Однотактный усилитель на 813 ( ГУ-13 ) – продолжение – выходной трансформатор

Начало этой истории – смотрите http://klimanski.com/?p=2009 . Просто публикация получилась слишком длинная, поэтому решил ее разделить на части. Пока статья не закончена, она будет постоянно дополняться. Часть информации есть на форуме http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=821.360 так что кому интересно, следите.

Пока у меня небыло подходящего для выходного трансформатора железа – получился перерыв в полгода.  Теперь мне повезло разжиться парой трансформаторов ОСУ0.63 – внешне это тот же ОСМ, только подковы слегка овальные. Сечение его магнитопровода – 24 на 48 мм, то есть в сумме 23 кв.см, если не считать коэффициент заполнения железом.  Расчеты я свел в виде Excel файла, где сравнил все методы расчета которые я нашел в инете – по А.Тощеву, Васильченко, Войшвилло, Цикину, Андронникову и сравнил с зарубежной методикой по ссылке из первой части публикации. В итоге, я сделал Excel файл для расчет SE выходного трансформатора:
d182d180d0b0d0bdd181_d180d0b0d181d187d0b5d182_813_d0bdd0bed0b2d18bd0b91
Более подробное описание этого файла есть здесь http://klimanski.com/?p=3291.
Кстати с расчетами мне любезно помог Александр Резвой, который отозвался на мою публикацию,  и поделился своим алгоритмом расчетов, за что ему огромное спасибо.

По расчетам без ОООС получилось 4850 витков первички проводом 0.31. Учитывая, что расчет сделан с запасом и фактически будет 4 – 6 дБ ОООС , я выбрал 4600 витков первички проводом 0,355 по меди, и 134 витов вторички ( две параллельно, провод 1.25мм,  тоже по меди ).  Высота намоти у катушки моего ОСУ была 89 мм, так что сюда вошло 200 витков первички.

Теперь стал вопрос – как секционировать ?  Мой предыдущий транс, на котором уже удалось вытянуть более-менее нормальную АЧХ содержал две секции первички  и две секции вторички. На форуме мне предлагали намотать одним куском всю первичку, прикрыв ее с обоих концов половинками вторички. На мой взгляд, такой решение возможно только в одном случае – если пол-первички мотать в одном направлении, а втору половину – в другом, просто не вставляя между ними вторичку, при этом вывод на анод будет идти от половины первички, т.е из середины ( где будет смена направления намотки ), а один из крайних выводов, который будет рядом со слоем вторички – соединяется с питанием. Межобмоточную емкость тогда в самом деле можно получить минимальную. Но что будет с индуктивностью рассеяния ? Ведь габариты нешуточные. Поэтому я решил сделать три секции первички и две вторички – то есть 1/4П – 1/2В – переворот – 1/2П – 1/2В – переворот –  1/4П – то есть половина обмоток намотана в одном направлении, другая – в противоположную. Вот как выгдядит готовое изделие:
img_5692_21
Получились вот такие цифири по замерам: первичка – 250 Ом, индуктивность на 100Гц – 65 Гн, на 50Гц ( 5V RMS )  95 Гн. Емкость между первичкой и вторичкой – 3200 пФ. При коммутации по варинту 3 ( см. графики АЧХ ниже ) индуктивность рассеяния составила 60mH. Ra получилась 10.2К на 8 Ом. Первичку под 10К можно скоммутировать четырьмя различными способами.  Сначала скоммутировал так

naamotka_1

Как оказалось, это был лучший вариант ( ниже на АЧХ он обозначен как вариант 3 ).

Теперь замеры на стенде в схеме:

Получились вот такие АЧХ с тремя вариантами коммутации ( четверный здесь отсутствуют так как там все совсем плохо )

813_option_2_2w_connect1_compare2
Опыт приобретаю по ходу. Как видим, получился провал в районе 4о КГц, дБ так 12, и это с 6 дБ ООС ! То есть емкость слишком большая. Как же ее уменьшить, эту емкость. Причем, как мне кажется, для трансформатора важна не только емкость, Точнее, динамическую емкость. А еще точнее – потери на ВЧ, вызванные наличием этой емкости. Вот мои мысли вслух – это НЕ ИНСТРУКЦИЯ к действию !
– сначала о межобмоточной емкости. Тут важно, чтобы dU/dt было равномерным по всей поверхности контакта обмоток, т.к мы знаем, что энергия, запасаемая конденсатором зависит от емкости и от напряжения на обкладках в квадрате. А так как напряжение между первичкой и вторичкой здесь ооочень большое, то ИМХО этому моменту надо уделить внимание. То есть, важно, чтобы направление движения волны сигнала было одинаковым в соседствующих обмотках
d0bdd0b0d0bcd0bed182d0bad0b0_d0bdd0b0d0bfd180d0b0d0b2d0bbd0b5d0bdd0b8d0b5
Получается, что перекидка направления намотки здесь не нужна.
– Внутриобмоточная емкость. Опять же, чтобы снизить среднюю разницу напряжений между слоями, получается, их надо мотать в одном направлении, но с перекидкой провода к началу каретки.
– чтобы снизить емкость между слоями, нужно прокладки делать по возможности толще, по возможности из материала с минимальной диэлектрической проницаемостью, а лучше – из сетки
– Чтобы небыло острых резонансов, прокладки между слоями надо делать разными, например, чередовать сетку с обычной бумагой, и, например, с фторопластом, желательно бессистемно. Хотя, если мотать тяп-ляп рандомизация получится сама собой :-)))
Прошла неделя. На имеющемся втором трансформаторе ОСУ удалось намотать другой пробный трансформатор. Первую попытку не разматывал – пока не будет результатов испытания второго. Вот схема намотки моей попытки номер два
d0bdd0b0d0bcd0bed182d0bad0b0_3
Из каких соображений я сделал первый внутренний слой в виде вторички ? Объясню. По расчетам получился диаметр провода вторички 1.5 мм. Высота каркаса – 89 мм. Получается, что можно намотать около 50 витков в слое. А в случае 4800 витков первички, для получения заданного Ra = 10K нужно всего 135 витков вторички. И еще одно отступление – это не только мое мнение – я это слышал и от опытных намотчиков трансформаторов – параллелить вторички ( как, впрочем и первички ) – это очень плохо. Даже не потому, что трудно соблюсти равенство количества витков, главное, что в случае броневого сердечника невозможно соблюсти равенство их импеданса. По этой причине была задача – намотать вторичку последовательно. То есть было выбрано мотать в три слоя 45 + 45 + 45 витков проводом 1.5 мм по меди, причем нижний слой – это только один ряд, в внутри – два. При этом соблюдается правило совпадения направленности вектора dU/dt в соседних обмотках, что должно уменьшать потери, обусловленные емкостью. Если вторичку делать одной в три слоя, то для соблюдения направления dU/dt между обмотками пришлось бы первичку мотать со сменой направления намотки, а это, в свою очередь, привело бы к тому, что вывод первички к питанию оказался бы не у магнитопровода, а в середине трансформатора, то есть вплотную ко вторичке в середине. Это еще не проблема. Что хуже – при этом вплотную к магнитопроводу внутри трансформатора оказалась бы середина первички, что совсем нехорошо в смысле паразитной емкости. А первичка – это две обмотки по 2400 витков, всего 4800 витков, 24 слоя проводом 0.355 по меди, 200 витков в слое. Все обмотки намотаны в одном направлении.  В выходном трансформаторе предусмотрен отвод во вторичной обмотке для 4 Ом акустики ( от 90-го витка ).
В качестве межобмоточной изоляции был использован синтокартон 0.4 мм – один слой. Как межслоевую изоляцию я использовал строительную стекловолоконную сетку толщиной 0.2 мм.
glasssfiber_mesh
Размер ячейки 2,5 мм. Маленький секрет – резать ее лучше не вдоль и не поперек, а по диагонали. Конечно, получается больше отходов, но тогда витки не сваливаются в промежутки между ячейками сетки и намотка получается равномернее. namotka
Вот какие замеры получились для готового изделия: емкость между первичкой и вторичкой ( первичка закорочена ) – 1450 пФ, индуктивность рассеяния 155 mH. Как видим, чудес не бывает – по сравнению с первым вариантом намотки с тремя секциями первички уменьшилась емкость более чем в два раза, но и во столько же раз увеличилась индуктивность рассеяния. Замеры в схеме будут через неделю.

Дополнено 14 июня 2013. Вот неделька и прошла, снова собрал я тот же макет 6С2С – 6П6С – 813, только выходная лампа теперь с фиксированным смещением, и подключил трансформатор. Ну, наконец-то получилось ! Самое радостное – что все мои усилия и теоретические предпосылки оказались верными – новый вариант трансформатора оказался намного лучше по АЧХ в высокочастотной области.813_trans_2
Эта кривая снята с 4 дБ ООС, без ООС – АЧХ тоже неплохая, там минус три дБ при 30 КГц.
Прослушивание. Пока конечно моно. С колонкой от Симфонии. Два часа это конечно мало. Еще железо не прогрелось, еще лампы и конденсаторы сырые, но… уже кое-какие выводы сделать можно. Ну, во-первых – это очень чистенькое звучание, совершенно лишенное “пентодности” – без призвонов и лишней экспрессии. Но разрешение на средних меня не обрадовало. Заменил 6П6С на 6V6GT RCA – вроде чуть лучше, но нето все-равно. А вот c 6F6 JAN схема зазвучала намного красивее, также хорошо пела и 6Ф6С. А когда на вход поставил СV1932 ( аналог 6J5 ) то в общем звук стал на тот уровень, когда уже лучше и не надо. В общем, доматываю второй трансформатор и делаю все начисто !
813_schematic_6f6
Не очень приглядно было железо – ржавое немного и чтобы привести его в нормальный вид, я решил его покрасить. За одно, чтобы уменьшить вероятность короткого замыкания пластин в месте разреза сердечника, а также чтобы убрать частички железа после шлифовки боковин шкуркой ( дабы избавиться от старого грубо нанесенного лака и ржавчины ), я подковам сначала подшлифовал на кафельной плитке карборундом М10 + водой торцы до получения равномерно серой бархатистой поверхности, потом опустил в ванну с уксусной кислотой ( столовый уксус 9% ) на два часа – кислота разъедает остатки ржавчины и железную пыль, которая могла забиться в щели. После этого тщательно отмыл водой и просушил положив на теплый силовик своего усилителя. Потом протер техническим спиртом ( годится любой растворитель – ацетон, ксилол, 646 и т п ) и после нанес тонкий слой серой краски из баллончика. Толщина слоя краски получается около 0.05 мм, на эту величину уменьшаем толщину прокладки для зазора.
img_5708_pokraska

Вот на картинке готовое изделие и ожидающие намотки покрашенные в серый цвет детальки ОСУ0,63 для второго трансформатора.

img_5703_2

img_5705_2

В заключение хочу сказать спасибо всем участникам форума Дийаудио.ру кто помог добрыми советами. В расчетах и намотке трансформатора мне очень помогли советы Александра Резвой, за что ему поклон.

Дополнено 23 июня 2013 года. Ну вот, намотаны уже оба выходника. Напомню что получилось в конце – индуктивность первички 102 Гн, статическая емкость между первичкой и вторичкой – 1450 пФ, индуктивность рассеяния 150мГн, сопротивление первички 250 Ом, Ra=10К. Теперь можно браться за анодное и доводку схемы. Что интересно, что фактически измеренная индуктивность первички оказалась более 100 Гн, хотя расчет давал 46 Гн.

img_5713_oba_gotovi

К сожалению проект усилителя на 813 лампе так и остался проектом.  А намотанные выходники очень даже пригодились –  сейчас  они трудятся в моей Этажерке   https://klimanski.com/2021/01/04/    –  каскодном усилителе на лампе ГМ-70.

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

Ламповый усилитель из подручных деталей

Обычно все статьи по сборке первого лампового УНЧ  начинаются крылатой фразой – “возьмите старый ламповый телевизор…”. Ну хорошо, если у вас этот телевизор есть или есть где взять – тогда эта статья не для вас. А если нет ? Их уже лет так около 40 как не выпускают ! А что если задаться целью сделать прибор из того, что можно купить в магазине или на рынке ?  В инете есть статьи по  двухтактнику на трансформаторах ТАН или ТН, но их тоже уже днем с огнем, да и частотная характеристика получается не очень… Да, выходные трансформаторы – это основная сложность. Поэтому проектируя этот усилитель,  стояла задача – построить качественный усилитель из ДОСТУПНЫХ деталей.  Ну а какие трансформаторы на рынке доступнее всего ? Конечно – понижающие с 220 ( или с 380 ) на 12 вольт. Они применяются для освещения – питание галогенок, и для зарядных устройств аккумуляторов. Но применяя некоторые схематические хитрости и  имея пару ламп 6Н5С ( 6Н13С ) и пару ламп 6Н6П с панельками, а также одну ЕСС82, можно собрать усилитель мощностью два по 4 ватта на 4 Омах при полосе пропускания от 5 Гц до 60 КГц ( !!! ) , все остальное купив в магазине бытовой электротехники…. Не верите ? Хорошо, давайте по-порядку.  Сначала о той схеме, которую я уже собрал и протестировал, а потом о возможных заменах и улучшениях. Кроме упомянутых ламп, еще нужны четыре трансформатора – один примерно 200 ватт Tr3 ( см. схему ниже ) – это сетевой и накальный. В качестве оного у меня оказался под рукой ОСМ0.25, но сюда подойдут и многочисленные другие ОСМы или ТПП с подходящими вторичками – например ТПП319.  Если на роль этого трансформатора взять галогеновый тор, то придется немного домотать вторичку ( 3 – 5  витков, подбирается опытным путем ) до 12,6  вольта – к сожалению торы для галогенок на выходе под нагрузкой обычно  дают не больше 11.5 вольт. Другие два трансформатора – 100 ватт Tr2 и Tr4  – повышающие анодные, раздельные на каждый канал усиления – у меня поставлены галогеновые торы.   И нужны два выходных Tr1, я брал тоже 100 ваттные галогеновые торы, но тут особенно хорошо подошли бы, например, ОСМ 0.1 или 0.16 понижающие с 380 на 24  или с 220 на 12. Остальное видно из схемы new_electric1 Спецификация необходимых деталей ( на весь стереоусилитель ): Резисторы – все 2 ватта китайские металлоксидные: R12, R16, R19, R20 – 47K –  6 шт R1, R7, R10, R21 – 10K – 8 шт R3, R4, R11  – 820 Ом 6 шт R18 – 39 Ом R14, R15 –  1 Ом 4 шт R5, R8, R13, R17 – 100K – 8 шт. Подстроечные резисторы VR2, VR3, VR4, VR5 – 22K  – 6 шт. Конденсаторы электролитические – С1,С3, С8, С9 – 100мкф 350 Вольт -8 шт – С5 – 470 мкф 35 вольт – 2 шт – C10 – 470мкф 160V – 1 шт. Конденсаторы неполярные – С2, С4, C6, C7 – 0,47 мкф 400В ( K73-16 ) – 8 шт – С12, C13 – 2 мкф 63 В  (  К73-16 ) – 4 шт Диоды – мосты  на 2 А 600 Вольт Лампочки – в анодах 6Н5С стоят обычные осветительные лампочки накаливания 40 ватт 220 Вольт. Вспомогательные материалы – Панельки ламповые  октальные –  2 штуки для 6Н5С, новал 9 штырьковые – 3 штуки для 6Н6П и ЕСС82. Потенциометр регулятора громкости – логарифмический 20 или 50 КОм,  сдвоенный, баланса – 50 или 100К соответственно, моно, линейный. Настройка усилителя. Перед включением внимательно проверьте правильность монтажа. После первого включения в сеть обратите внимание на лампочки накаливания в анодах 6Н5С. Они должны светиться в полнакала и все примерно одинаково тускло.  Если какая-то лампа не горит совсем, попробуйте поменять лампы 6Н5С местами – если теперь уже не горит другая лампа, значит одна из ламп 6Н5С дефектная и ее надо заменить.  Затем потенциометром VR3 по свечению ламп балансируют ток анода, чтобы лампочки в каждом канале имели примерно одинаковое свечение (  Каналы между собой на этом этапе настойки могут пока отличаться ) .  Если это не удается сделать, то скорее всего, этот экземпляр 6Н5С  имеет очень большую разницу между током анода половинок и ее лучше заменить. Убедиться в том, что виновата именно эта лампа можно поменяв местами 6Н5С и повторить балансировку – если теперь уже в другом канале не удается сбалансировать свечение лампочек, значит к сожалению дефектна лампа . Если не балансируется все-тот же канал, значит ищем ошибку в монтаже. Затем понадобится тестер. При помощи потенциометра VR4 (  VR5 в другом канале ) устанавливают на аноде ( можно на одном из них ) 6Н5С примерно 150 вольт. Затем проверяем на тойже лампе  напряжение на катодном резисторе – должно быть примерно 90 миливольт. Затем настройка фазоинвертора. Лучше, если у вас был-бы осциллограф и подав 1 КГц наблюдаем картинку на выходе – и при помощи потенциометра VR2 устанавливаем примерно одинаковую амплитуду половинок синусоиды. Если осциллографа нет, то можно это следать и на слух по минимуму искажений, желательно на музыке без баса ( вокал, например ). В заключение уже включив музыкальную фонограмму где есть бас потенциометром VR3 достигаем минимума искажений баса на слух. На свечение лампочек накаливания уже не обращаем внимания.  На этом все. Теперь о возможных заменах. ЕСС82 можно заменить на 6Н1П, но при этом в цепь накала к выводам 4 и 5 ламповой панельки надо будет припаять по балластному резистору 4.7 Ома 5 ватт, или по спаренному двухваттному резистору в 10 Ом 2 ватта, можно МЛТ. 6Н5С можно заменить на 6Н13С или зарубежную – американскую 6AS7 или китайскую 6N13. По лампам 40 ватт. Они все четыре должны быть одинаковые и обязательно – простые лампы накаливания. Появившиеся сейчас в продаже “экономичные” ( скажу здесь в качестве отступления – никакой экономии они на самом деле не дают !!! ) или галогеновые лампочки – непригодны.
В заключении самое важное – прослушивание макета усилителя меня приятно поразило – не все  мои серьезные проекты с несравненно большими материальными затратами на трансформаторы звучали также хорошо. И бас,  и верха, и прозрачность, и объем… Относительно ОООС. После сравнительного прослушивания вынужден признать – даже 6 дБ портят воспроизведение на ВЧ. Поэтому в окончательном варианте я от ОООС в этом усилителе отказался. Оформил я все это в ящике от ЗИПа. Это вызвало несколько противоречивые отзывы на форуме http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=2919.0, но я решил это оформление не менять. Но вы можете сделать и более нарядный дизайн, звучание усилителя, поверьте, этого достойно. Хочу поблагодарить Александра TANk и всех других участников форума, которые помогли мне своими советами. img_5596_2

1

2

3

4

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

Проект гибридного усилителя на лампе Г-811

Говорят, что каждый в детстве мечтает стать космонавтом.  Почти также – сделать усилитель на лампе Г-811 ( 811A если по-западному ) – это мечта каждого ламповика. Почему ? Говорят, что она дает необыкновенный живой звук.   Несколько попыток подступиться к этой лампе я уже сделал – смотрите http://klimanski.com/?p=196 и http://klimanski.com/?p=247 Но, как это часто бывает с мечтой стать космонавтом, пока это осталось только мечтой.  Перед вами – очередная попытка.

Чем таким особенна эта лампа ?  Есть несколько моментов, которые сильно осложняют создание УНЧ на Г-811.   В первую очередь – это высокое внутреннее сопротивление и пентодный характер ВАХ – это создает дополнительные сложности в конструировании выходного трансформатора. Но самое неприятное – это то, что лампа это “правая”, то есть работающая в области токов сетки – а это создает дополнительные сложности с раскачкой. Ну, и последнее – это высокая емкость Миллера, которая обусловлена высоким мю этой лампы – все это вкупе значительно повышает требования к драйверу.   Нет, это не последнее.  Надо добавить еще и прямой накал с напряжением питания 6.3 Вольта – который  тоже не делает задачу строителя усилителя на этой лампе проще. Вот такая заковыристая лампочка, эта Г-811  !
Конечно, уже до нас сделано очень много усилителей на этой лампе. Однако есть немного счастливых обладателей готовых приборов.  Они весьма дороги – например знаменитый WAVAC – http://www.enjoythemusic.com/magazine/equipment/0900/md811.htm, или например знаменитая схема Шишидо ( там, кстати, есть и другие примеры реализаций )  http://audio-db.info/AudioDB/BazaPraktiki/Usilenie/Lampy/Alfavit/G/G811  . Еще больше попыток совладать с этой лампой сделано среди дийеров – вот есть ветка по этой лампе на diyaudio.ru http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=376.60 и вот эта http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=2748.0

Один из упомянутых моментов – токи сетки – отличают Г-811 от большинства остальных ламп.  Поэтому логично выдвинуть гипотезу, что именно токовый характер управления делает звучание наполненным и очень натуральным. Поэтому теперь я поставил себе задачу – сделать весь тракт усилителя с управлением каждого каскада током с непосредственной или трансформаторной связью между каскадами.  Пока эта задача на 100 % не решена, но осталось немного – организовать вход без конденсатора.  Макет вот этой схемы уже звучит ( схема принципиальная ):

gg_811_6d18d5d0bf2

Но сначала о деталях и параметрах схемы.  Межкаскадный трансформатор – от Аудиоинструмента на базе TW10 , первичка 5К, вторичка 1К. Такое понижение важно для “прокачки” емкости Миллера, 6Э5П в этом случае видит в пять раз меньшую входную емкость Г-811. Выходной трансформатор – от той же фирмы, TWB50, с Ra 5,3K на 8 Ом, его индуктивность первички – 62 Генри ( замерено на 50Гц, 5 вольт RMS ). На катоде 6Э5П  – 6 вольт, на сетке – 2 вольта, ток анода 6Э5П – 15 мА. АЧХ – пока не фантастическая – на минус три дБ от 15 Гц до 26 КГц, причем ограничение сверху дает выходной каскад. Входное сопротивление первого каскада – около 30 КОм. Блок питания – двухэтажный на ультрафастах, сетевой трансформатор содержит две обмотки по 230 вольт.  Питание 16 вольт – от LM-ки. Да, и не забываем ставить антизвонные резисторы в цепи первой и второй сетки 6Э5П ( они на принципиальной схеме не показаны ) – лампа эта крутая и очень склонна к самовозбуждению на высоких частотах –  причем заметить его наличие иногда бывает очень трудно – вроде бы все работает – но как-то криво. Антизвонные резисторы я делаю так – на резистор МЛТ мощностью 0.25 ватта ( для первой сетки это  около 0.5 – 2   К, для второй сетки – 20 – 47 Ом ) наматываем 15 – 20 витков эмалированного  провода 0.28 – 0.355 мм и концы провода припаиваем к выводам резистора. Крепить резисторы нужно прямо к выводам ламповой панельки, и отводы со стороны ламповой  панельки сделать минимальными по длине. Если лампа все равно генерирует, то попытатесь антизвонники раздвинуть максимально далеко друг от друга или сделать так, чтобы они не были параллельны.

Максимально удалось “выжать” 14.5 ватт на 8 Омах, при этом режим Г-811 – ток анода 75 мА, рассеиваемая анодом мощность – 45 ватт.  Нагрузочная линия:
curves_rca_5_3k
Из нагрузочной прямой находим, что максимальная амплитуда входного напряжения Г-811 составляет 20/1,4 = 14,3 V .  Также из ВАХ можно вычислить ориентировочное значение Ri в рабочей точке – это 28 килоом. Немало однако ! Вот для чего нужна высокая индуктивность первички выходного трансформатора.

Спектр гармоник и вид синуса при 16.5 ваттах  ( это максимальная мощность перед клиппингом  !  ) на выходе, щуп с делителем 1 к 10, то есть на выходе на активной нагрузке 8 Ом на самом деле 11.5 Вольта:

1KHZ_2V_inp_11_5Vout68Db_FIRST

1KHZ_2V_inp_11_5Vout

На первом спектре первая ( основная ) гармоника 0.5 КГц составляет +68 дБ, то есть величина второй гармоники -25, а третьей -29 дБ от уровня первой, остальные менее -48 дБ.  То есть суммарный Кг при максимальной мощности получается 10 %, причем доминирует вторая гармоника.

При снижении мощности от максимальной третья гармоника относительно второй сильно  снижается, и при 1 ватте на выходе вторая гармоника  составляет  всего -49 дБ и остальные менее -60 дБ , спектр ниже ( суммарный Кг менее 0.5 % ) :

1kHz_1W_6_8dB_1st

 

Чувствительность усилителя – 0,45 вольт на входе обеспечивают 1 ватт на выходе ( 2,83 Вольта на 8 Омах ).

Почему выбрана 6Э5П для раскачки ? Эта лампа обладает массой достоинств, главное из которых – прекрасное звучание, я имел возможность в этом убедиться в своих проектах на лампе 2А3. Ну а из физики упомяну низкое внутреннее сопротивление Ri в триоде – 1200 Ом при относительно высоком усилении – в данном каскаде К=29 по напряжению.

Звук макетика в моно варианте очень порадовал, слушал на колонке от Симфонии.   Тут нужно сделать отступление – не забываем, что хотя Г-811 это триод, но ВАХи-то у него пентодные, и усилитель, как полагается любому пентоднику без ООС,  имеет относительно высокое выходное сопротивление – на 1КГц это 40 Ом, на 40 Гц – 31.   А это значит, что слушая его на многополосках, надо быть осторожным – возможны нарушения тонального баланса. Поэтому я бы рекомендовал этот усилитель к серьезному изготовлению  для широкополосного динамика.

DSC02804_res_1

Мне, например, нравится сочетание  Г-811  с 4А28 в оформлении TQWP – фото выше )  Звук  наполненный, бархатистый, есть что-то от пентодов старых радиол, особенно середина – мне очень понравился вокал. Звук также детальный, как у 2А3. И, в отличие от 2А3 – с ровным, сбалансированным и глубоким басом. Верха немного выдают наличие германия в тракте – есть характерное “серебро” в верхнем регистре, но в общем мне показалось, что звук это не портит, а даже совсем наоборот. Если в чисто транзисторном тембре оно выпирает и скоро начинает надоедать, то здесь оно хорошо дополняет богатое в общем звучание и очень скоро я перестал это замечать. Прослушал балетную музыку Чайковского и немецкий тест-CD – итого два часа и не мог оторваться.
Вдохновило, короче.

Дополнено 22 марта 2023 года. Интерес к этой схеме со стороны читателей подвИг меня немного доработать схему с учетом моих последних работ – транзисторы заменены теперь на много более доступные pnp ( тоже германиевые ) и некоторые детали оказались лишними – схема в общем стала проще и надежнее. И добавлен резистор R5 для термостабилизации полупроводниковой части. Чувствительность и выходные параметры остались те же, что и  ранее – при подаче 2 Вольт на вход мощность на выходе ( 8 Ом ) получается 15 ватт.  Немного увеличен ток анода 6Э5П – с 15 до 20 мА, это малость снижает Кг.

6E6P_G_811

Полоса пропускания у этого макета сильно ограничена сверху – всего 20 КГц на -3дБ. Да, возможно выходной трансформатор TWB50 хорош для триодов, но не для Г-811 с его пентодными ВАХами.   Его увы,  пришлось перематывать.    Оригинально в нем было 4000 витков первички, разбитых на  каждой катушке на 4 обмотки по 500 витков ( внавал ) провода 0.32мм, между ними – по три слоя вторички соединенные параллельно,  проводом  1.0 мм. С прокладками 0.18мм индуктивность у него была 32 Гн по китайскому тестеру на 100Гц, индуктивность рассеяния – 35 мГн. Сердечник ПЛ сечением 20.5 на 31.5мм = итого  суммарно для двух магнитопроводов – 12.9 см квадратных. Теперь, внимание –  замеренная межобмоточная емкость – 16 нФ ! Вот почему такая узкая полоса по верхам….

Расчет выходного трансформатора я делал по своей программе OPT_design  и вот результаты расчетов:

OPT

Как исходные данные взяты: Ri лампы – 28 КОм,  сопротивление анодной нагрузки – 5.3КОма, сопротивление нагрузки – 8 Ом, анодный ток – 75мА, максимальная мощность – 14 Ватт, нижнаяя граничная частота по -3 дБ  25 Гц. Было выбрано количество витков 3800 ( то есть чуть меньше, чем у оригинального трансформатора ), а зазор был немного уменьшен  – электрокартон 0.15 мм.  Первичка состоит из двух секций – первая ( от магнитопровода )  5 слоев по 210, вторая – 4 слоя по 215 ( да, чуть больше – каркас такой, видимо для сетевика ) витков провода 0.28мм по меди,  вторичка – между ними – один слой 78 витков провода 0.9мм, причем  все – и первички и вторички –  соединены последовательно.

Параметры получившегося трансформатора –  активное сопротивление первички – 220 Ом, индуктивность по китайскому метру на 100 Гц – 40 Генри, на 50Гц и 5 Вольт  – 67 Генри ( измерено моим  самодельным метром ), индуктивность рассеяния на 100 Гц – 55 мГн, межобмоточная ( первичка – вторичка ) емкость всего 480 пф – это достигнуто установкой дополнительных экранов Фарадея из медной фольги между слоем изоляции первичка – вторичка.  Уменьшение емкости   – в 33 раза по сравнению с оригинальным трансформатором !

DSC02798_res

DSC02801_res

Межслоевая изоляция – строительная  лента из стекловолокна для регипсовых работ толщиной 0.2мм, как раз такая продается шириной 75мм –  и резать под этот трансформатор не надо ! Межобмоточная – два слоя той же ленты.

Полоса пропускания по уровню -3дБ  стала шире на ВЧ – теперь от 17 Гц до 44 КГц ,  АЧХ макета с перемотанным трансформатором :

perekomm_280pF_ekr10k

Хотя и есть небольшие резонансы в ВЧ области, но с конденсатором 270 пФ параллельно трансформатору неприятного подзвона нет.  Эта АЧХ выше – при  не подключенных электростатичесих экранах. Если  их правильно подключить – то  АЧХ будет ровнее и тогда  блокировочные 270пФ ставить не нужно.

 

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

Каскад на 6Н8С с общей сеткой и эмиттерным повторителем на входе

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:

mp37_gg

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 ):

sh_2013_0002_2

sh_2013_0002_3

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:
gg_d0b3d182404
Полоса пропускания осталась прежней, коэффициент передачи каскада увеличился до 18 раз.
Результат проектирования этого каскада в TubeCad
reportprinter-report
**********************************************************************************

Фазоинвертор с разделенной нагрузкой на пентоде 6Ж8

Продолжил свои опыты начатые еще года два обратно. http://klimanski.com/?p=118. Тогда был сделан ФИ на 6Ж4 и, в принципе, было доказано, что схема рабочая. Но ее характеристики удовлетворить не могли, и вот сейчас удалось положение несколько улучшить.
Сначала напомню, что подача сигнала между первой сеткой и катодом этого типа фазоинвертора приводит к тому, что он начинает еще работать и как усилитель, ведь если сигнал подавать так, как это делается в классическом ФИ с разделенной нагрузкой ( то есть между первой сеткой и общим ), то тогда коэффициент усиления получается около единицы. Точнее – Кус=мю*R/(R*(2+мю)+R), где R – сопротивление плеча в аноде или катоде, мю – коэффициент усиления лампы.
Почему я снова взял пентод, а не триод. Причин несколько. Во-первых, у пентода есть вторая и третья сетки, которые можно использовать для ООС и для поиска режимов с минимальными искажениями. Во-вторых, опять-таки наличие второй сетки дает дополнительные возможности для симметризации каскада относительно общего провода. И я сделал вот такой вот макет.
d180d0b0d181d0bfd180d0b5d0b4_6d0b68
Чтобы подаваемый на вход сигнал не имел общей земли, был подключен входной транформатор 10К/10к, то есть один к одному. Ламповый каскад в данной схеме имеет очень высокое входное сопротивление и меньшую по сравнению с триодом входную емкость, поэтому в принципе можно ставить трансформатор с повышением.
Третью сетку сначала пробовал подключать к катоду. Странно, но Кг при этом увеличился, и довольно значительно, остальные параметры ощутимо не изменились.
Результаты замеров. Выходной сигнал замерялся дифференциальный между выходами. При подаче на вход 1.36 вольта, на выходе получаем 30 вольт, то есть Ку=22. Максимальный неискаженный сигнал на выходе – 40 вольт. Результаты замера гармоник при 30 Вольт на выходе ( первая принята за ноль ), вторая минус 36дБ, третья минус 55дБ, 4-я и пятая менее минус 60дБ остальных не видно. Налицо прогресс – такое включение привело к значительному снижению Кг, причем явно доминирует вторая гармоника, третья всего лишь 0.2% – а ведь замер сделан на уровне сигнала, близкого к максимальному и без ООС. Вторую гармонику можно снизить, дополнительно сбалансировав ток катода подбором номинала катодного резистора, но из-за того, что ток второй сетки протекает через катодный резистор, совсем устранить ее не представляется возможным. В случае если конденсатор С4 не ставить, вторая гармоника снижается до уровня минус 45 дБ, но снижается и чувствительность – для получения 30 вольт на выходе на вход надо подать 1.95 Вольта.
Полоса пропускания снизу ограничена RC цепочкой на выходе и составляет на уровне минус 1 дБ от 30 Гц до 43 КГц, на уровне минус 3 дБ – от 10Гц до 53 КГц.
Планирую подключить данный ФИ к выходному каскаду на EL34, ООС думаю подавать с выходного трансформатора на вторую или третью сетки 6Ж8. Посмотрим что из этого получится.

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