Как и собирался, помаленьку доделываю начатые проекты, под которые уже были куплены ( или изготовлены ) компоненты.
Сразу оговорюсь, что этот проект в полном смысле этого слова еще не закончен, поэтому по мере продвижения к завершению информация может изменяться и дополняться. Однако не закончена только отделка и некоторые вспомогательные блоки. Основной звуковой канал и блоки питания смонтированы и усилитель уже поет !
И как всегда – предупреждение для тех, кто не имеет опыта работы с высокими напряжениями – помните, что полтора киловольта – это очень опасно как для вашего здоровья и даже жизни, так и для окружающих. И я котегорически не советую новичкам строить что-либо подобное. Да и более опытных товарищей должен предупредить – эта статья – не руководство к действию, и все эксперименты с описанными здесь схемами и лампами вы делаете на свой страх и риск !
Часто задают вопрос – а почему этажерка, а не, скажем, обычный настольный вариант компоновки, скажем, в виде моноблоков ? Все объясняется просто – вес и безопасность. Во-первых – хотелось сделать многофункциональный аппарат, в котором накал ламп ГМ-70 мог бы питаться не только от постоянного выпрямленного тока ( как это делается обычно ), но и переменным током или от двух автомобильных аккумуляторных батарей. И во-вторых, каскоду на высоковольтной лампе ГМ-70 нужно довольно высокое анодное питание ( более киловольта ), блок которого трудно сделать компактным не жертвуя качеством и безопасностью в эксплуатации.
Еще в начале 2018 года был собран каркас пятиэтажной этажерки, собрана она из ламинированного ДСП и белых мебельных ножек, а вся конструкция катается на колесиках. В задней части во выфрезерованные в полках углубления установлен вертикальный стальной профиль, который также приобретен в мебельном магазине – на нем обычно крепятся кронштейны для настенных стеллажей. У меня этот профиль использован как канал для укладки проводов между этажами, а также для увеличения общей жесткости конструкции.
Сам каскод на лампах КТ88 – ГМ-70 еще ранее был отмакетирован в комбинации с пентодным выходным трансформатором с Ra=10K/8Ohms, который я сам намотал на железе от ОСМ0.63 ( процедура намотки описана в проекте 11 | November | 2012 | Sergei Klimanski , тот проект этот к сожалению был закрыт ). На макете удалось получить выходную мощность при Кг менее 10% на уровне 50 ватт в однотакте ! Конечно, такая выходная мощность выглядит совершенно излишней для помещения реальных размеров, и я вовсе не стремился в законченном изделии к такой высокой выходной мощности ( оттого в финальном изделии КТ88 была заменена на чуть менее мощную 6550 и номинальная выходная мощность при 2 вольтах на входе – 35 ватт ), однако хочу заметить, что отчего-то транзисторный усилитель мощностью в 100 Вт ( а тем более – 400 🙂 ) никому не кажется излишеством. Лишней мощности не бывает. Любой аппарат, можно слушать тихо, для этого есть логарифмический РГ. И еще один, весомый на мой взгляд, аргумент – для усилителя на ГМ-70 не нужна какая-то особенная высокочувствительная акустика.
Сейчас, 4 января 2021 года этажерка уже начинена большинством основных узлов – блок анодного питания, блок питания накала ГМ-70 от переменного и выпрямленного тока, блок оконечного каскодного усилителя 6550 – ГМ-70, блок стабилизированного питания второй сетки 6550 и предварительного усилителя на лампе 6Ж4 с пультом ДУ. Пока недостает блока управления и защиты от перегрузок ( будет размещен сверху, на последнем верхнем 5-ом этаже ) и блока питания накала от АКБ и ЗУ для них ( 1-й этаж ).
Несмотря на недоделки, конструкция уже работает, и пробные прослушивания, как мной индивидуально, так и в присутствии знакомых показали очень хорошее звучание, что и позволило мне взяться за перо и описать этот усилитель немного подробнее. После более чем 15 лет увлечения ламповым звуком мне наконец-то удалось сделать однотактный усилитель на лампе ГМ-70, пение которого меня очень даже радует ! Как видите, путь к освоению этой лампочки оказался долгим.
В кратце описание принципиальной схемы и конструкции. На втором этаже размещен высоковольтный блок анодного питания собранный по схеме удвоения на лампах 6Д22С с раздельным питанием для каждого канала ( общие – только батарея из дорогостоящих электролитов, каждый на 1200мкф и 500В и дроссель LL1673 ), выходные трансформаторы и некоторые элементы управления напряжением на сетке ГМ-70 ( повторитель на лампе ГИ-3 ) – то есть на этом этаже собраны ВСЕ узлы, где используется анодное напряжение около 1400 вольт, то есть на другие этажи высокое напряжение не поступает, за исключением, наверно анодов лапмы ГМ-70, да и то, панелька этой лампы утоплена в “подвале” третьего этажа, который, разумеется, сообщается со вторым. В высоковольтном блоке использован сетевой анодный трансформатор фирмы ANTEK AS 4T-650, который содержит две вторичные обмотки по 650 вольт и две накальные по 6.3 вольта ( использованы для питания накалов 6Д22С ). На третьем этаже находится специальной конструкции накальный трансформатор, намотанный на железе ОСМ-0,25, который через систему переключательных реле нагружен или непосредственно на накал ГМ-70 ( питание накала переменным током ), или через выпрямитель на диодах Шоттки. Третья альтернатива питания накала – от двух автомобильных 12 В АКБ расположенных на первом этаже ( они заодно придают дополнительную устойчивость все конструкции ! ), через импульсный step-up 12 В – 20 В преобразователь напряжения. На этом же, третьем этаже в передней части – сам каскод на лампах 6550 и ГМ-70 с четырьмя газовыми стабилизаторами СГ3С и СГ4С. На четвертом этаже – readymade ( приобрел на е-Вау ) ламповый стабилизатор напряжения с отдельным сетевым трансформатором и дросселем, схема на лампах 5Ц4С, СГ15П, 6Ж4, 6080. Это блок обеспечивает питанием вторые сетки пентодов 6550, а также питает предварительный каскад на лампе 6Ж4 для раскачки каскода. На этом же этаже находится блок входов, блок дистанционного управления регулятором громкости с моторизованным переменным логарифмическим резистором в 50К. Всего в этом усилителе – ровно 20 вакуумных электронных ламп. Более подробное отдельное описание каждого из блоков будет дано ниже.
А пока – принципиальные схемы самого усилителя, сначала – звуковой канал:
И высоковольтный блок питания:
Сама стойка уже начала приобретать тот внешний вид, который был задуман – установлены защитные металлические экраны, которые заземлены и защищают от поражения электрическим током, а также экранируют элементы конструкции от локального перегрева излучением ламп. Даже в таком, еще окончательно не законченном виде, этажерка стабильно, без перерыва работала 6 часов. Никакого перегрева деревянных ( и других ) конструкций замечено не было. Причем что интересно, все эти 6 часов мы на Рождество слушали музыку в режиме накала ГМ70 переменным током ! Никто на нормальном для прослушивания расстоянии никакого фона не слышал, хотя акустика ( временно, конечно, просто ничего другого небыло рядом ) была с весьма высокой чувствительностью – это были обратные рупоры на 4А28 ( около 95 дБ ). Конечно, в штатном режиме с этим усилителем планируется другая акустика с даже более низкой чувствительностью.
Нижние милиамперметры пока зывают величину тока анода каждого канала, верхние – анодное напряжение, конечно на них не подается полное, а от делителя. По-прежнему пока нет верхнего блока управления и защиты.
Буду дополнять по мере продвижения этого проекта к завершению.
Добавлено 10 августа 2022 года. Делаю последний, пятый этаж этажерки – это система контроля и включения усилителя. К сожалению этого монстра нельзя вот так просто взять – и включить одной кнопкой – нужен контроль состояния батарей и вспомогательных узлов – например необходима проверка наличия накала на ГМ-70 до подачи анодного напряжения, нужен контроль напряжения на второй сетке нижнего пентода и состояния батарейки смещения в сетке этого же пентода.
Чтобы упростить сбор этой информации и контроль за ней в процессе работы усилителя, я сделал этот узел на процессоре Ардуино, к которому подключен через интерфейс I2C жидкокристаллический экран LCD1602. Вот скетч для последовательного контроля наличия напряжения накала, напряжения батарейки смещения и напряжения на второй сетке лампы 6550, а также анодного питания ГМ-70. Как видим, сдесь большая часть программы выпоняется только один раз при включении усилителя, и если все этапы контроля успешны, то в цепи loop происходит только контроль анодного напряжения с периодом 500 миллисекунд – и если это напряжение отличается от заданного, то происходит аварийное отключение всех узлов.
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
void setup() {
pinMode(9, OUTPUT); // Ug2 swich
digitalWrite(9, LOW);
pinMode(10, OUTPUT); // HV swich
digitalWrite(10, LOW);
// pin 3,4,5 – relay switch
pinMode(7, OUTPUT);
digitalWrite(7, LOW );
pinMode(8, INPUT_PULLUP);
delay(2000);
// switching Left channel input
pinMode(5, OUTPUT);
digitalWrite(5, LOW );
pinMode(4,OUTPUT);
digitalWrite(4, HIGH );
delay(100);
// supply -3V to control relay
pinMode(3, OUTPUT );
digitalWrite(3, HIGH );
delay(300);
// switch to measurement
digitalWrite(4, LOW );
delay(300);
// vr and vl – bias battery voltage values, Left vl and
// Right vr channels
int vl = analogRead(2);
if ( vl > 145 ) {
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Left ch bat low !”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“Replace battery”);
delay(10000);
// lcd.noBacklight();
// lcd.setCursor(0,0);
// lcd.print(” “);
// lcd.setCursor(0,1);
// lcd.print(” “);
// while(true);
// switching off Right channel control relay by grounding
digitalWrite(4, HIGH );
delay(100);
digitalWrite(3, LOW );
delay(500);
while(true);
}
else {
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Left ch bat OK !”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(” “);
delay(3000);
lcd.noBacklight();
// lcd.setCursor(0,0);
// lcd.print(” “);
// lcd.setCursor(0,1);
// lcd.print(” “);
// while(true);
}
// switching to Right channel
digitalWrite(5, HIGH);
// supply -3V to Right channel control relay
digitalWrite(3, HIGH );
delay(500);
// switch to measurement
digitalWrite(4, LOW );
delay(300);
// vr and vl – bias battery voltage values, Left vl and
// Right vr channels
int vr = analogRead(2);
if ( vr > 145 ) {
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Right ch bat low !”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“Replace battery”);
while(true);
// lcd.noBacklight();
// lcd.setCursor(0,0);
// lcd.print(” “);
// lcd.setCursor(0,1);
// lcd.print(” “);
// switching off Right channel control relay by grounding
digitalWrite(4, HIGH );
delay(100);
digitalWrite(3, LOW );
delay(500);
//switching off all other relays
digitalWrite(5, LOW );
digitalWrite(4, LOW );
//while(true);
}
else {
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Right ch bat OK !”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“CheckingFilament”);
delay(3000);
lcd.noBacklight();
// lcd.setCursor(0,0);
// lcd.print(” “);
// lcd.setCursor(0,1);
// lcd.print(” “);
// while(true);
}
//Checking filament voltage
if (digitalRead(8) == HIGH)
{
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“NO FILAMENT VOLTAGE !” );
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(” “);
delay(5000);
//lcd.noBacklight();
while(true);
}
else {
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Filament Volt OK”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“Switching ON Ug2″);
delay(3000);
//lcd.noBacklight();
// lcd.setCursor(0,0);
// lcd.print(” “);
// lcd.setCursor(0,1);
// lcd.print(” “);
// while(true);
}
// switch ON 6550 Ug2 board
digitalWrite(9, HIGH);
//amplifier warm-up
delay(60000);
// checking 6550 Ug2 voltage
int vg2 = analogRead(3);
if ( vg2 > 290 or vg2 < 250 ) {
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Ug2 out of range”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“Ug2 = “);
lcd.print( vg2 );
//lcd.noBacklight();
//goto swichoff;
digitalWrite(9, LOW);
//delay(10000);
//goto swichoff;
while(true);
}
else {
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Ug2 = “);
lcd.print( vg2 );
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“Switching ON HV “);
delay(3000);
//lcd.noBacklight();
// lcd.setCursor(0,0);
// lcd.print(” “);
// lcd.setCursor(0,1);
// lcd.print(” “);
// while(true);
}
//swithching ON High Voltage
digitalWrite(10, HIGH);
// HV board warming up
delay(10000);
}
void loop() {
bool var = true;
while ( var == true )
{
int u_a_Left = analogRead(0);
int u_a_Right = analogRead(1);
if ( u_a_Left < 500 and u_a_Right < 500 ) var = true;
delay( 300 );
}
var = true;
while ( var == true )
{
int u_a_Left = analogRead(0);
int u_a_Right = analogRead(1);
if ( u_a_Left < 500 and u_a_Right < 500 ) var = true;
delay( 500 );
}
digitalWrite(9, LOW);
digitalWrite(10, LOW);
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(“Ua was too high !”);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“Ual=”);
lcd.print( u_a_Left );
lcd.print(“V”);
lcd.print(“Uar=”);
lcd.print( u_a_Right );
lcd.print(“V”);
while(true);
}
и схема соединения компонентов платы 12 В реле ( РЭС60 ) для коммутации линии тестирования.
Работает схема так: когда включается питание Ардуино, он подает высокий сигнал на реле 3, 4 и 5 и они включаются на 500 миллисекунд, подавая тем самым +3.3 Вольта на 3 В реле 6 около тестируемой батарейки. При этом замыкаются контакты S7 и реле уже удерживается включенным за счет батарейки смещения Bat2. В то время Ардуино подает низкий сигнал на реле 4 и происходит считывание сигнала с линии, этот сигнал зависит от состояния батарейки Bat2, и если он более 145 единиц ( это около 0.7 вольта ), то Ардуино подает сигнал на монитор, что батарейка соответствующего канала разряжена и ее необходимо заменить, и последущий запуск усилителя блокируется. Чтобы вернуть реле 6 около батарейки Bat2 в первоначальное ( отключенное ) состояние, Ардуино на 300 мс заземляет тестируемую линию, после чего все реле, включая 3, 4 и 5 и 6 отключаются и Ардуино возвращается в первоначальное положение.
Дополнено 18 сентября 2022 года. Переделан трансформатор питания накала ГМ-70. Бывший на основе ОСМ-0.25 был заменен на другой с Ш-образным сердечником. Причина замены – видимо из-за отличия в магнитных свойствах отдельных подковок ПЛ-сердечника ОСМ-0.25 наблюдались значительные, около 0.7 вольта различия в выходном напряжении плеч обмоток на боковых стержнях. Это в свою очередь приводило к плохой компенсации емкостей и гудению трансформатора в режиме питания накала ГМ-70 выпрямленным током. На Ш-образном сердечнике такого рода проблемы не может быть в принципе. Описание этого трансформатора есть здесь.
Дополнено 25 декабря 2022 года. Начал собирать блок управления. Верхняя крышка из молочного оргстекла, слева сетевой датчик напряжения и тока, и две кнопки “вкл” и “выкл”, в середине серия кнопок для переключения вариантов питания накала и кнопка включения зарядка аккумуляторов. Справа – ЖК экран Ардуино и кнопка его перезагрузки. Самих аккумуляторов ( на нижней полке ) пока нет. Да, и временно снят защитный декоративный экран с высоковольтного блока ( второй этаж ).
Сейчас этажерка работает с реставрированной акустикой 40АС8 от Виктории.
Еще осталось поставить боковины, заднюю крышку и защитные стекла перед лампами – и можно сказать, что это будет все !
Некоторые технические заметки.
Разъем блока верхнего 5-го этажа управления, колодка РП14-10Л, “папа”, вид спереди:
И разъем входа сигналов контроллера
Digital out (9) – Ug2 switch
Digital out (10) – Ua switch
Analog input(0) – Left ch Ua
Analog input (1) – Right ch Ua
Analog input (3) – Ug2 test voltage.
