Некоторое время обратно я сделал ламповый усилитель с каскадом с общей сеткой на 6Г1 и 807 лампе http://klimanski.com/?p=1336 . Проблемным моментом было низкое входное сопротивление входного каскада. К тому же, моделируя каскад с общей сеткой на TubeCad я обнаружил, что даже небольшой величины последовательно включенное сопротивление во входную (катодную ) цепь каскада с общнй сеткой ( КОС ) очень сильно увеличивает выходное сопротивление каскада – а это плохо сказывалось на передаче баса. Ну так как в общем и целом звучание упомянутого макета усилителя меня очень вдохновило, я решил продолжить работы по усовершенствованию входного каскада.
Наиболее простым способом увеличить входное сопротивление лампового КОС – поставить на вход эмиттерный повторитель. Похожим образом решил эту проблему и Розенблит в своем известном предусилителе на лампах с общей сеткой – он поставил на входе катодный повторитель. Но несмотря на свое пристрастное отношение к лампам, я не пошел этим путем – позднее объясню, почему. Вместо этого я вспомнил проект гибридного усилителя на германии http://klimanski.com/?p=605, нашел в спичечном коробке давно хранившийся германиевый транзистор МП37Б и собрал вот такую вот схемку:
Замерил параметры схемы. Входное сопротивление – оно оказалось почти как это предсказывает теория эмиттерного повторителя: Rin = Rk*(h21 +1 ). Замеренный тестером коэффициент передачи моего МП37Б оказался равен 62, правда, я не очень доверяю этой цифре, так как спецификация на МП37Б дает диапазон от 25 до 50. Взяв худшее из возможных значение h21 и умножив на сопротивление катодного резистора получим 39 килоОм. Замеренное Rin оказалось 34 КОм – замер сделан по падению уровня сигнала от последовательно включенного в цепь базы резистора. Выходное сопротивление – определено по падению уровня сигнала на резисторе R6 – получилось 3.5КОм.
Полоса пропускания оказалась очень неплохой – минус один дБ от 10 Гц до 60 КГц. Общий коэффициент усиления по напряжению – 10.
И две картинки – спектр гармоник и АЧХ при 7 вольт на выходе ( 0,7 вольт на входе ):
Уровень второй гармоники весьма высок – минус 30 дБ от уровня первой, остальные гармоники не видны до уровня минус 60 дБ кроме девятой – предполагаю, что это артефакт, надо будет перепроверить.
Немного усовершенствовав схему, и поставив транзистор с более высоким h21э удалось снизить уровень второй гармоники до нормального уровня в минус 45 дБ:
Полоса пропускания осталась прежней, коэффициент передачи каскада увеличился до 18 раз.
Результат проектирования этого каскада в TubeCad
**********************************************************************************
Следуя своей концепции плавного изменения импеданса аудиоканала усилителя от каскада к каскаду меня заинтересовала схема включения лампы с общей сеткой. Конечно, несколько смущает ее низкое входное сопротивление – для того, чтобы его как-то повысить я поставил дроссель ( первичка ТВЗ ) в катод вместо резистора, а задумка есть в дальнейших опытах применить ПОС. Применение этого рода каскадов возможно на входе лампового УНЧ после полупроводниковых устройств, которые как правило имеют весьма низкое выходное сопротивление. К опытам меня также подвигли факты, как например 1.5К резистор в сетке каскада с общим катодом http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=40.0 причем автору звучание этой конструкции очень понравилось. Лично я – охотно верю. Но почему бы тогда не сделать каскад с общей сеткой ? По поводу триода и природы ООС внутри этого электровакуумного прибора есть хорошая статья http://www.audioworld.ru/Books/Tubes/tub_02.html и там внятно объяснено, что каскад с общей сеткой, в отличие от каскада с общим катодом на триоде не имеет такой внутренней ООС. Интересно, как это отразится на звуке ?
Для первых опытов я тоже выбрал лампу 6Г1, но просто потому, что была под рукой из ламп с низким Ri. Собрал схему и замерил ее параметры.
При токе анода 5 мА полоса воспроизводимых частот на уровне минус 3 дБ от 11 Гц до 185 КГц ! Входное споротивление 1,9К, выходное – 5КОм. Коэффициент усиления – 3,4 раза. Маловато, конечно, но это потому, что анодный резистор был маловат – раз, и часть входного напряжения гасится на резисторе R2 – два, однако его ( резистор R2 ) нельзя убирать совсем воизбежание возможных резонансов индуктивности дросселя с, как правило, стоящим на выходе предыдущего каскада конденсатором. При подаче на вход 2 вольта RMS на выходе получаем 6.6 Вольта, при этом интенсивность второй гармоники на выходе стоставила минус 43 дБ от уровня первой. Остальных гармоник я не разглядел. Пробовал ставить анодный дроссель LL1668 20мА вместо ТВЗ, с ним полоса снизу расширилась до 7 Гц, все остальное осталось темже.
Сегодня удалось собрать полную схему усилителя с 807 лампой на выходе ( стояла в макете 807 RCA ). Резистор R2 по сути не нужен и его можно убрать, он у меня остался после неудачных экспериментов с введением ПОС в цепь катода для повышения входного сопротивления. Выходной трансформатор – TW60SE от Аудиоинструмента 5К, мотался он для ГМ-70, понятно, что по размеру великоват, но пока ничего другого под рукой небыло. При подаче на вход сигнала с СД тест-диска 1 КГЦ ноль дБ регулятор громкости на максимуме, на выходе получается ровно 9 Вольт на 8 Омах, то есть 10 Ватт неискаженной мощности в СЕ. Регулятор громкости пришлось сделать необычным для того, чтобы, во-первых, избежать установки разделительного конденсатора большой емкости и, во-вторых, чтобы при минимальной громкости избежать шунтирования катодной цепи 6Г1 по постоянному току.
Входное сопротивление первого каскада с общей сеткой ( без регулятора громкости ) составляет 2 КОма, что удалось достичь установкой дросселя вместо нагрузочного сопротивления, и применения цепи ООС на сетку 6Г1. С учетом регулятора громкости, входное сопротивление составляет 2 КОма на минимальной громкости и около 4 КОм на максимальной. Я замерил также выходное сопротивление моего Денона ( при помощи того же тест-диска ) – оно оказалось 600 Ом. Естественно, что подключение выхода СД-плейера к нагрузке в 2 КОма приводит к снижению уровня выходного сигнала, но никаких заметных искажений не возникло во всем диапазоне частот. Вообще отмечу, что я остался весьма доволен результатами работы – вначале, когда я начинал разработку темы каскада с общей сеткой, задача казалась почти безнадежной – программа TubeCAD для аналогичной триоду 6Г1 лампы 6С4 при тех номиналах, что в схеме ( без дросселя и ООС ) давало Rin около 290 Ом…. То есть удалось увеличить входное сопротивление почти в 10 раз, при сохранении достаточного для раскачки 807 лампы усиления ( каскад дает усиление около 10 раз ) . И без применения катодного повторителя, как это сделал в своей известной схеме аудиопредусилителя Розенблит ( схема приведена ниже ).
Полоса пропускания моего усилителя на уровне минус 3 дБ – от 8 Гц до 29 КГц. Есть небольшой провал в АЧХ в районе 15 КГц, видимо сказывается емкость обмоток, выходной трансформатор-то делался для триода… Поскольку трансформатор этот здесь, в этой схеме – временный, бороться с этим провалом я не стал. Ну и очень хотелось послушать, как это звучит…. Это редкий случай, когда усилитель будучи собранным на столе в виде макета ВООБЩЕ не фонит. И это при питании накала переменкой ( обеих ламп ) без заземления, при длинных проводах между каскадами. Так что один плюс схемы с общей сеткой уже есть ! Колонки – к сожалению никакой другой акустики в данный момент близко к макету небыло, кроме старых добрых колонок от Симфонии выпуска 1964 года. Несмотря на почтенный возраст, они в очень хорошем косметическом и техническом состоянии, и даже шнур сохранился оригинальный. Понятно, что никаких серьезных выводов о способностях схемы сделать с такой акустикой было нельзя, но в общем никаких явных недостатков я не заметил. Звучит очень достойно. Пока все, но опыты продолжу. К слову сказать, ради интереса посмотрел, какие детали стоят в кроссовере Симфонии. Небольшой дроссель, два огромных польских электролита по 80 мкф, поставленных навстречу минусом, и, конечно, МБГО 1 мкф перед пищалкой.
В продолжение я решил все-таки переделать кроссовер Симфонии, и оставил только дроссель, а электролиты и МБГО заменил на К73-16 такой же емкости. Звук сразу приобрел детальность и прозрачность, до этого он как-бы доносился издалека. Конечно пищалка в Симфонии не блещет, но фортепьяно на новом усилителе зазвучало просто прекрасно. Пришел сосед ( не со зла ) и спросил, не принес ли я рояль в комнату ? Настолько натуральный был звук. Я с ним согласен. Объемный энергичный звук, тембрально правильный и не теряющий четкости на малой громкости. Попса и рок звучали в общем неплохо, но басу несколько не хватало жесткости, хотя это и общая проблема однотактов. Я пробовал добавить катодный повторитель ( схема) между 6Г1 и 807 ( поставил 6Н7С ) – бас сразу стал динамичным, более мощным, но…. объем пропал, звук привязан к колонке, плоский, невыразительный. Когда слушаешь такой звук все время хочется увеличить громкость, чтобы он оторвался наконец от динамиков… В который раз убедится, что катодный повторитель звук в общем портит, улучшается только бас. Короче, катодный повторитель убрал. Для дальнейшего повышения входного сопротивления я ввел небольшую ПОС, теперь входное сопротивлние каскада возросло до 2.7 КОма, чего вполне достаточно для работы с СД., а также конденсатор С4 в цепь ООС для улучшения АЧХ в нижнем регистре.
