Определение выходного импеданса УНЧ

Здесь описана методика определения выходного сопротивления (  правильнее сказать – общего импеданса Z ) аудиоусилителя  для “особо одаренных” читателей моего блога, которые хвастаются высшим радиотехничеми образованием, и при этом  на полном серьезе утверждают, что усилитель не может иметь выходное сопротивление в 100 Ом  🙂 .

Выходное сопротивление усилителя – это очень важный параметр, от величины которого зависит стыкуемость с акустикой. И тут есть два пути решения этого вопроса – либо стремиться это выходное сопротивление снизить до минимума и таким образом демпфировать противо-ЭДС динамиков колонок ( чаще всего этот путь выбирают строители каменных усилителей, но почему-то этой болезнью сейчас заразились и некоторые ламповики ) ,  или наоборот – повышать его до максимальных величин, получая таким образом не усилитель напряжения, а усилитель тока ( так называемый ИТУН – Источник Тока, Управляемый Напряжением ). В случае ИТУНа  теряется сам смысл демпфирования, но возрастают требования по правильному согласованию импеданса усилителя и колонок ( на что сторонники первой концепции вообще не заморачиваются – и, кстати, напрасно –  именно по этой причине они часто не могут получить желаемый результат по звучанию, особенно в нижнем регистре ).

Есть несколько путей измерения выходного сопротивления ( импеданса )  усилителя. Чаще всего используют измерения на частоте 1 КГц ( хотя никто не мешает замерять на другой частоте, правда цифры могут отличаться ) и  наиболее популярны два из них:

  1.  Подают на вход усилителя 1 КГц, замеряют величину напряжения на выходе усилителя при отсутвии нагрузки  ( тут важно иметь ввиду, что для ИТУНа надо быть внимательным и не подавать слишком большой сигнал на усилитель, чтобы не вывести его из строя )  и записывают это значение как U1. После этого, не изменяя величины поданного на вход сигнала,  к усилителю подключается резистор R любого номинала, близкого к номиналу акустики –  например, 4 , 8 или, например, 12 или 15 Ом ), и замеряют напряжение на нем, записывая значение как U2.  Выходное сопротивление вычисляют по формуле (1)  Z = ( U1/U2 – 1 ) * R.
  2.  Второй метод более надежный ( тут не нужно замерять выходное напряжение усилителя без нагрузки ), но немного более сложный, потому что нужно еще один нагрузочный резистор R2. Например, у вас в первом опыте был резистор  R1 = 8 Ом.  Тогда найдите такой же по мощности  12 Ом ( примерно, точное значение не играет роли ). И сделайте снова два замера, подавая сигнал 1 КГЦ на вход усилителя. На резисторе R1 записываем показание как   U1.  Заменяем резистор на R2, и, не изменяя амплитуды  1 КГЦ сигнала на входе, записываем показания вольтметра U2 на резисторе R2.    После этого выходное сопротивление считаем по формуле   ( 2 )  Z = ( U1 – U2 )/ ( U2/R2 – U1/R1 ).

Я проделывал эти  манипуляции со своими усилителями, обе формулы в пределах погрешности дают один и тот же результат.

Для примера – по формуле ( 1 )  для каскодного усилителя 6Э5П – 2А3  получилось так – на 12 Омах напряжение – 0.28  Вольта,  при  разомкнутом выходе – 2.56 Вольта, откуда Z=  ( 2.56/0.28 – 1 )*12 = 98 Ом.   Нормальная для ИТУНа величина.

Для тех “талантов” у кого уже появилась проблема с пониманием русского –  пожалуйста, эта же методика описанная на   Yotube . Только не подумайте, что вторая формула там отличается от приведенной мной выше – на самом деле эти формулы идентичны, только по-разному записаны и могут быть получены одна из другой путем алгебраических преобразований.

Ламповый милливольтметр В3-13

Когда-то, лет так  15 обратно мне попался на рынке как бы, как уверял продавец,  рабочий милливольтметр переменного тока В3-13, заводской номер 2185, выпуск 1972 года.   Для настройки аппаратуры вполне бы сгодился.

IMG_20210131_191411

 

Однако когда я его включил и стал тестировать, окалось, что радоваться было особо нечему – показания его не были стабильны, особенно при переключении диапазонов. Тогда я не стал с ним мучиться и поставил подальше в чулан. В 2020  году я переехал в другое жилище и  хочешь – не хочень пришлось содержимое чулана перетряхнуть  и пришла мысль попробовать его починить.

Когда я его открыл, удивило огромное количество пыли. Первая мысль, почему скачут показания – это окислились и загрязнились контакты галетника.  Чтобы получше добраться до контактов, я снял узел переключателей диапазонов вместе с входной лампой 6С3П.  И правильно сделал !  Только в процессе демонтажа выяснилась настоящая  причина проблемы с вольтметром – холодная пайка общей земляной шины около входного гнезда.  Но контакты галетника все-таки на всякий случай почистил средством RS 494-720 производства UK.   Баллончик на фото виден слева.

После чистки и сборки снова стал проверять работу прибора  –  проблема ушла, но показания были далеки от того, что должно быть.  К счастью, в интернете есть схема и описание вольтметра.

Schematic

Я проверил все контрольные  напряжения на контактах ламп, и оказалось, что почти на всех пентодах 6Ж9П было повышенное напряжение на первой сетке. Виновата были межкаскадные конденсаторы МБМ – они давали утечку,  пришлось все конденсаторы  ( в первую очередь С8, С10 и С11 ) этого типа из прибора на всякий случай выкорчевать и заменить на имющиеся у меня К73-16. Электролиты типа КЭ на удивление все были рабочие и я их трогать не стал.   После такого рода “апгрейда” прибор наконец заработал почти как надо !  Почти – потому что все было отлично на диапазонах до 1 Вольта, а вот начиная с 3 вольт и выше – снова проблема – показания завышены процентов на 10 – 15, причем чем выше частота – тем больше разница. Понятно, что виноват входной делитель – только на этих диапазонах он начинает работать. Снова снимать и перебирать входной узел уже не хотелось.   Стал внимательно смотреть и сравнивать со схемой.   Оказалось, что  RC цепочка  С19 – R38 по все видимости  не была поставлена вообще.  Не знаю, работал ли этот прибор когда-нибудь нормально, но сейчас было очевидно, что именно при  помощи установки этой цепочки можно проблему исправить. После подбора номиналов были установлены  R38 – 18K и С19 – 4700 пФ.   Добавил параллельно конденсатору С2  еще 270пФ, и параллельно  резистору R2  – потенциометр 50К и выставил его так, чтобы не было разницы показаний между  диапазонами 1 и 3 вольта на частоте 100Гц.    Теперь все ОК,  ветеран снова в строю !

 

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

 

 

 

Однотактный каскодный усилитель SE30 на лампах 6Ж4 – 6550 – ГМ-70 ( этажерка )

    Этот проект  еще не закончен. Осталась только отделка, а основной звуковой канал,  блоки питания и система запуска и контроля на  Ардуино смонтированы и усилитель  уже поет  ! Как всегда в последнее время – это каскодная схема усиления в выходном каскаде.  Для получения  честных 30 ватт на выходе ( это однотакт ! )  каскоду 6550 – ГМ-70 нужен предварительный каскад усиления, он сделан на лампе 6Ж4 в пентодном включении.

 Далее все будет  рассказано в том порядке как все было на самом деле.   Поэтому будьте внимательны – не все схемы и нюансы конструкции остались теми же  в законченном усилителе.

  Сама идея сделать каскод на ГМ-70  появилась в далеком 2015 году,  так что уже  почти 10 лет  этому долгострою !

И как всегда – предупреждение для тех, кто не имеет опыта работы с высокими напряжениями – помните, что полтора киловольта – это очень опасно как для вашего здоровья и даже жизни, так и для окружающих. И я категорически  не советую новичкам строить что-либо подобное. Да и более опытных товарищей должен предупредить –  эта статья – не руководство к действию, и все эксперименты с описанными здесь схемами и  лампами вы делаете на свой страх и  риск !

Часто задают вопрос – а почему этажерка, а не, скажем, обычный настольный вариант компоновки, скажем, в виде моноблоков  ? Все объясняется просто –  вес и безопасность.  Во-первых – хотелось сделать многофункциональный аппарат,  в котором накал ламп ГМ-70 мог бы питаться не только от постоянного выпрямленного тока ( как это делается обычно ), но и переменным током или от двух автомобильных аккумуляторных батарей. И во-вторых, каскоду на высоковольтной лампе ГМ-70 нужно довольно высокое анодное питание ( более киловольта ), блок которого трудно сделать компактным не жертвуя качеством и безопасностью в эксплуатации.

Еще в начале 2018 года был собран каркас пятиэтажной этажерки, собрана она из ламинированного ДСП и белых мебельных ножек, а вся конструкция катается на колесиках.  В задней части  во выфрезерованные в полках углубления установлен вертикальный стальной профиль, который также приобретен в мебельном магазине – на нем обычно крепятся кронштейны для настенных стеллажей.   У меня этот профиль использован как канал для укладки соединительных проводов между блоками на разных этажах, а также  для увеличения общей жесткости конструкции.

IMG_20180209_193715_res_35pct

Сам каскод на лампах КТ88 ( 6550 ) – ГМ-70 еще ранее был отмакетирован  в комбинации  с пентодным выходным трансформатором с Ra=10K/8Ohms, который я сам намотал на железе от ОСМ0.63. Процедура намотки описана в проекте   11 | November | 2012 | Sergei Klimanski  ,  тот проект  к сожалению ( а может к счастью ? )  был закрыт.   На макете удалось получить выходную мощность при Кг менее 20% на уровне 50 ватт в однотакте !  Конечно, такая выходная мощность выглядит совершенно излишней для помещения реальных размеров, и я вовсе не стремился в законченном изделии к таким цифрам  – оттого  позднее  было немного снижено анодное напряжение и рассеиваемая на аноде  ГМ-70 мощность уменьшена со 100 до 80 ватт , соответственно снизилась  и выходная мощность при 2 вольтах на входе –  40 ватт при Кг 20 % без клиппинга, а если задать ограничение в Кг=10 %, то выходная мощность будет честных 30 ватт –  поэтому и название усилителя – SE30 ( Single Ended 30 ).

 Многие у меня спрашивают – к чему нужна  такая большая выходная мощность ?  Однако хочу заметить, что отчего-то транзисторный усилитель мощностью в 100 Вт ( а тем более  все чаще  встречающиеся  “театры”  где  400  🙂 ) никому не кажется излишеством.  Лишней мощности не бывает.  Любой аппарат, можно слушать тихо,  для этого есть логарифмический РГ.   И еще один, весомый на мой взгляд, аргумент – для моего  усилителя на ГМ-70 не нужна какая-то особенная, дорогостоящая  “ламповая”  высокочувствительная акустика.

  4 января 2021 года  –  почти все этажи уже заполнены –  блок анодного питания ( на втором этаже ), блок питания накала ГМ-70 от переменного и выпрямленного тока ( третий этаж ),  блок оконечного каскодного усилителя 6550 – ГМ-70 ( третий этаж ), блок стабилизированного питания второй сетки 6550 и предварительного усилителя на лампе 6Ж4 с пультом ДУ ( четвертый этаж ).   Пока недостает блока управления и защиты от перегрузок ( будет размещен сверху, на последнем  верхнем  5-ом этаже ) и блока питания накала от АКБ и ЗУ для них ( 1-й этаж ).

IMG_20201029_134918_res_20pct

 Пробные прослушивания, как мной индивидуально, так и в присутствии знакомых показали очень хорошее  звучание, что и позволило мне взяться за перо и описать этот усилитель немного подробнее. После более чем 15 лет увлечения ламповым звуком мне наконец-то  ( !! ) удалось сделать однотактный усилитель на лампе ГМ-70, пение которого  меня  наконец-то очень даже радует  ! Как видите, путь к освоению этой лампочки оказался долгим и непростым…

В кратце описание  схемы и конструкции.  На втором этаже размещен высоковольтный блок анодного питания собранный по схеме удвоения на лампах 6Д22С с раздельным питанием для каждого канала ( общие – только батарея из дорогостоящих  электролитов, каждый на 1200мкф и 500В и дроссель LL1673 ), выходные трансформаторы и некоторые элементы управления напряжением на сетке ГМ-70 ( повторитель на лампе  ГИ-3 ) – то есть на этом этаже собраны ВСЕ узлы, где используется анодное напряжение около 1400 вольт, то есть на другие этажи высокое напряжение не поступает, за исключением, наверно анодов лапмы ГМ-70, да и то, панелька этой лампы утоплена в “подвале” третьего этажа, который, разумеется, сообщается со вторым.  В высоковольтном блоке использован сетевой анодный трансформатор фирмы ANTEK  AS 4T-650, который содержит две вторичные обмотки по 650 вольт и две накальные по 6.3 вольта ( использованы для питания накалов 6Д22С ). На третьем этаже находится специальной конструкции  накальный трансформатор, намотанный на железе ОСМ-0,25, который через систему переключательных реле нагружен или непосредственно на накал ГМ-70 ( питание накала переменным током ), или через выпрямитель на диодах Шоттки.  Третья альтернатива питания накала – от двух автомобильных 12 В АКБ расположенных на первом этаже ( они заодно придают дополнительную устойчивость все конструкции ! ), через импульсный step-up 12 В – 20 В  DC/DC преобразователь напряжения.   На этом же, третьем этаже в передней части – сам каскод на лампах 6550 и ГМ-70 с четырьмя газовыми стабилизаторами СГ3С и СГ4С. На четвертом этаже –  readymade ( приобрел  на е-Вау ) ламповый стабилизатор напряжения  с отдельным сетевым трансформатором и дросселем, схема стандартная на лампах 5Ц4С, СГ15П, 6Ж4, 6080.

Ug2_Power_source_board_v2

Этот блок обеспечивает питанием вторые сетки пентодов 6550, а также питает предварительный каскад на лампе 6Ж4 для  раскачки каскода. На этом же этаже находится блок входов, блок дистанционного управления регулятором громкости с моторизованным переменным логарифмическим резистором в 50К.

  Теперь схема самого усилителя. Сначала – предварительный усилитель на лампе 6Ж4:

6J4_preamp_stage

 

  Расположен он на четвертом этаже усилителя вместе с блоком входных разъемов.  Сигнал со входа усилителя подается на логарифмический  потенциометр, потом идет обычный усилитель на пентоде 6Ж4 ( в пентодном включении )  и выход через экранированный провод уходит на 3 этаж к  первой сетке лампы 6550 ( там и расположен разделительный конденсатор, которого как бы недостает на схеме выше ).

Схема подключения лампы 6550  на третьем этаже:

6550_amp_schematic_3rd_floor_1

  С предварительным каскадом на 6Ж4 эта схема выше соединена октальным разъемом.   Анод и сетка лампы ГМ-70 соединяется с высоковольтным блоком на втором этаже, где размещена схема питания первой сетки ГМ-70, высоковольтный источник питания и выходной трансформатор. Накал через разъем подключен к блоку питания накала ГМ-70, который расположен на том же 3-м этаже, только в глубине.  Его схема пока только в набросках.

И  высоковольтный блок питания ( пока без схемы питания сеток ГМ-70,   дорисовываю  ):

Blok_pitanija2

 

 

Всего в  этом усилителе –  20  электронных ламп:

– 6Д22С – 4 шт – в высоковольтном блоке питания ( 2-й этаж );

– 6080 – 1 шт – в блоке стабилизатора питания вторых сеток 6550 – 1 шт ( 4-й этаж ), ее можно заменить на 6Н5С или 6Н13С;

– 5Ц4С – 1 шт – в блоке стабилизатора питания вторых сеток 6550 – 1 шт ( 4-й этаж );

– 6Ж4 – 3 шт, две – в предварительном ( входном )  каскаде, одна – в стабилизаторе питания вторых сеток 6550 ( все три – 4-й этаж ). Я пробовал заменять 6Ж4 в звуковом канале на различные бренды 6AC7, но должен признать, что именно 6Ж4 дает наиболее ровный, “честный” что-ли  звук – 6АС7 чрезмерно подчеркивает середину ( если вам это нравится, то ставьте именно 6АС7 ).

– 6550 –  2 шт, нижний этаж каскода ( смонтировано на 3-м этаже этажерки ).  Сюда подходят один к одному КТ88.  Из советских ламп при условии подстройки режимов работы ( нужно менять  напряжение на второй сетке, смещение на первой сетке и  ставить другие катодные резисторы ) сюда можно пробовать  лампы строчной развертки типа 6П42С или 6П45С, как имеющие даже более высокую крутизну характеристики чем 6550 – что для каскода очень  хорошо.  Одно плохо в случае применения строчных ламп – у них анод на колпачке сверху – а ведь к нему подключается катод ГМ-70, на аноде которой у нас почти полтора киловольта…. и нужно принимать какие-то особые меры для того, чтобы избежать возможной потери контакта колпачка  6П42С с  ее анодом.

– СГ-3С  и СГ-4С – по 2 шутки каждая, цепь местной ООС со второй сетки   6550 на катод ( 3-й этаж );

– СГ15П – 1 шт, в стабилизаторе питания вторых сеток 6550 ( 4-й этаж );

– ГИ-3 – 2 шт, питание сетки ГМ-70 ( 2-й этаж ). Заменить эту лампу по сути нечем. Ее можно просто убрать и сделать простой линейный стабилизатор на стабилитронах ( в сумме должно быть примерно  260 вольт ).  Или  в крайнем случае  можно даже обойтись делителем напряжения.

– ГМ-70 – 2 шт, второй ( верхний ) этаж каскода, выходная лампа ( 3-й этаж ).

 Итого в режиме покоя усилитель потребляет из сети около 520 ватт мощности. Зимой очень приятно послушать музыку и  погреться заодно  🙂 .

 

Сама стойка уже начала  приобретать  тот внешний вид, который был задуман – установлены защитные металлические экраны, которые заземлены и защищают от поражения электрическим током, а также экранируют элементы конструкции от локального перегрева излучением ламп.   Даже в таком, еще окончательно не законченном виде, этажерка  стабильно, без перерыва работала  6 часов. Никакого перегрева деревянных ( и других ) конструкций замечено не было.  Причем что интересно, все эти 6 часов мы на Рождество слушали музыку в режиме накала ГМ70 переменным током !  Никто на нормальном для прослушивания расстоянии никакого фона не слышал, хотя акустика ( временно, конечно, просто ничего другого небыло рядом )  была с весьма высокой чувствительностью – это были обратные рупоры на 4А28 ( около 95 дБ ).   Конечно, в штатном режиме с этим усилителем планируется  другая акустика с даже более низкой чувствительностью.

Нижние милиамперметры показывают величину тока анода каждого канала, верхние –  напряжение на второй сетке 6550.  По-прежнему пока нет верхнего блока управления и защиты.

IMG_20201206_195159

Добавлено 10 августа 2022 года. Делаю последний, пятый этаж  – это система контроля и включения усилителя. К сожалению, вот этого моего “монстра” нельзя вот так просто взять – и включить одной кнопкой или тублером –  обязательно нужен предварительный контроль состояния батарей и вспомогательных узлов – например необходима проверка наличия накала на ГМ-70 до подачи анодного напряжения, нужен контроль напряжения на второй сетке нижнего пентода и состояния батарейки смещения в сетке этого же пентода.

Чтобы упростить сбор этой информации и последующий контроль за ней в процессе работы усилителя, я сделал этот узел на процессоре Arduino Uno, к которому подключен через интерфейс I2C жидкокристаллический экран LCD1602.  Вот  ( ниже ) скетч для последовательного контроля  наличия напряжения накала, напряжения батарейки смещения и напряжения на второй сетке лампы 6550, а также анодного питания ГМ-70. Как видим, здесь большая часть программы выпоняется только один раз при включении усилителя, и если все этапы контроля успешны, то в цепи loop  происходит только контроль анодного напряжения с периодом 500 миллисекунд  с выводом на табло LCD1602  величины напряжения на аноде для левого канала в первой строке и для правого канала –  во второй.   И если это напряжение отличается от заданного, то происходит аварийное отключение  высоковольтного блока и блока питания вторых сеток.

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

void setup() {

Serial.begin(9600);
pinMode(9, OUTPUT); // Ug2 swich
digitalWrite(9, LOW);
pinMode(10, OUTPUT); // HV swich
digitalWrite(10, LOW);

// pin 4,5 – relay switch

pinMode(8, INPUT_PULLUP);

delay(2000);

// switching Left channel input
pinMode(5, OUTPUT);
digitalWrite(5, LOW );

// switch to measurement
pinMode(4, OUTPUT);
digitalWrite(4, HIGH );
delay(2000);

// vr and vl – bias battery voltage values, Left vl and
// Right vr channels

int vl = analogRead(2);

if ( vl > 90 ) {

lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Left ch bat low !”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print( vl );
delay(10000);
lcd.noBacklight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(” “);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(” “);

digitalWrite(4, LOW );

while(true);

}

else {
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Left ch bat OK”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print( vl );
delay(5000);
lcd.noBacklight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(” “);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(” “);

}

// switching to Right channel
digitalWrite(5, HIGH);
// switch to measurement
digitalWrite(4, HIGH );
delay(2000);

int vr = analogRead(2);

if ( vr > 90 ) {
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Right ch bat low !”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print( vr );
delay(10000);
lcd.noBacklight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(” “);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(” “);
digitalWrite(4, LOW );
digitalWrite(5, LOW );
while(true);
}

else {
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Right ch bat OK !”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print( vr );
delay(5000);
lcd.noBacklight();

}
digitalWrite(4, LOW );
digitalWrite(5, LOW );

//Checking filament voltage
if (digitalRead(8) == HIGH)
{
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“NO FILAMENT VOLTAGE !” );
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(” “);
delay(10000);
lcd.noBacklight();
while(true);
}
else {
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Filament Volt OK”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“Switching ON Ug2”);
delay(1000);
//lcd.noBacklight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Ug2 board warms “);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“up. Please wait!”);
// while(true);
}
// switch ON 6550 Ug2 board
digitalWrite(9, HIGH);

// Ug2 board warm-up
delay(30000);

// checking 6550 Ug2 voltage
int vg2 = analogRead(3);
if ( vg2 > 780 or vg2 < 695 ) {

//Ug2 board switсhoff
pinMode(9, OUTPUT);
digitalWrite(9, LOW);

lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Ug2 out of range”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“Ug2 = “);
lcd.print( vg2 );
delay(10000);
lcd.noBacklight();
while(true);
}
else {
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Ug2 = “);
lcd.print( vg2 );
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“Switching ON HV “);

//lcd.noBacklight();
// lcd.setCursor(0,0);
// lcd.print(” “);
// lcd.setCursor(0,1);
// lcd.print(” “);
// while(true);
//swithching ON High Voltage
digitalWrite(10, HIGH);

// HV board warming up
delay(10000);

}

}

void loop() {

int u_a_Left = analogRead(0);
int u_a_Right = analogRead(1);

bool var = true;
while ( var == true )
{
int u_a_Left = analogRead(0);
int u_a_Right = analogRead(1);
if ( u_a_Left < 535 and u_a_Right < 535 ) var = true;

lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Ua_left=”);
lcd.print( u_a_Left );
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“Ua_right=”);
lcd.print( u_a_Right );
// lcd.print( u_a_Left );
// lcd.print(“V”);
// lcd.print(“Uar=”);
// lcd.print( u_a_Right );
// lcd.print(“V”);

delay( 500 );
}

digitalWrite(9, LOW);
digitalWrite(10, LOW);

lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Ua was too high !”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“Ual=”);
lcd.print( u_a_Left );
lcd.print(“V”);
lcd.print(“Uar=”);
lcd.print( u_a_Right );
lcd.print(“V”);
delay(10000);
lcd.noBacklight();
while(true);

}

 

и схема соединения  компонентов  платы  ТВ   для коммутации линии тестирования батареек смещения в  первых сетках 6550:

TB_board 5th floor_schematic

 Работает она  так: когда включается питание Ардуино, он подает высокий сигнал на реле 4 и включается реле К2 и происходит считывание сигнала с линии левого канала, этот сигнал зависит от состояния батарейки, и если он более 90 единиц ( это около 0.3 вольта, что соотвествует 10 вольтам на батарейке ), то Ардуино подает сигнал на монитор Ардуино, что батарейка соответствующего канала разряжена и ее необходимо заменить, и последущий запуск усилителя блокируется.  Если с батарейкой все хорошо, то реле К1 переключает измерительную схему на правый канал и процесс  замера повторяется.  Потом реле К1 и К2  отключаются и Ардуино переходит к следующим этапам:

–  проверка наличия накала на лампах ГМ-70;

–  проверка наличия и величины напряжения питания вторых сеток 6550;

–  проверка величины анодного напряжения.

Плата Т2  ( на пятом этаже ) содержит входные узлы для подключения к Ардуино цепей котороля анодного тока и напряжения на второй сетке 6550.

( схема платы загружается )

 

Дополнено 18 сентября 2022 года. Переделан трансформатор питания накала ГМ-70.  Бывший на основе ОСМ-0.25 был заменен на другой с Ш-образным сердечником. Причина замены – видимо из-за отличия в магнитных свойствах отдельных подковок ПЛ-сердечника ОСМ-0.25 наблюдались значительные, около 0.7 вольта  различия в выходном напряжении плеч обмоток на боковых стержнях. Это в свою очередь приводило к плохой компенсации емкостей и гудению трансформатора в режиме питания накала ГМ-70 выпрямленным током. На Ш-образном сердечнике такого рода проблемы не может быть в принципе. Описание этого трансформатора есть  здесь.  После замены накального трансформатора на новый фон переменнего тока практически исчез, лишь приложив к колонке ухо  вплотную можно услышать легкое зудение от ВЧ помех. Их причиной было плохое экранирование сигнального кабеля от 6Ж4 к 6550 – об этом чуть ниже.

 Дополнено 25 декабря 2022 года. Начал собирать блок управления. Верхняя крышка из молочного оргстекла, слева сетевой датчик напряжения и тока, и две кнопки “вкл” и “выкл”, в середине серия кнопок для переключения вариантов питания накала и кнопка включения зарядка аккумуляторов.  Справа – ЖК экран Ардуино и кнопка его перезагрузки.   Самих аккумуляторов ( на нижней полке ) пока нет. Да, и временно снят защитный декоративный экран с  высоковольтного блока ( второй этаж ).

 

2022_12_27_2_small

 

Сейчас ( добавлено 11 ноября 2024 года )  SE30 работает с реставрированной  акустикой 40АС8 от Виктории ( статью о реставрации этих колонок можно прочитать здесь 40АС-8 ).    Очень гармоничная пара получилась, и по чувствительности, и по тембральной окраске.

Между прочим, в феврале 2024 года у меня дома собрались мои друзья и мы устроили прослушивание моих  четырех ламповых систем – этажерки, Черного Дрозда,  однотакта на 6С33С и двухтакта Dynaco ST70.  Можете представить –  этажерка SE30 ( так я ее окрестил – однотакт SE 30 ватт на канал ) в этом тесте победила !

Идет доработка блока управления, который на самом верхнем 5-м этаже –  пока не все запланированные функции  Ардуино работают.

DSC02788_res_etazerka_40AS_8

Еще осталось поставить боковины, заднюю крышку и защитные стекла перед лампами – и можно сказать, что это  будет все !

Добавлено 11 ноября 2024 года. Немного досаждал очень легкий фон из колонок в паузах если подойти вплотную к колонкам.  Причину удалось легко вычислить – накал 6550 переменным током –  жгут проводов с четвертого этажа ( на котором стоит  и накальный трансформатор 6550 и предварительный усилитель на 6Ж4 ) на третий  был общим и сигнальный провод не был экранирован от косички накала. Две лампы 6550 потребляют 3.2 ампера  переменного тока – это немало и это давало наводки. После разделения этого жгута на два помеха практически исчезла в правом канале и лишь едва-едва слышна в левом.

Также сейчас длинными зимними вечерами понемногу доделываю блок управления. Заодное приятно около этой печки погреться :-).  Очень хочется послушать этот мой гигант в уже законченом виде ! Надеюсь что к лету все будет готово.

Пока еще готовится весь пакет документации, он будет  тоже опубликован.

 

Дополнено 29 ноября 2024 года. И автоматика на пятом этаже уже работает !  Усилитель гладко запускает все узлы и пока усилитель работает, Ардуино старательно, с интервалом в пол-секунды проверяет и выводит на экран величину анодного напряжения.

 

Что осталось – внешняя отделка и блок 12 в  аккумуляторов на первом этаже.

 

Дополнено 1 декабря 2024 года.  Подключил к SE30   ( пока еще только  одну колонку, второй пока просто нет ) , описанную мною тут.   Ну что сказать,  40АС-8 колонка конечно неплохая ( для своего времени и габаритов ).   Но  старый добрый  Isophon  в паре с двумя  Eminence Alpha 15A  не оставили на продукции RRR камня на камне.  Ни по басу, ни по верхам, ни даже в передаче середины. Просто другой уровень.  Когда доделаю  свой аудиостеллажик, SE30 будет  петь   в паре с Изофоном.

 

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

Некоторые технические заметки – памятки для самого себя.

 

 

Разъем блока верхнего 5-го этажа управления, колодка РП14-10Л,  “папа”, вид спереди:

Socket_5th_floor

 

 

RP14_Socket_2th_floor

 

 

RP14_Socket_4th_floor

 

 

Разъем DB25  входа сигналов контроллера на пятом этаже:

Signal_Socket_5th_floor

 

Digital out (  4 and 5 )  –  6550 grid battery test auxiliary outputs ( both channels )

Digital input, pullup (8) – Filament test ( both channels )

Digital out (9) – Ug2 switch

Digital out (10) – Ua switch

Analog input(0) – Left ch Ua

Analog input (1) – Right ch Ua

Analog input (2) –  6550 grid  ( -12V relative to Ground )  battery test ( both channels )

Analog input (3) – Ug2 test voltage

Analog Input (4) –  left battery voltage test

Analog Input(5) – right battery voltage test

 

Коэффициенты пересчета (  analog counts of Arduino  ) to Voltage:

–   Анодное напряжение –  2.93  ( предельное значение – 1500 вольт  или  535 counts );

–   Напряжение на второй сетке 6550 – 0.38 (  допустимый интервал  268 – 295 вольт, или  700 – 780 counts ).

 

 

 

 

Гибридный усилитель с германиевым транзистором в катоде выходной лампы

Потихоньку доделываю начатые ранее проекты.

Многие мои предыдущие работы показали большую перспективность схем с включением ламп по схеме с общей сеткой ( ОС ) . В этой работе будет представлена аналогичная схема усилителя, только тут с ОС работает выходной каскад.

В  одной из моих последних публикаций уже была похожая схема и макет усилителя на лампе 300В в выходном каскаде, но окончательную конструкцию я все-таки решил делать пока на менее мощной лампе 6С4С, так как 300В требует очень  большого напряжения на транзисторе, а качественных маломощных германиевых транзисторов на 160 – 200 вольт КЭ просто нет.

Как шасси для усилителя я выбрал неудавшуюся конструкцию усилителя на 2А3 ( см UU   ). Тем более, что там уже были подходящие по сопротивлению ( 3.5 КОм ) и по индуктивности первички ( 10 Гн ) выходные трансформаторы от фирмы James Audio 6133HS.  Переделка заняла всего три для и по завершении работы получилось вот такое вот творение.  Сначала схема усилителя.

Gibrid1В качестве драйвера я на этот раз выбрал более благозвучную ( и более линейную в пентодном включении ) чем 4П1Л лампу 10Ж12С  –  аналог знаменитой американской WE310А. Катодный резистор R3 сознательно не зашунтирован, хотя он и дает некоторую ООС, однако величиной его сопротивления по сравнению с внутренним сопротивление пентода можно пренебречь. В этом, кстати, еще одно преимущество пентода перед триодом – в случае триода резистор аналогичного номинала уже вносил бы очень значительную ООС и его пришлось бы шунтировать электролитом. А любой электролит в аудио цепях, на мой взгляд, это серьезный компромисс. Поэтому я стараюсь их ставить минимальное количество, а если уже без этого не обойтись ( как в случае БП и развязок по питанию ), то приходится выбирать самое лучшее. Например, конденсатор С4 –  Rifa  ( белого  цвета ). По моему наблюдению, шунтирование плохих электролитов пленкой  не особо спасает – паразитная индуктивность и высокий импеданс дешевых электролитов все равно делают свое черное дело.

Переменным резистором  R7  устанавливается режим выходной лампы, терморезистор  NTC1  нужно разместить как можно ближе к транзистору ГТ906, который желательно установить на хороший теплоотвод ( от корпуса можно не изолировать ).  Транзистор ГТ906 важно подобрать с минимальным обратным током коллектора.

Еще прокомментирую один нюанс – дроссель L1 в развязке по питанию, причем достаточно большой индуктивности. Это сделано умышленно, во первых – чтобы снизить требования к емкости последующего конденсатора – тогда можно избежать установки электролита и поставить качественный пропиленовый ( у меня Эпкос ). Во-вторых, чтобы избежать попадания  ВЧ помех в цепь пентодного драйвера – в этом есть минус применения пентода – он более чувствителен к помехам распостраняющимся по питанию. Дроссель купил на е-Вае, но можно его намотать и самому – к его величине активного сопротивления нет особых требований – поэтому его можно мотать самым тонким проводом, только бы не рвался при намотке. Величина активного сопротивления моего дросселя –   2300 Ом.   Да и индуктивность без больших проблем для звука можно снизить до 10 – 15 Гн.

 

dav

Косметически усилитель недоработан, некоторые погрешности  предстоит подчистить ( например винт М3 на РГ 🙂 ).

Пробные прослушивания были сделаны в двумя вариантами акустики – Симфония ( 3-е издание ) и мои последние самодельные щиты 2А12 –  AL130 – T-90 ( “купчихи” ).  Первое впечатление – выдаваемых усилителем 3.5 ватт совершенно достаточно для помещения в 25 кв метров. Что удивило – что купчихи оказались более чувствительными чем Симфония. Общее впечатление очень положительное – услитель всеяден – играет отлично все жанры. Сбалансирован тонально – самый глубокий бас и верхний регистр, а также вокал передаются ровно, без навязчивых предпочтений. И самое главное – транзистров не слышно вообще – чисто ламповый звук без кремниевого песочка или германиевого подзвона. При этом у усилителя есть очень важная для меня особенность – он прекрасно передает настроение, тонкую структуру и тональный баланс  музыки даже на самой минимальной громкости.  У прямонакалов качаемых по сетке это как раз всегда было слабым местом.  По крайней мере меня это всегда раздражало.

БП нарисую чуть позже, но он совершенно обычный классический на кенотроне.  Анодный трансформатор – от Антек ( две анодные обмотки по 340 вольт ).  Накалы ламп 10Ж12С питаются выпрямленным током от двух 6.3 В включенных последоваиельно обмоток анодного трансформатора,  накал кенотрона 5Ц3С ( в усилитель установлен выпускамый  Emission Labs аналог ) – от отдельного тороидального трансформатора с двумя обмотками по 2.5 вольта,  средний отвод уходит к дросселю LL1673.  Накал  выходных ламп питается от  двух вынесенных за заднюю часть усилителя 6 В аккумуляторов по 10 Ампер-часов каждый.

Учитывая цоколевку выходных ламп можно устанавливать только октальные 6С4С или  6B4G. Если поставить другие панельки ( и, конечно  накальные аккумуляторы ) то возможна замена на 2А3.

Добавлено 3 января 2019 года – снял АЧХ усилителя и 10 КГц меандр.  Исключительно хороший результат !  По уровню минус 3дБ  полоса от 8 Гц до 80 КГц ! Очень советую попробовать эту топологию.

Jamess_Audio James_Audio_10KHz

Усилитель в комплекте с колонками Симфония знял свое место в моем офисе в Риге.

Gibrid

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

Калибровка измерителя параметров электронных ламп Л1-3

Методика как калибровать этот прибор перед началом работы есть о писании к прибору ( часть 8.3 ). Но можно делать немного по-другому, ИМХО логичнее и понятнее.

Подготовка Л1-3 к проведению измерений:

установить держатель предохранителя в положение, соответствующее напряжению питающей сети;

к гнезду  обозначенному соответствующим знаком подвести заземление;

ручки регулировки напряжений питания «Накал», «Uс2», «Uа», переключателя «Сеть» установить в крайнее левое положение, потерциометр “Uc1” – в крайнее правое положение ;

переключатель «Параметры» установить в положение “Изоляция” а переключатель «Изоляция» — в положение «Пар.»;

тумблеры «мкА» и «S» должны находиться в положении «Изм.», а тумблер сети — в нижнем положении (выключено);

найти нужную испытательную карту, соответствующую испытуемой лампе, наложить ее на коммутатор и заполнить отверстия карты штепселями;

подсоединить к прибору шнур питания, вилку которого включить в сетевую розетку;

тумблером «Сеть» подать напряжение сети на прибор (загорается сигнальная лампа);

при нажатой кнопке «Сеть» переключателем «Сеть» установить стрелку измерительного прибора на красную черту (120 делений шкалы);

дать прибору 10—15 мин прогреться, затем произвести:

 

1.  Установку нуля и максимально отклонения милиамперметра, для этого  ( испытуемую лампу пока не устанавливаем ! )  :

а)   Переключатель ИЗОЛЯЦИЯ в положении Параметры;

б)   Переключатель ПАРАМЕТРЫ в положении   Ic1;

в)  Тумблер  “мкА ” в положении Измерение;

г)  Наживмая кнопку “изм”  потенциометром R123 устанавливаем на шкале “0” ( ноль );

д) Переключаем тублер “мка” в положение Калибровка;

е)  Потенциометром R125 устанавиливаем на шкале микроамерметра “120” на красную метку. Возвращаем тумблер “мкА” в положение Измерение.

ж)  Делаем операции в) – е) повторно до стабильных показаний.

 

2 .  Делаем  калибровку крутизномера ( вот тут можно уже установить испытуемую лампу ), для этого:

а  –  установить тумблер «S» в положение “Калибр”, а переключатель “Параметры” – в положение S.

б  – при нажатой кнопке «Измерение» стрелку измерительного прибора установить на красную риску шкалы, вращая ось потенциометра  ( R129 ) справа от тумблера «S». Вернуть  тумблер «S» в положение «Измерение».

 

В процессе работы желательно периодически проверять калибровку нуля и крутизномера.