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 !
И назову его именем своей любимой птицы – черного дрозда ( BlackBird ). Мне очень нравится его слегка меланхоличное пение.
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 .
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 ).
И пожалуйста, в желании “улучшить” приведенную ниже схему, не пытайтесь заменить нижнюю лампу каскода на триод. У меня уже есть знакомые, которые хотели таким образом “снизить коэффициент гармоник и снизить внутренее сопротивление каскода” , но поверьте, ничего хорошего из этого не получилось. Тогда уж делайте классическую, всем понятную схему с общим катодом, это будет честнее. Из-за такого рода “экскрементаторов” и расходятся в народе мнения, что типа, у каскода нет баса. Коню понятно, что сочетать каскод со старым, по моим понятиям, порочным подходом к постороению аудиосистемы ( со стремлением любой ценой снизить КНИ, с ООС и катодными обмотками, с коэффициентами демпфирования и т.п. лабудой ) – нельзя. Выбирайте – или – или.
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 – 87
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.
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.
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.
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 ).
Немного улучшил внешний вид усилителя – поставил донышко с ножками и с ручками по бокам ( из мебельного магазина ) – теперь переносить усилитель стало легко и удобно.
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.
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 газовый стабилизатор вместо полупроводниковых стабилитронов. Не думаю, что они 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.
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 ).
Дополнено: в последствии указанный сетевой фильтр был удален. Именно он был повинен в
Окончательная схема доработанного усилителя.
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
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.
Появились декоративные металлические колпаки на сетевом и выходном трансформаторах – моноблоки обрели законченный вид.
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.
.
Дополнено в декабре 2022 года.
Сделано первое серьезное ТО. Батарейка Крона в сетке КТ66 прослужила 5 лет, ее пришлось заменить. Не просто заменить, а поставить вместо батарейки устройство фиксированного смещения на степ-даун платке, а ее питание сделал на пачатном 12 В трансформаторе. Схему скоро подправлю и загружу. Такое изменние продиктовано необходимостью быть уверенным, что со смещением все в порядке. В случае если батарейка просядет, то из-за неконтролируемого роста тока каскода может пойти вразнос нижкий пентод каскода, что приведет к его повреждению или повреждению выпрямителей блока питания.
Как межкаскадный между EF36 и КТ66 поставил Аудионоут 0.47мкф 630 вольт медь в масле. Просто попробовать. Понравилось ! В какой-то мере играет тонально побогаче. То есть Мундорф немного аналитичнее.
Что еще. Попробовал менять лампы вместо КТ66. Подошла, трудно поверить, но 6П3С, правда, 60-го года военной приемки. И отлично играют ! Все, что сделано после 1970 года не поет, или мне попался брак. И несмотря на то, что лампа немного перегружена ( 24 ватта на аноде ) – но работает стабильно. Пробовал EL34 JJ, тоже очень хороша, но пока положил в запас – она требует небольшой подстройки смещения. Хотя EL34 в некотором смысле предпочтительнее, если нужет более глубокий бас – у этой лампы в сравнении с 6П3С и КТ66 малость более низкое внутреннее сопротивление – 15КОм ( против 22КОм ).
В блок питания вместо 12AX4 ( которуй сейчас все труднее найти ) можно поставить 12D4 или даже 6Д22С. В одном моноблоке я поставил 12D4 , у них внутреннее сопротивление ниже и с ними анодное напряжения увеличилось с 720 до 745 вольт.
Система ООС была отключена и удалена за ненадобностью. Также был полностью удален сетевой фильтр.
Были доработаны колонки – теперь в них установлены по 2 динамика 2А12, а Висатоновский AL170 отключен, а в качестве пищалки работает Fostex T-90. Описание доработки колонки есть здесь.
В доработанном виде система продолжает радовать меня, мою семью и гостей своим чудесным звуком !
Добавлено 6 марта 2023 года. Немного переделана схема подачи смещения на нижнюю лампу каскода. Батарейка была удалена и вместо нее сделана система подачи регулируемого смещения – печатный трансформатор на 12 вольт, выпрямитель с выходом 16 – 18 вольт постоянного тока, регулируемый stepdown конвертер ( платка куплена на Aliexpress ) , вывод 2 ( минус ) конвертера подключен к резистору R8 номиналом 100К ( вместо батарейки Bat1, см. схему усилителя выше ), а вывод 1 ( плюс ) – к общему проводу.
Кроме того, переделан ввод сетевого шнура — вмонтирован позолоченый медный сетевой разъем от Furutech – для того, чтобы можно было потом подобрать “правильный” сетевой кабель.
Дороботка позволила в точнее и в более широких пределах регулировать смещение, поэтому вместо КТ66 и 6П3С попробовал ставить и другие похожие по цоколевке лампы – например EL34. У нее значительно выше крутизна, поэтому она требует меньшего напряжения для раскачки. Если El34 от JJ играла немного аналитично, то китайская Psvane оказалась много музыкальнее и пока оставил именно ее.
После переделки животик Черного Дрозда теперь выглядит так: ( фото загружается ).
*************************************************************************************************
