Не совсем обычный взгляд на блок питания лампового усилителя

О предмете статьи. Здесь пойдет речь о классических схемах БП, на основе 50 Гц трансформаторов.  Импульсные БП пока оставим в стороне. И в основном будем обсуждать питание выходных каскадов усилителей мощности.

Казалось бы, чем таким особенным отличаются блоки питания для ламповых усилителей ?  Конечно, что первым приходит на ум, это наличие высокого напряжения, что в случае полупроводниковых усилителей не встречается. Но, оказывается, что у ламповых БП есть еще одна особенность, о которой обычно почему-то в литературе не упоминается.  Она связана с тем, что лампа в силу особенностей конструкции пропускает ток только в одном направлении – от катода к аноду. То есть, если полупроводники бывают n-  или p- типов с электронной или  дырочной проводимостью, то  электроны в вакуумной лампе могут двигаться только в одном направлении.

Давайте сначала посмотрим, как обычно устроены БП полупроводниковых усилителей.  В подавляющем большинстве случаев – это  симметричный диодный мост нагруженный на батарею конденсаторов, что-то типа этого:

tranzistornji-usilitelj1

Поставщиком энергии в этом случается является вторичная обмотка сетевого трансформатора.  Но давайте посмотрим, а как “видит” нагрузка ( то есть выходной каскад усилителя )  вторичную обмотку этого сетевого трансформатора ?   Во-первых, ни один полюс питания не связан напрямую с обмоткой. Во-вторых, если само собой, не учитывать различие в поляности подключения, узел питания симметричен – то есть, на пути электронов от вторичной обмотки трансформатора в каждом плече питания ( и в плюсовом и в минусовом ) поставлено одинаковое количество элементов – диодов и конденсаторов. В комбинации с применением в выходном каскаде полупроводникового усилителя транзисторов разной проводимости, мы получаем почти идеальную симметричность в следовании электронного потока от одного полюса БП  через выходной каскад усилителя к другому полюсу.

А теперь давайте посмотрим, а как чаще всего устроены БП ламповых усилителей ? Наиболее распостранена так называемая классическая двухполупериодная кенотронная схема

kenotron

Ее особенностью является то, что она несимметрична. Все вентильные и фильтрующие устройства размещены в анодной ветке питания, а общий, минусовой провод соединен непосредственно с катодами ламп. Получается своего рода “пробка” в  цепи анода всех ламп – электроны, свободно и  эмиттрированные катодом от обмотки трансформатора, проходят через электронную лампу, и уже только тут настигают дроссель и катод самого выпрямительного устройства –  кенотрона. Понятно, что скорость движения электронов по проводам достаточно высока, чтобы такая схема в общем была бы работоспособной. Но вот в нюансах, которые весьма и весьма важно не упускать из виду при построении ламповых усилителей звука,  такая топология выпрямителя логичной уже не выглядит. Лишенная симметрии, она содержит выпрямительный элемент там, где его быть не должно – именно с анода электронный заряд должен стекать к источнику ( вторичной обмотке трансформатора ) беспрепятственно. В подтверждение моих слов упомяну, что не мной замечено, что ламповый удвоитель напряжения

d183d0b4d0b2d0bed0b5d0bdd0b8d0b51

часто  выглядит предпочтительнее классической кенотронной схемы – мне так кажется, что именно из-за более равномерного распределения выпрямительных элементов на пути движения электронов.

Вслед за классической кенотронной схемой питания, в ламповых усилителя часто используют и диодный мостовой выпрямитель. Но по какой-то непонятной традиции последующие фильтрующие элементы ( дроссели, электронные дроссели и т.п. узлы развязки ) ставятся именно в анодную цепь.

На что я намекаю ? А на то, что учитывая конструктивные особенности электронных ламп, их несимметричность и  необходимость обеспечить эффективный отток электронов с анода, было бы логичнее выпрямительные и фильтрующие  элементы ставить в отрицательный полюс БП.  Казалось бы – а конденсатор большой емкости следующий в конце БП ( к нему уже подключаются аноды ламп )  – разве он не обеспечивает отток электронов ? До определенного момента – да. Но когда мы вспомним про неидеальность электролитических конденсаторов и наличие у них паразитной индуктивности, то окажется, что электролит большой емкости в БП   – ничего по сути изменить не может – между ним и источником энергии ( “поглотителем” электронов –  вторичной обмоткой трасформатора ) стоит очень вредная “пробка” из дросселя и кенотрона, сильно замедляющие отток электонов и тем самым вносящие пусть даже незначительные, но негативно вляющие на работу электронной лампы искажения.

Чтобы проверить на практике как это работает, я сделал такой вот БП.

psu_negativ1

Трансформатор Tr2 -Это тор для питания галогенок мощностью 100 Вт у которого перемотана вторичка – две обмотки по 5 вольт размещены в разных половинках тора и тем самым изолированы друг от друга – между ними переменное напряжение достигает 1000 вольт.  Конденсатор С1 – МБГП-1, С2 – полипропиленовый MKP для запуска двигателей. Если сглаживание пульсаций не покажется достаточным, то можно после дросселя поставить и электролит.

У этого рода топологии есть еще одно преимущество – к положительному полюсу питания можно подключать любую дополнительную нагрузку без каких либо развязывающих фильтров, например второй канал усилителя.  Выглядит, что особенно полезна будет такая схематика БП для питания экранной сетки тетродов и пентодов.

Уже сейчас я его послушал с новой схемой  каскода на прямонакалах.  Обнадеживает !  Но подробнее результатах его испытания я сообщу позднее, потому что предмет все-таки требует более детального изучения. А сейчас только хотел поделиться как мне кажется перспективной идеей для тех, кто любит качественный звук.

img_7277_7

Может показаться, что разницы нет куда поставить выпрямитель и поставив его в отрицательный источник питания мы перенесли  проблему неидеальности БП  из одного места в другое.   На самом деле это не совсем так.  Попробуйте.

__________________________________________________________________________________________

Однотактный каскодный 6Э5П – 4П1Л ( 45 )

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

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

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

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

s-l500

На всякий случай  схема оригинального изделия

china_6p3s_6n1p

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

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

cascode_4d0bf1d0bb_6d18d5d0bf_china2

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

psu_6e5p_4p1l

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

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

d0b0d187d185

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

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

 

img_7176

Дополнено 29 Ноября 2015 года.

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

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

d0bad0b0d181d0bad0bed0b4_6d18d5d0bf_45

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

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

achh_1w

fft_spectra_3w

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

10_hz_1w

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

d0b0d0bad0bad183d0bcd183d0bbd18fd182d0bed180

step_down_pcb

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

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

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

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

d0b3d0b5d180d0bed0b9

______________________________________________________________________________________

Однотакт на ГУ-48

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

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

_________________________________________________________________________________

ЦАП с ламповым выходом

Чтобы идти дальше в конструировании усилителей, я уперся в проблему качественного источника. Очень был нужен хороший ЦАП. Качеством тех, которые я имел дома и которые приходилось слушать до этого я не был удовлетворен в полной мере.  Если это классический ЦАП на операционных усилителях на выходе, то это как правило приводит к проблемке воспроизведения верхней середины и верхов. Середина становится слегка режущей ухо, резковатой, как-бы с песочком или металлом в голосе, особенно на высокой громкости.  С ламповыми ЦАПами тоже не все в порядке – часто нет хорошего баса или плоский, невыразительный звук, да и к тому же, почему-то разработчики очень любят ставить на выходе катодный повторитель, который хотя и снижает выходное сопротивление, но по моему скромному мнению звука мягко говоря не украшает.  В общем, пришел к выводу, что надо делать самому.

Почему я выбрал Ад1955 ?   Ее выход рассчитан на I – U преобразователь с током 3 – 5 мА положительной полярности.   А тут  – широкое поле вариантов для подключения к высокому анодному напряжению таким образом, чтобы выходной ток микросхемы ЦАПа проходил через лампу.

Да,  конечно, я хотел ЦАП с ламповым выходом.  А учитывая мою слабость к каскадам с общей сеткой и трансформаторам – то выход был запланирован на моей любимой лампе 6Э6П с трансформаторным выходом.  Выбор этой лампы обусловлен также ее невысоким внутренним сопротивлением в триоде, а также высокой крутизной ( 30 мА на вольт ), а в случае с каскадом с общей сеткой это дает пониженное входное сопротивление – и это очень хорошо для I – U преобразователей ЦАПов, для которых входное сопротивление  должно стремиться к нулю.   Логично сделать вход I – U преобразователя на германиевом транзисторе включенном по схеме с общей базой.  Отсюда родилась и схема.  По моим грубым прикидкам входное сопротивление моего гибридного каскода где-то порядка 1 Ом.   Как посчитал ?  Берем  формулу  расчета входного сопротивления каскада с общей сеткой  Rin = (Ra + Ri )/( u +1 ).  В нагрузке лампы 3.3 КОма,  сама 6Э6П в триоде имеет около 1500 Ом. Складываем и делим на 30 – это коэффициент усиления лампы.   Получается 160 Ом.  Это входное сопротивление лампы, включенной по схеме с общей сеткой.  Теперь для транзистора – лампа является нагрузкой  Rа.  Внутреннее сопротивление германиевого транзистора я не знаю,  но берем грубо 50 Ом,  тогда если его Кус около 250,  то ( 160 + 50 ) / 250 = 0.84 Ома.

Если кому-то 6Э6П покажется слишком подчеркивающей середину, то ее можно заменить на 6Ж9П, 6Ж11П или 6Ж49П. Только в этом случае следует обратить внимание на то, чтобы коллектор транзистора был соединен с выводами 1 или 3 ламповой панельки ( а не с выводом 6 ) – тогда вы сможете простым перетыком выбрать ту лампочку, которая вам покажется более певучей.

Привожу  первый вариант схемы, хотя уверен, придется его доработать, потому что нет предела совершенству….

1955_dac_6d18d6d0bf

Чтобы самому не делать цифровую часть, я взял на е-Вае платку ЦАПа на АД1955 и удалил из нее операционные усилители, также отпаял от выходов АД1955 положенные по даташиту резисторы 2К от плюса питания,  а 100 пф  ( конденсаторы С1 и С2 на схеме ) оставил те, которые были на плате.  Более подробную деталировку дам чуть позднее.

dac_minishow

В качестве блока питания пробовал транзисторный стабилизатор, но все-таки оказался лучшим по звуку ламповый удвоитель на 6Н1П, которая все-таки потом была заменена на ЕСС99. Причина применения этой редкой лампы проста – для упаковки своего ЦАПа я использовал корпус от китайского ЦАПа Lite, который приказал долго жить, слава богу, корпус я не выкинул.  Пригодились оба сетевых трансформатора, сетевая кнопка и разъемы входов – выходов.  Вот схема БП:

d0b1d0bf_dac19551

Как видно, накал 6Э6П питается постоянным током, но нестабилизированным.

Теперь немного о прослушивании.  Источник – СД-плейер Денон 1500 и сравнивал с его моим ЦАПом, подача сигнала через оптический цифровой кабель.  Усилитель – мой каскод на 6Э5П – 2А3 http://klimanski.com/?p=4147.  Колонки – широкополосник в ОЯ от 3АС505.  Первое впечатление было совсем плохим, я был очень огорчен и уже собирался отнести свое творение в чулан в компанию к другим неудачным проектам.  Мне показалось, что мой ЦАП дает излишне резкий женский вокал и трубу.  Но потом – о чудо ! – оказалось, что это я  на коммутаторе перед усилителем  перепутал входы – то, в чем я разочаровался – это был как раз Деноновский ЦАП, а вот мой ЦАП дает прекрасную подачу материала !   И тембральный баланс, ширина сцены, и эмоциональная насыщенность будут повыше, чем у Денона.  В общем, поет чистенько, детально, прозрачно, и что особенно отличает от моего фирменного Денона – очень мягкая подача вокала и вообще верхней середины и верхов – никакого звона, излишней резкости практически на любой громкости, в общем – намного натуральнее.  Тут уместно сказать про “окраску” звука. Как и в колориметрии, говоря про окраску, важно ответить на вопрос – а что принято за эталон белого ?  Если за этот эталон принять транзисторный звук – то да, лампы дают “окраску”. Но в моем понятии ламповый звук – это и есть эталон белого.  А операционные усилители на выходе ( кстати, всегда применяемые с глубокой ООС )  дают слегка металлическую окраску и  немного ненатуральный верхний регистр, что живому исполнению имхо не присуще. В общем остался весьма и весьма доволен своим творением.

Вот его характеристики

– выходное напряжие на уровне 0 дБ  – 2 Вольта;

– уровень шумов – менее  -80 дБ,  меньше просто не нечем померить;

– суммарный коэффициент гармоник на максимальном уровне – менее 0.15 % – опять-таки пока точнее не могу измерить.

– входы – оптический и  SPDIF;

– выходы – небалансный 2 Вольта и балансный 10 Вольт;

– выходное сопротивление – на  небалансном выходе – менее 100 Ом,  балансный выход – около 2 КОм;

– схема не содержит цепей ООС.

Вот как выглядит упакованный в корпус прибор и фото всего комплекта аппаратуры для прослушивания.

imag0218_2

imag0220_2

Выходные трансформаторы были намотаны на заказ в фирме Аудиоинструмент, за что поклон Сергею Глазунову.  А еще – читайте на форуме   http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=4180.0 . Мои первые попытки ( не совсем удачные ) сделать ЦАП только на лампах есть в другой ветке на этом же форуме  http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=1267.570.

Дополнено 6 июня 2015 года. Пришлось немного подкорректировать схемку. Во-первых, на пиках громкости наблюдался возбуд ( резонансы ) и поэтому пришлось добавить конденсаторы С3 и С5 в сетки ламп, а также С1 и С6 в аноды. Также, по причине дрейфа напряжения на выходе АД1955 пришлось застабилизировать базы транзиcторов при помощи стабилитрона Д1 на 3.0  вольта.  Ну, и все-таки 6Э6П я заменил на 6Ж49П – мне она из всех перечисленных ранее показалась самой сбалансированной тембрально.

1955_dac_6d0b649d0bf

*

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