0.5 КГц составляет +68 дБ, то есть величина второй гармоники -25, а третьей -29 дБ от уровня первой, остальные менее -48 дБ.  То есть суммарный Кг при максимальной мощности получается 10 %, причем доминирует вторая гармоника.

При снижении мощности от максимальной третья гармоника относительно второй сильно  снижается, и при 1 ватте на выходе вторая гармоника  составляет  всего -49 дБ и остальные менее -60 дБ , спектр ниже ( суммарный Кг менее 0.5 % ) :

1kHz_1W_6_8dB_1st

 

Чувствительность усилителя – 0,45 вольт на входе обеспечивают 1 ватт на выходе ( 2,83 Вольта на 8 Омах ).

Почему выбрана 6Э5П для раскачки ? Эта лампа обладает массой достоинств, главное из которых – прекрасное звучание, я имел возможность в этом убедиться в своих проектах на лампе 2А3. Ну а из физики упомяну низкое внутреннее сопротивление Ri в триоде – 1200 Ом при относительно высоком усилении – в данном каскаде К=29 по напряжению.

Звук макетика в моно варианте очень порадовал, слушал на колонке от Симфонии.   Тут нужно сделать отступление – не забываем, что хотя Г-811 это триод, но ВАХи-то у него пентодные, и усилитель, как полагается любому пентоднику без ООС,  имеет относительно высокое выходное сопротивление – на 1КГц это 40 Ом, на 40 Гц – 31.   А это значит, что слушая его на многополосках, надо быть осторожным – возможны нарушения тонального баланса. Поэтому я бы рекомендовал этот усилитель к серьезному изготовлению  для широкополосного динамика.

DSC02804_res_1

Мне, например, нравится сочетание  Г-811  с 4А28 в оформлении TQWP – фото выше )  Звук  наполненный, бархатистый, есть что-то от пентодов старых радиол, особенно середина – мне очень понравился вокал. Звук также детальный, как у 2А3. И, в отличие от 2А3 – с ровным, сбалансированным и глубоким басом. Верха немного выдают наличие германия в тракте – есть характерное “серебро” в верхнем регистре, но в общем мне показалось, что звук это не портит, а даже совсем наоборот. Если в чисто транзисторном тембре оно выпирает и скоро начинает надоедать, то здесь оно хорошо дополняет богатое в общем звучание и очень скоро я перестал это замечать. Прослушал балетную музыку Чайковского и немецкий тест-CD – итого два часа и не мог оторваться.
Вдохновило, короче.

Дополнено 22 марта 2023 года. Интерес к этой схеме со стороны читателей подвИг меня немного доработать схему с учетом моих последних работ – транзисторы заменены теперь на много более доступные pnp ( тоже германиевые ) и некоторые детали оказались лишними – схема в общем стала проще и надежнее. И добавлен резистор R5 для термостабилизации полупроводниковой части. Чувствительность и выходные параметры остались те же, что и  ранее – при подаче 2 Вольт на вход мощность на выходе ( 8 Ом ) получается 15 ватт.  Немного увеличен ток анода 6Э5П – с 15 до 20 мА, это малость снижает Кг.

6E6P_G_811

Полоса пропускания у этого макета сильно ограничена сверху – всего 20 КГц на -3дБ. Да, возможно выходной трансформатор TWB50 хорош для триодов, но не для Г-811 с его пентодными ВАХами.   Его увы,  пришлось перематывать.    Оригинально в нем было 4000 витков первички, разбитых на  каждой катушке на 4 обмотки по 500 витков ( внавал ) провода 0.32мм, между ними – по три слоя вторички соединенные параллельно,  проводом  1.0 мм. С прокладками 0.18мм индуктивность у него была 32 Гн по китайскому тестеру на 100Гц, индуктивность рассеяния – 35 мГн. Сердечник ПЛ сечением 20.5 на 31.5мм = итого  суммарно для двух магнитопроводов – 12.9 см квадратных. Теперь, внимание –  замеренная межобмоточная емкость – 16 нФ ! Вот почему такая узкая полоса по верхам….

Расчет выходного трансформатора я делал по своей программе OPT_design  и вот результаты расчетов:

OPT

Как исходные данные взяты: Ri лампы – 28 КОм,  сопротивление анодной нагрузки – 5.3КОма, сопротивление нагрузки – 8 Ом, анодный ток – 75мА, максимальная мощность – 14 Ватт, нижнаяя граничная частота по -3 дБ  25 Гц. Было выбрано количество витков 3800 ( то есть чуть меньше, чем у оригинального трансформатора ), а зазор был немного уменьшен  – электрокартон 0.15 мм.  Первичка состоит из двух секций – первая ( от магнитопровода )  5 слоев по 210, вторая – 4 слоя по 215 ( да, чуть больше – каркас такой, видимо для сетевика ) витков провода 0.28мм по меди,  вторичка – между ними – один слой 78 витков провода 0.9мм, причем  все – и первички и вторички –  соединены последовательно.

Параметры получившегося трансформатора –  активное сопротивление первички – 220 Ом, индуктивность по китайскому метру на 100 Гц – 40 Генри, на 50Гц и 5 Вольт  – 67 Генри ( измерено моим  самодельным метром ), индуктивность рассеяния на 100 Гц – 55 мГн, межобмоточная ( первичка – вторичка ) емкость всего 480 пф – это достигнуто установкой дополнительных экранов Фарадея из медной фольги между слоем изоляции первичка – вторичка.  Уменьшение емкости   – в 33 раза по сравнению с оригинальным трансформатором !

DSC02798_res

DSC02801_res

Межслоевая изоляция – строительная  лента из стекловолокна для регипсовых работ толщиной 0.2мм, как раз такая продается шириной 75мм –  и резать под этот трансформатор не надо ! Межобмоточная – два слоя той же ленты.

Полоса пропускания по уровню -3дБ  стала шире на ВЧ – теперь от 17 Гц до 44 КГц ,  АЧХ макета с перемотанным трансформатором :

perekomm_280pF_ekr10k

Хотя и есть небольшие резонансы в ВЧ области, но с конденсатором 270 пФ параллельно трансформатору неприятного подзвона нет.  Эта АЧХ выше – при  не подключенных электростатичесих экранах. Если  их правильно подключить – то  АЧХ будет ровнее и тогда  блокировочные 270пФ ставить не нужно.

 

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