О пропитке выходных трансформаторов

В процессе работы на проектом своего нового усилителя “BlackBird” http://klimanski.com/?p=4263 – или “Черный Дрозд” если по-русски, у меня возникла необходимость зафиксировать витки намотанного мной выходного трансформатора. Почему возникла такая необходимость ? Дело в том, что в звучании усилителя с непропитанным выходным трансформатором при повышенных уровнях громкости я слышал посторонние призвуки, как бы резонансы на определенных частотах,  причем эти призвуки иногда появлялись, иногда – нет.

Изучение  имеющейся   в интернете  информации по теме пропитки выходных трансформаторов не дало однозначного ответа на этот вопрос – большинство авторов сходится во мнении, что пропитка не нужна и даже вредна, другие говорят, что легкая пропитка полезна.

С точки зрения логики любая пропитка, даже легкая, должна казалось бы приводить к увеличению емкости обмоток, и, следовательно, к ухудшению частотой характеристики выходного трансформатора на высоких частотах.   Однако наличие противоположных мнений все же  подтолкнуло меня к попытке изучить этот вопрос более внимательно и  попробовать это сделать практически.

Какие пропиточные материалы можно использовать для этой цели ?  Чаще всего упоминается парафин или церезин, также встречаются советы пропитывать смолой, шеллаком, воском, канифолью. Для того, чтобы определиться с выбором, нужно подумать – а какие параметры пропиточного материала являются наиболее ценными  ?  Наверно  наиболее важными характеристиками являются механическая  прочность – витки в постоянном магнитном и переменном электрическом поле испытывают очень высокие механические нагрузки, а также термостойкость – пусть трансформаторы выходные не нагреваются так сильно как сетевые, но тем не менее в жаркий летний день они могут вполне нагреться от самого шасси до 50 – 70 градусов. По этой причине парафин, церезин и смола с канифолью отпадают – эти материалы уже при нормальной температуре уже довольно мягкие, а уж при нагреве они вовсе могут расплавиться.

Что остается ? На мой взгляд, остаются только специальные для пропитки трансформаторов предназначенные лаки, которые имеют высокую механическую прочность и термостойкость.  Кроме того, высокая механическая прочность дает возможность свести к минимуму количество требуемого для пропитки материала, что очень ценно с точки зрения избежания увеличения паразитной емкости обмоток. В общем, по совету более опытных товарищей с форума дийаудио ( за что им огромное спасибо ! ), я остановился на лаке МЛ-92. Это лак на основе меламино-алкидной смолы, которая требует сушки при повышенной температуре, что само по себе хотя и вносит некоторую сложность в процесс пропитки, тем не менее очень полезно с точки зрения удаления остаточной влаги из материалов обмоток трансформатора. А это очень хорошо, потому что вода – это вещество с высоким значением диэлектрической проницаемости – 81, то есть влага попавшая между обкладками в 81 раз увеличивает емкость получившегося конденсатора, заодно сильно снижая его прочность на пробой. В общем, от воды в трансформаторе, также как и вообще в электронике – одни проблемы и от нее нужно избавляться всеми доступными способами.

Для того, чтобы снизить по возможности количество остаточного лака в обмотках, то есть не пропитывать их на все 100%, исходный лак нужно разбавить.   Для начала я выбрал разбавление 1 к 3.

Вот характеристики лака МЛ-92

По своим характеристикам лак МЛ-92 является материалом, который выдерживает высокие электрические напряжения, ток, поверхностные разряды, электрическую дугу. Этот лак принадлежит к классу нагревостойкости В, что соответствует температуре 130°С.

Структура лака представляет собой однородное вещество, в котором отсутствуют механические включения. Изделия, которые покрываются таким лаком, можно эксплуатировать на территориях с умеренным и тропическим климатом. Используется лак в помещениях или под навесом. Также МЛ-92 можно использовать в помещениях или объемах, в которых колебания влажности и температуры воздуха несущественно отличаются от колебаний на улице, а также в которых есть достаточно свободный доступ к открытому воздуху. Применять лак можно в температурных условиях от -60 до +120°С.

Для того, чтобы работать с лаком, его нужно разбавить, для чего используется толуол, ксилол или смесь какого-то из этих растворителей с уайт-спиртом. Наносить лак можно окунанием или наливом. На алюминиевые сплавы допускается нанесение лака без предварительного нанесения грунтовки.

Внешний вид МЛ-92

Поверхность, на которую на которую правильно нанесен лак, после высыхания становится гладкой, однородной. Цвет – коричневый разной насыщенности.

Нанесение материала

Наносить лак можно двумя способами: наливом и окунанием.  Количество слоев зависит от специфики работ. Слои должны быть равномерными, без потеков.

Расход МЛ-92

Расход лака на 1 слой составляет от 40 до 50 гм/2. Каждый слой покрытия лаком МЛ-92 составляет в среднем 20-30 мкм.

Сушка

Каждый нанесенный слой лака нужно правильно просушить. Для начала обработанную поверхность необходимо выдержать 15-20 минут при температуре 18-22°С. После этого можно начинать горячую сушку. Ее осуществляют при высоких температурах (105-110°С) на протяжении одного часа.
Если лак наносится толстым слоем, то его нужно сушить при температуре около 120°С не менее 16 часов.

Технические характеристики МЛ-92

Условная вязкость МЛ-92 (вискозиметр типа ВЗ-246, диаметр сопла 4мм) в условиях температуры 20 градусов, плюс-минус полградуса 25 – 50
Массовая доля в процентах нелетучих веществ 10
Время высыхания (в условиях температуры 105-110 градусов Цельсия) до степени 3, ч, не более 1
Просыхание лака при нанесении толстым слоем (в условиях температуры 115-120 градусов), ч, не более 16
Термоэластичность пленки после высыхания лака в условиях температуры 148-152 градусов, ч, не менее 48
Твердость покрытия в условиях температуры 18-22 градусы по разным маятниковым приборам, не менее
тип ТМЛ (маятник А), отн. ед. 0,15
тип М-3, усл. ед. 0,40
Минимальная маслостойкость пленки, Н 78
Минимальная электрическая прочность покрытия при разных температурах, МВ/м
температура 18-22 градусов 70
температура 128-132 градусов 40
температура 18-22 градусов, после действия воды в течение суток 30
Удельное объемное электрическое сопротивление покрытия при разных температурах, ОМ/м, не менее
Температура 18-22°С 1012
Температура 128-132°С 109
В течение суток после действия воды, температура 18-22°С 5*1010

В качества разбавителя я выбрал, как этого требует спецификация,  уайт спирит и ксилол. Взяв 0.5 литра лака, 0.5 литра уайт-спирита и 1 л ксилола, у меня получилось 2 литра смеси, которой достаточно, чтобы пропитать мой довольной большой выходной трансформатор из железа EI-137, сечением 12.4 квадратных сантиметров.

d181d0bcd0b5d181d18c

В качестве ванны взял 5-л бутылку от питьевой воды и отрезал ей верх. Кстати, не выбрасывайте отрезанную верхнюю часть – тем более, если у нее горлышко Уже, чем у бутылки для хранения готовой смеси ( справа ) – из этой верхней части получается отличная воронка для переливок.

Теперь как все было. Сначала трансформатор заливаем приготовленной смесью  лака 1 к 3, причем так, чтобы лак полностью покрывал весь трансформатор и ставим на 10 минут в эксикатор под вакуум. Для создания вакуума использовался обычный роторный насос, который должен давать разрежение не хуже 1/10 атмосферного давления.

img_7199_2

img_7200_2

img_7201_2

Потом снимаем вакуум, сливаем лак обратно в емкость, а трансформатор ставим снова в эксикатор, желательно подставив что-то типа тарелки ( чтобы стекающий лак не испачкал эксикатор ) и  включаем вакуум на 10 – 15 минут для предварительной сушки – и за это время из трансформатора стекают остатки лака. Желательно, чтобы трансформатор лежал так, чтобы слои намотки были вертикальны – тогда лак стекает полнее.

img_7202_21

После предварительной сушки нужно трансформатор нагреть до 100 – 120 градусов  под вакуумом. Указанная температура нужна для высыхания лака МЛ-92,  а вакуум – для ускорения сушки, потому что для удаления остатков растворителя ( ксилола и ауйт-спирита )  иначе нужна намного более высокая, чем 100 градусов температура – ксилол при нормальном давлении кипит при 150 градусах, а уайт-спирит выкипает в интервале температур 150 – 200 градусов.

Для нагрева трансформатора  я использовал его первичную обмотку как нагревательный элемент. И конечно тут нужен постоянный ток.   Удобнее если есть ЛАТР, от него – на диодный выпрямитель, и от него – уже на первичку трансформатора.   Чтобы провести провода внутрь эксикатора,  я взял две полоски медной фольги толщиной 0.05 мм. Чтобы эксикатор не потерял герметичности, зазор между крышкой и корпусом нужно обильно смазать вакуумной замазкой, состоящей из сплавленной 1 к 1 смеси вазелина и каучука.    Лучше сушку вести в два этапа – сначала подать примерно 50 % от нужного напряжения, а через 10 – 15 минут, когда трансформатор прогреется, подавать рабочее напряжение еще примерно часа полтора – два – при этом нужно постоянно следить за температурой обмотки постепенно снижая напряжение.

img_7206_2

Как рассчитать необходимое для нагрева обмотки напряжение ? Для этого  сначала нужно замерить омическое сопротивление катушки при комнатной температуре. Зная коэффициент зависимости сопротивления меди от температуры 0.004 Ом на 1 градус, можем рассчитать, что от нагрева обмотки на 100 градусов, ее начальное сопротивление R изменится на R * ( 0.004 * 100 ) = 0.4*R Ом. Удобнее всего, если у вас есть амперметр на 1 ампер ( или миливольтметр с шунтом, как у меня на фото ) и обычный тестер для замера напряжения – тогда в процессе нагрева по их показаниям вы сможете вычислить сопротивление первички трансформатора и сравнить с тем значением R которое мы уже вычислили заранее.

В общем,  примерно через два часа прогрева под вакуумом испарение растворителей заканчивается – эксикатор покрывается изнутри потеками конденсата растворителей и на дне образуется лужа. Нужно следить за тем, чтобы конденсат, который образуется также и в вакуумной трубке не попал в вакуумный насос. Отключаем электрический нагрев, сбрасываем вакуум, открываем крышку и вытаскиваем трансформатор.  Осторожно, он горячий ! После этого, желательно побыстрее, чтобы трансформатор не успел сильно остыть, очищаем бумажными салфетками эксикатор ( бумажными полотенцами или туалетной бумагой )  от остатков растворителя, просто протирая его внутреннюю поверхность,  включая поверхность крышки,   желательно насухо.   Помним об огнеопасности растворителей ! После этого снова кладем горячий трансформатор в эксикатор, на этот раз уже без проводов, нагрев не понадобится, и снова включаем вакуум на 10 минут – это нужно для окончательного удаления остатков растворителя из обмоток и со стенок эксикатора. После этого кран подачи вакуума наверху эксикатора закрываем, насос отключаем и даем нашему трансформатору остыть под вакуумом естественным образом. Я делал пропитку вечером, и просто оставил его в эксикаторе до утра.

Итого, вся процедура занимает около 3 часов + охлаждение. Утром включаем трансформатор в усилитель и после “прогрева” трансформатора хорошей музыкой в течение 1 – 2 часов –  наслаждемся его чистым пением и упругим басом.

Всего доброго, успехов !

img_7197_gotovo

P.S.     1.  Об изменениях физических параметров трансформатора. Удивительно, но после пропитки межобмоточная емкость конкретного экземпляра трансформатора не увеличилась, а даже немного стала меньше – до пропитки 1.76 нФ, после – 1.64 нФ. Скорее всего это произошло из-за вакуумирования водяных паров из изоляционных материалов.  АЧХ  усилителя с пропитанным трансформатором практически не изменилась.

2. Помните о том, что все используемые для разведения лака растворители, как, впрочем и сам лак – огнеопасны, поэтому во время работы нельзя курить или пользоваться открытым огнем.   Также,  растворители не очень приятно пахнут и длительное их вдыхание не очень полезно для здоровья, поэтому всю работу желательно делать на свежем воздухе или под тягой.

/

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


Мои конструкции ламповых усилителей

Почему-то захотелось свести в одну статью все сделанные мной за последние 8 лет ламповые усилители, причем сюда попали только законченные конструкции – недоделанные шасси и макеты не в счет.   Первыми идут свежие работы, под картинками URL публикации с описанием конструкции.

Некоторые конструкции хотя просуществовали некторое время, тем не менее впоследствии были разобраны. Такова, например судьба моего первого усилителя, он был на 6С33С ( там были еще 6Г7 и 6Н8С ), к сожалению от него не осталось даже фото. Также не осталось картинки моего усилителя на ГУ-50, и пока нет фото двухтакта на 1П33С.  Так что в сумме получается 19 аппаратов за 10 лет, и из них только три двухтакта. Как видите звук однотактов мне нравится больше :-)).

Хочу поблагодарить всех, кто мне помогал – форумчан diyaudio.ru ( а я там кажется с 2012 года ), а также тех, кто помогал не столько советом и делом,  а просто вдохновлял идти дальше – даже тогда, когда было трудно и ничего не получалось – таким человеком для меня все эти годы была и продолжает быть моя жена Людмила.

.

.

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

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

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

_________________________________________________________________________________