(Статья для сайта audioportal.su, 2007 год)
Давно хотел собрать и послушать усилитель «только на триодах», чтобы оценить так называемый «чисто триодный звук», о котором так много говорят на форуме. (***audioportal.su 2007 год )
Схема Усилителя :
Немного «праздных» рассуждений, в том числе и об этой схеме:
В силу тех или иных причин, о которых можно поговорить отдельно, я считаю, что самодельный усилитель должен состоять из возможно меньшего числа каскадов усиления, в идеале из 1. Но, возвращаясь в «реальный» мир с реальной акустикой и принимая во внимание объем трудозатрат, доступность и стоимость комплектующих, необходимо-оптимально-возможное количество каскадов усиления для меня пока все-таки = 2.
Какую же связь между каскадами выбрать? Трансформаторную, емкостную или непосредственную (гальваническую)?
Трансформаторная связь – оптимальна с точки зрения КПД, но имеет несколько «подводных камней» –
- Хороший межкаскадный трансформатор довольно габаритен, его размеры вполне сравнимы с габаритами выходного трансформатора; В итоге конструкция получается довольно-таки тяжелой;
- При напряжении питания выходного каскада, например, 300 Вольт и при напряжении питания драйвера, например в 200 Вольт (что типично для ламп, подходящих для работы на межкаскадный трансформатор) необходимо или два источника питания (один для драйвера, другой для выходного каскада) или излишек напряжения придется гасить на балластном резисторе. Что наводит на крамольную мысль – а не проще ли этот резистор подключить к аноду драйверной лампы, а межкаскадный трансформатор вообще убрать?
- Трансформатор, даже очень хороший, все-таки имеет неравномерные частотную и фазовую характеристики на краях звукового диапазона, что вносит определенный окрас в звучание.
Непосредственная (гальваническая) связь между каскадами имеет как и определенные преимущества, так и многие недостатки. Главное преимущество такой связи только одно – из усилителя (на первый взгляд) убирается межкаскадный конденсатор – один из основных источников специфических искажений и фазовых сдвигов.
Недостатки –
- Реализация такой связи по топологии «Усилителя Лофтина и Уайта» имеет ряд технологических недостатков, таких как высокое напряжение питания и «большой и горячий» резистор в катоде выходной лампы – который, кстати, оказывает негативное влияние на звук, занижая динамику усилителя.
- Вариант с двумя источниками питания («двухэтажное» питание) свободен от вышеупомянутого недостатка, но ток сигнала в этой схеме так же проходит через два различных конденсатора источника питания (через «верхний» и «нижний» этажи), которые так же вносят свою окраску в звучание. Нужно заметить, что экспериментальным путем установлено, что влияние на звук конденсаторов в блоке питания менее заметно, чем влияние межкаскадного конденсатора.
- Для реализации «двухэтажного» питания необходимо либо два силовых трансформатора, либо трансформатор с двумя обмотками (или отводами от обмоток), что так же увеличивает вес конструкции.
- Наладка такого усилителя требует определенных навыков, конструкция нуждается в периодическом присмотре и контроле и подстройке режимов.
- Как правило, во избежание ухода режимов драйвера и выходной лампы, источники питания такого усилителя должны быть стабилизированы, что так же приводит к усложнению конструкции.
Емкостная связь между каскадами – «классическая» схемотехника. Межкаскадный конденсатор, конечно, оказывает влияние на звук.
Но, на мой взгляд и слух, такие конденсаторы, как ФТ-2, ФТ-3, Wima MKP, Hovland, Auri, Cardas, Jensen PIO – в звуковом тракте практически нейтрально-прозрачны. Применение емкостной связи между каскадами в двухкаскадном SE усилителе, на мой взгляд, имеет неоспоримые преимущества –
- Позволяет сделать усилитель технологически простым – каскады можно настроить отдельно, коррекция режима драйвера не оказывает прямого влияния на режим выходного каскада.
- Блок питания такого усилителя «прост и легок».
- Лампы в таком усилителе работают безопасно – неожиданный отказ лампы драйвера не приводит к фатальным последствиям для выходного каскада.
- Путь сигнала в таком усилителе наиболее короток, что гарантирует хорошие звуковые качества и повторяемость результатов.
- Силовой трансформатор для такого усилителя можно приобрести готовый, недорогой и очень хорошего качества, от классических изготовителей с безупречной репутацией – например таких, как «Hammond».
Выбор лампы драйвера.
Поскольку усилитель содержит всего два каскада, лампа драйверного каскада должна обеспечить коэффициент усиления не менее 30, усилительный каскад на ней должен быть способен отдавать достаточный ток в нагрузку во всем диапазоне рабочих частот и, желательно, чтобы напряжение сеточного смещения в рабочем режиме было не менее -2 Вольт.
Из широко известных и доступных триодов это – 6С2П, 6С3П, 6С4П, 6С15П, 6С45П. В ходе расчетов, макетирования и отслушивания, выбор был остановлен на лампе 6С45П.
Обычно рекомендуемый для этой лампы режим (-1.5 Вольт смещения, 150 Вольт на аноде при токе 30 mA) показался мне не совсем подходящим. Очень интересно звучание этой лампы в следующем режиме – (-3.2 Вольта смещение, 220-225 Вольт на аноде при токе 20…25 mA) Надо отметить, что лампы эти имеют довольно широкий разброс, и мне попадались удивительные экземпляры, которые имели коэффициент усиления чуть более 50 при этом напряжение на аноде составляло +205 Вольт при токе анода 25 mA.
В моем усилителе эта лампа эксплуатируется при несколько повышенном анодном напряжении, но поскольку все остальные параметры в норме и максимальная рассеиваемая мощность на аноде ниже допустимой- такое включение вполне безопасно и не оказывает значительного влияния на срок ее службы.
В качестве источника напряжения сеточного смещения я применил литиевую батарейку напряжением 3.2 Вольт. Включение батарейки в цепь сетки позволило заземлить катод драйверной лампы, тем самым исключив влияние на звук катодного резистора и шунтирующего его конденсатора, а так же «однозначно» решило широко дискутируемый (*** в 2007 году на audioportal.su ) вопрос о необходимой емкости этого конденсатора.
Какого-либо негативного влияния качественной батарейки на звук мной замечено не было. В этой конструкции я использовал батарейки-«таблетки» Duracell, припаяв (соблюдая все меры безопасности!) к ним выводы из одножильного медно-серебрянного провода в хлопково-лаковой изоляции. Припой – обычный магазинный, с 2% серебра. (***В дальнейшем я стал применять батарейки с выводами)
В качестве анодной нагрузки применен регулируемый интегральный источник тока IXYS IXCP 10M45S. Использование этого источника тока («идеального резистора») в качестве анодной нагрузки широко используется в конструкциях Западных самодельщиков, и я тоже решил его попробовать.
Для лампы 6С45П это практически второй (после трансформатора или дросселя) вариант идеальной анодной нагрузки, позволяющей получить большой коэффициент усиления и отличные динамические характеристики при сравнительно низком напряжении питания каскада. Кроме того, применение источника тока позволяет существенно повысить стабильность рабочей точки (она практически не зависит от изменения напряжения питания), что очень актуально в случае использования фиксированного смещения.
Основные характеристики драйверного каскада при напряжении источника питания 300 Вольт следующие:
- Коэффициент усиления = 41…50 (зависит от экземпляра лампы)
- Номинальное входное напряжение = 1В Rms (Максимальное = 6.4В (P-to-P)
- Максимальное выходное неискаженное напряжение при сопротивлении нагрузки 150 кОм = 135…140В (P-to-P), К-т гармоник при этом ~ 5%.
- Коэффициент гармоник, при выходном напряжении = 10 Вольт Rms ~ 0.2% (Преимущественно вторая гармоника)
Каскад сохраняет свою работоспособность при увеличении напряжения источника питания до 400 Вольт, при этом рабочая точка остается стабильной, коэффициент гармоник уменьшается, а максимальное выходное напряжение возрастает. Таким образом, этот каскад вполне может быть применен в качестве драйвера для такой лампы, как 300В.
Межкаскадный конденсатор.
Минимально-необходимую емкость межкаскадного конденсатора можно определить по общеизвестной формуле C=159/FR (Микрофарады, килоомы, Герцы), где F – это нижняя граничная частота, R – cопротивление сеточного резистора утечки выходной лампы, C – емкость межкаскадного конденсатора.
Следует помнить, что чем больше емкость этого конденсатора, тем ниже частота среза фильтра, образованного этим конденсатором и сеточным резистором выходной лампы, и тем меньше фазовый сдвиг , вносимый этой цепочкой на определенной нижней граничной частоте и тем шире полоса воспроизведения низких частот. Но, тем лучшего качества должен быть выходной трансформатор. В этой схеме «безопасно-минимальная» емкость этого кондесатора составляет 0.47мкФ. Я применил Auricap 1.5 мкФ.
Выходной каскад каких-либо схемотехнических особенностей не имеет. Смещение – фиксированное, от отдельного источника. Выходная лампа 2A3 или 6C4C, трансформатор – Hammond 1628SEA, 5K->4 Ом. Напряжение питание всего усилителя = 300 Вольт, ток покоя лампы выходного каскада = 60 mA, максимальная (до начала видимого ограничения выходного сигнала) выходная мощность ~ 3.5 Вт.
Блок Питания.
В качестве силового трансформатора я применил Hammond 372J. Анодная обмотка у него рассчитана на потребляемый ток 250 mA, что вполне достаточно. Накальная обмотка на 5В 3A используется для питания накала кенотрона, 6.3 В 3A – для питания накалов драйверных ламп.
Накалы выходных ламп питаются от отдельного трансформатора. В случае использования выходных ламп 6С4С питание их накала, скорее всего, придется выпрямлять и стабилизировать. Я считаю, что питание накала выходных ламп выпрямленным стабилизированным напряжением не оказывает негативного влияния на звук. (*** В дальнейшем я изменил свою точку зрения, особенно это касается ламп 6С4С )
В качестве выпрямителя применен прямонакальный кенотрон 5Ц3С. На мой слух, использование в качестве выпрямителей «быстрых» полупроводниковых диодов делает звучание усилителя более плотным, иногда даже слишком – поэтому в своих конструкциях я пока применяю кенотроны.
Использование классических дросселей как элементов фильтра в питании, на мой взгляд, в настоящее время уже не оправдано.
Напряжение питания усилителя – стабилизированное. Даже самый простой последовательный параметрический стабилизатор позволяет получить в несколько десятков раз более низкие выходное сопротивление и уровень пульсаций источника питания, при существенно меньших массогабаритных показателях. Кроме того, при стабилизированном напряжении питания обеспечивается лучшая привязка режимов ламп, да и наладка усилителя значительно облегчается.
Выпрямитель напряжения смещения выходных ламп собран по схеме удвоения выпрямленного напряжения с его последующей фильтрацией. Каких-либо особенностей эта схема не имеет.
Что получилось в итоге – смотрите ниже.
О звучании этого усилителя – оно «панорамно», эмоционально, динамично, плотно и свободно одновременно. Собирайте и слушайте , не пожалеете.
Май-Июнь 2007 г. г. Владивосток
*** Конструкция получилась действительно очень удачная. Этот усилитель неоднократно собирался мной для друзей и знакомых, а так же был повторен многими аудиосамодельщиками.
This entry was posted in by . Bookmark the .
Любители качественного звука оценят нашу сегодняшнюю самоделку: ламповый однотактный усилитель Magnifique Evolution.
Made in ex-USSR from the old soviet components .
Это история о том, куда может завести неосознанное желание создать нечто из ничего, и о том, во что этот «монстр» может обернуться.
Джазово-рокенрольные импровизации
Есть такой вид времяпрепровождения – рассмотрение в сети всякой техники: Маранцы, Деноны, Ямахи, Ротели, Неды и проч. Подобный новодел окружает со всех сторон, свисает над головой, «упрашивая» купить, поменять и купить снова. Что иногда и происходит.
Но параллельно с этим у меня шел процесс доработки своей техники. Аудиофильскими, и не только, методами я пытался получить звук, который, по моим представлениям, соответствовал нужному мне уровню качества. Я добивался динамичного (драйвового), теплого, детального, прозрачного звука с незыблемой сценой. Вот где-то так… И это наконец произошло. Я получил нужный мне звук на транзисторном классе АВ. И что дальше? Тупик… Если звук теплый, и детальный, прозрачный и драйвовый, то в условиях конкретной комнаты его нельзя и нелепо делать еще более таковым, каков он уже есть, ибо все это уже есть. Но всегда хочется чего-то большего… И выход есть! Японский усилитель Luxman 550A. Транзисторный класс А. Всего 20Вт на канал. Но каких ватт! Искажения – 0,005%. Внутри все не просто правильно, а идеально правильно. Большие стрелочные индикаторы радуют глаз. Масть и отделка корпуса. Короче – Hi-End! 5700$!!! Подождите…
В моем случае интереснее, это уж точно, получить такой же звук на другом типе аппаратуры. Лампы! Лампы, лампы! Это вдохновляет.
Ибо каждый уважающий себя ценитель музыки должен иметь в своем арсенале и . Это и вдохновило, особенно творения тех храбрых джентльменов которые представили свои проекты в сети.
Чтобы не изобретать «велосипед», решено было создать усилитель из готовых схемных решений с привнесением своих представлений о «правильном».
Схема
Расположен на отдельной плате и содержит в себе двойной электронный дроссель с задержкой анодного напряжения по конструкции Чугунова. На этой же плате расположился источник напряжения смещения и стабилизатор постоянного напряжения накала драйверной лампы. Спектр питания получился очень чистый.
Вся схема питается от двух трансформаторов: основной – ТАН-43 и дополнительный, на 10В, для подсветки индикаторов и для накала драйверной лампы. В качестве второго можно задействовать ТН-30.
Сам усилитель выполнен отдельным блоком, по схеме Олега Чернышева, с фиксированным смещением выходных ламп. Конденсаторы C4 обеспечивают коррекцию по верхним частотам. Для линейной характеристики достаточно 100 nF. У меня стоит 200 nF – подъём на 1db.
Регулятор уровня громкости наборной, на базе советского приборного спаренного переключателя на десять позиций. Я его предварительно разобрал, почистил, смазал густой силиконовой смазкой и поставил более мягкую пружину. Вся конструкция окружена экраном из медной жести. Общее сопротивление регулятора напрямую влияет на уровень самых нижних частот и на уровень шума. Его сопротивление рекомендую в пределах 15 – 24 кОм.
Выходные трансформаторы ТВ-2Ш (ТВЗ-1-9). Подбирались из семи штук по максимальному уровню сигнала и частотному диапазону.
Селектор входов на тумблере на два источника. Разумеется, есть возможность и место соорудить релейную систему, если захочется в будущем.
Провода идущие от входных гнёзд к селектору уложены в толстый посеребренный медный экран от какого-то военного радиокабеля.
Корпусные провода от всех блоков и экранов и от лицевой панели сходятся в центре блока питания на минусе конденсаторов.
Взаимное расположение всех узлов, блоков и разъемов определялось по минимальному уровню шумов и контролировалось по спектрометру с последующими сравнительными замерами RMAA.
Вместо блока Олега Чернышова, если не нравится его звук или для эксперимента, можно поставить блок усилителя по такой распространенной схеме http://cxem.net/sound/amps/amp46.php или любой другой однотакт соответствующего тока потребления.
Компоненты БП, установленные на радиаторы, расположены вверх теплоотводом. При вертикальной установке этих компонентов с другими , необходимо изменить разводку .
R24 – регулировка напряжения накала Л1 6,3 В.
R17 – регулировка напряжения выхода электронного дросселя 300В.
С14 – определяет время установки рабочего режима анодного напряжения.
R11 – установка тока пентодов. При анодном – 300В. На R10 48mV.
R12 – установка уровня индикаторов на 0db (2W) 2,85В при нагрузке на выходе 4 омма.
Корпус
Чернышев назвал свой усилитель Pokemon– маленький карманный монстр. В моем случае, из-за почти полного неведения, что творю и что хочу, получился усилитель для полноформатного корпуса. Или карман должен быть больше… Цели, уплотнить все детали для компактности, у меня не было. Тем более, если что захочется изменить, то корпус не будет помехой.
Корпус собрался из стеклотекстолита. По-другому не получилось. Но получилась довольно устойчивая конструкция. Шасси – 6мм. Задняя стенка – 4мм. Верхняя крышка (2мм). Её цвет и фактура, на мой взгляд, приемлемы и не требуют окраски. Передняя панель из фольгированного стеклотекстолита (2мм), обшитого спереди алюминием (2мм). В дополнение для усиления и украшения применялись различные алюминиевые уголки. Шасси конечно будет значительно удобнее, если его сделать с окнами под платы, как делали в старину. Для этого можно смело использовать толстую фанеру, а не дорогой стеклотекстолит. Вентиляционная решетка – мыльница. Опорные ножки – подшипники (Primare отдыхает).
***
Собственно, весь этот проект – это процесс создания ради самого процесса, а не с целью получить некий самый лучший усилитель с эталонным звуком. Детали применялись самые простые, особенно это касается выходных трансформаторов и переходных конденсаторов (К73 мало кто рекомендовал на эту роль).
Каков результат?
Что мы видим и слышим? Несмотря на отсутствие принципиального перфекционизма, и где-то, формальный подход, получилось очень красивое и стильное, как по мне, изделие, которое продемонстрировало достаточно мощный и красивый звук, даже на низко чувствительных (85db) АС. Возможно, это конечно и не Luxman-550A, но можно отметить, высокую детальность и прозрачность звука, теплоту и динамичность, а также «неприличное» отсутствие даже намека на шум или фон. Вообще по индивидуальным ощущениям, после прослушивания, это очень хороший результат.
Приборные замеры
Потребление электроэнергии: 66 VA, 46W, 0,3A.
Выходная мощность ограниченная видимыми искажениями синусоиды, при входе 1,3V: 2,3W.
Максимальная выходная мощность: 3,6W.
Диапазон частот при линейности 1,5db: 30Hz – 18kHz.
Прежде всего, разрешите поблагодарить радиолюбителей, приславших свои отзывы в ответ на публикации моих статей в журналах и Интернете. Подавляющее большинство удовлетворено звучанием усилителей и практически ни у кого не возникло особых трудностей при повторении описанных конструкций.
Если Вы помните, то в статье "Однотактный ламповый…, возвращаясь к напечатанному" я обещал привести описания и схемы усилителей, в выходных каскадах которых используются триоды. С удовольствием выполняю своё обещание.
Вначале несколько общих моментов, позволяющих прояснить выбор схемотехники усилителей, о которых я буду рассказывать, применяемых в них радиодеталей и т.д.
Ассортимент прямонакальных ламп, к тому же относительно доступных, ограничивается несколькими типами. Это 300B, 2А3, 6С4С, 6В4G, ГМ70. Выбор триодов косвенного накала, в основном предназначенных для стабилизаторов напряжения, тоже не очень большой. Это 6С19П, 6С41С, 6С33С, а также двойные триоды 6Н5С и 6Н13С. Несмотря на то, что есть ряд однотактных конструкций на лампах 6Н5С, 6Н13С, нужно отметить, что вольт амперные характеристики (ВАХ) этих ламп менее линейны, а коэффициент нелинейных искажений (КНИ) высок (достигает 10% при номинальной мощности и соотношении Ra/Ri=4), в то время, как у 6С19П, 6С41С, 6С33С он не превышает 3% при сходных условиях. Поэтому 6Н5С, 6Н13С лучше применять в двухтактных каскадах.
Каждая из перечисленных ламп имеет своё неповторимое звучание, поэтому в двух словах очень трудно охарактеризовать его. Я изложу своё восприятие, а соглашаться с ним или нет, Ваше право.
ГМ70 - широта и масштабность. На этой лампе можно создать усилитель с выходной мощностью более 20Вт!!! Напряжение на аноде лампы может доходить до 1000 вольт, ток анода - до 125ма, поэтому выходные трансформаторы должны иметь высокую электрическую прочность (примерно 3 киловольта). Звучание очень мощное и, как мне кажется, немного прямолинейное. Мелкие нюансы музыкального произведения как бы подавлены этой мощью и напором, а мне нравится более деликатное звучание. В общем - на любителя.
2А3, 6С4С - очень красивое, детальное и певучее звучание. Я бы назвал его "уютным и домашним", но вместе с тем - точным. Лампы представляют собой двуханодные конструкции с общей перемычкой и отличаются напряжением и током накала. У 6С4С нити накала внутри баллона соединены последовательно, а у 2А3 параллельно. Как Вы понимаете, это влияет на уровень фона. В случае применения 2А3 можно питать цепь накала переменным током, а вот в случае применения 6С4С - лучше постоянным.
6B4G - западный аналог 6С4С. Отличается чуть более аналитичным звучанием. Поскольку 6С4С и 6B4G имеют одинаковую цоколёвку, то можно выявить свои предпочтения путём простой замены одной лампы на другую. Кстати, Саратовский "Рефлектор" выпускает и одноанодную версию с такими же ВАХ и параметрами.
300B - считается "королевой" прямонакальных триодов. По моему мнению, лампа занимает промежуточное положение между ГМ70 с одной стороны, и 2А3, 6С4С, 6B4G с другой, сочетая (в разумной степени) достоинства этих двух типов ламп. Судите сами. Выходная мощность однотактного усилителя на лампе 300B составляет 8,0Вт, против 2,5-3,0Вт у 2А3 и 6С4С, при достаточно детальном и наполненном звучании.
К сожалению, звучание прямонакальных триодов, особенно это относится к лампе 300B, очень сильно зависит от года выпуска и производителя. Мне удалось прослушать несколько современных усилителей на этой лампе. Мягко говоря, я был удивлён и разочарован. Классическую музыку они воспроизводили без проблем, а вот современную и динамичную, невыразительно и тоскливо. Причина (с моей точки зрения) в том, что лампы 300В были включены в режиме с автоматическим смещением, а эта лампа звучит лучше всего с фиксированным. И лишь один из усилителей показал достойное звучание. Мне не разрешили снять кожух (очевидно разработчик боялся разглашения своих фирменных секретов), но, по его словам, лампы 300B были импортные, 1958 года выпуска, и смещение было фиксированным. Усилитель прекрасно справлялся с любым музыкальным материалом, обеспечивая полноценное звучание.
6С19П - из семейства триодов с косвенным накалом, самая маломощная (Pa=11Вт). Зарубежных аналогов - нет. Поэтому при применении одной такой лампы в усилителе, приходится довольствоваться тремя ваттами выходной мощности. А вот если установить две лампы, включив их параллельно, выходная мощность возрастёт до 6Вт. Звучание достаточно красивое и детальное, поэтому смело можно применять эти приборы в выходных каскадах усилителей. Естественно, в этом случае нужно подбирать лампы по парам или принимать меры по выравниванию их параметров.
6С41С - тоже триод с косвенным накалом (Pa=25Вт), имеет приблизительный зарубежный аналог EC360, причём с октальным цоколем. В Интернете на различных форумах мне приходилось встречать самые разные оценки звучания этой лампы, причём абсолютно противоположные. Не буду цитировать авторов этих высказываний, так как по моему мнению, большинство из них ничего не делали на этом триоде, поскольку ни режимов работы, ни схем включения никто не обсуждал. Мой опыт применения лампы 6С41С в выходном каскаде однотактного лампового усилителя, а также опыт А. И. Манакова, Д. Андреева, В. А. Стародубцева, позволяет сказать, что 6С41С - великолепно звучащая лампа, причём с любым типом смещения. Отличный, хорошо артикулированный бас и очень объёмная и детальная звукопередача - признаки звучания 6С41С. Кроме этого, вы удивитесь, мощность однотактного каскада на ней составляет около 7 ватт! Звучание 6С41С чем-то похоже на 300В с фиксированным смещением, причём не из самых плохих экземпляров. Но лампа 300В немного проигрывает лампе 6С41С (это не только моё мнение) в динамике. Недостатками чисто конструктивного характера, можно считать необходимость покупки специальных (не дешёвых) ламповых панелек и большой ток накала. Некоторые конструкторы так же считают недостатком большее время "вхождения в режим" (примерно 20-30 минут), по сравнению с прямонакальными лампами. Однако я не считаю этот факт недостатком, скорее особенностью, потому что любой ламповый усилитель начинает звучать лучше после 20-30 минутного прогрева. Такие очевидные достоинства, как отличное звучание, высокая выходная мощность, отсутствие проблем с фоном, присущих прямонакальным лампам, более простой выходной трансформатор (достаточно Ra=800ом) из-за низкого внутреннего сопротивления лампы (что тоже хорошо) и т.д. - с лихвой компенсируют эти недостатки.
6С33С (6П18С) - очень мощный триод косвенного накала (Pa=60Вт). Западных аналогов не имеет. Лампа уже давно применяется в усилителях, много схем опубликовано в различных изданиях и Интернете. Нужно сказать, что этот прибор лучше всего использовать в режиме с автоматическим смещением из-за временной и температурной нестабильности и склонности к саморазогреву. Звучание лампы в однотактном усилителе я бы охарактеризовал как несколько приземлённое и тяжеловесное, с отсутствием воздуха, но это лишь моё мнение, поэтому выбор я оставляю за Вами. Подчёркиваю, речь идёт об однотактном ламповом усилителе с выходным трансформатором. У А. Клячина дома я слушал усилитель на 6С33С, выполненный по схеме без выходных трансформаторов (OTL), так вот, тот усилитель звучал отлично.
Выходная мощность усилителя при применении 6С33С (6П18С) составит около 12Вт. Лампа ещё более длительное время "входит в режим", по сравнению с 6С41С.
Теперь немного поговорим о выходной мощности вообще. Для анализа я позволю себе ввести термин "комфортная мощность". Это, как правило, мощность, на которой аппарат работает длительное время, звучание его не раздражает и позволяет обеспечить наиболее выразительное исполнение всех нюансов музыкального произведения. Так вот, оказалось, что для меня в комнате площадью 18 квадратных метров, "комфортная мощность" составила около 0,5Вт на канал. Подавляющее большинство моих друзей, имеющих однотактные ламповые усилители, подтвердили этот факт. У кого-то было 0,4Вт на канал, у кого-то 0,7Вт на канал, в целом, цифры были похожи.
Чувствуете, к чему я клоню? Учитывая, что максимальная выходная мощность на канал в 2,5-3,0Вт для наших квартир более чем достаточна, а также большую дефицитность и дороговизну хороших ламп 300B, выбор пал на применение в выходном каскаде прямонакальных триодов 6С4С, 2А3 или 6B4G. Если же Вам нужен усилитель мощнее, примените триоды косвенного накала 6С19П, 6С41С.
Идём дальше. Одним из недостатков триодов принято считать большое напряжение раскачки. Рассмотрим поподробнее этот момент. Открываем нашу любимую программу SE Amp CAD и моделируем каскад на лампе 6B4. При напряжении питания около 300 вольт и токе 55ма выходная мощность при применении трансформатора с Ra=4ком составит 2,44Вт при напряжении на входе около 40 вольт. Глупо было бы не учитывать и тот факт, что выходное напряжение современных CD проигрывателей с ЦАПами дельта-сигма и операционными усилителями на аналоговых выходах составляет 2,0 вольта номинально (мой Rotel RCD-02S имеет выходное сопротивление 100ом и номинальное выходное напряжение 2,0 вольта, соответственно амплитудное - 2,8 вольта). Поэтому 40 вольт для раскачки выходного триода можно получить от простого предварительного каскада на резисторах, применив лампу с нужным Вам коэффициентом усиления. В моём случае этому условию полностью удовлетворяют лампы 6С5С, 6С2С или 6Н8С.
Они очень линейны и имеют глубокий раскрыв анодных характеристик при смещении на сетке вплоть до -24 вольт. Кроме этого данные типы ламп прекрасно подходят для работы с прямонакальными триодами взаимно компенсируя искажения друг друга.
Если же выходное напряжение вашего источника сигнала небольшое, то можно поступить следующим образом. Во-первых, можно применить лампу с большим коэффициентом усиления, например 6Н9С, 6Н2П, ЕСС83, E41CC. Во-вторых, применить разделительный трансформатор с коэффициентом 1:2. В-третьих, использовать в качестве лампы предварительного каскада пентод (тетрод). Противникам применения пентодов могу сказать, что лучшие образцы однотактных ламповых усилителей прошлого века, имели именно пентод во входном каскаде, а их звучание до сих пор считается эталонным. Чуть ниже я приведу схемы предварительных ламповых каскадов на пентоде и схему, в которой используется разделительный трансформатор.
Переходим к схеме на рис.1. Используем её как базовую, и путём применения различных ламп и изменения режимов их работы, попытаемся создать аппарат, соответствующий Вашим конкретным вкусам.
Как видите, схема очень проста, и состоит всего из двух каскадов, предварительного и оконечного. Я всегда придерживаюсь принципа минимально возможного количества каскадов усиления, так как добавление лишних элементов на пути сигнала приводит к ухудшению звучания.
Предварительный каскад усиления - резистивный. Поскольку расчёты каскада на резисторах есть практически в любой литературе и Интернете, я их не привожу. Считаю, что в нашем случае полезнее будет сказать о звучании ламп предварительного усилителя. При обсуждении схемы усилителя с А. И. Манаковым, им была предложена лампа 6С5С, как наиболее линейная, имеющая цилиндрическую конструкцию электродной системы. На втором месте - 6С2С. Если Вы откроете справочник, то увидите, что параметры этих ламп практически одинаковы, чего не скажешь о внутренней конструкции. Этим объясняется и разница в звучании. Несмотря на индивидуальные особенности (а они есть), обе лампы звучат очень хорошо. Недостатков я не заметил (один триод в баллоне я не считаю недостатком, скорее достоинством). Предлагаю Вам попробовать оба варианта и определиться, какой из них больше нравится, тем более что переделывать ничего не нужно. Если Вы не смогли найти эти лампы, применяйте двойной триод 6Н8С (обе половинки соединяем параллельно). Особенности такого включения описаны в моей прошлой статье "Однотактный ламповый…, возвращаясь к напечатанному", поэтому повторяться не буду. Можно также использовать лампу 6Н8С без соединения половинок в параллель, в этом случае одна лампа будет работать на оба канала (экономия места налицо).
Считаю необходимым сказать Вам и ещё об одном моменте. Лампа 6С2С - это не половина лампы 6Н8С (как ошибочно считают многие "специалисты" на форумах в Интернете). Справочные данные похожи, похожа и конструкция электродной системы, однако есть и различия. За счёт большей площади анода у 6С2С, крутизна характеристики у неё выше, а реальное внутреннее сопротивление ниже, чем у половинки 6Н8С. Коэффициент усиления при этом одинаковый (около 20). Траверсы крепления электродной системы 6С2С и 6Н8С одинаковы, однако в случае 6С2С они крепят один триод, а не два. Этим объясняется практически полное отсутствие микрофонного эффекта у 6С2С. Как Вы понимаете, из-за этого разница в звучании (хоть и не очень большая) будет обязательно. То же самое нужно сказать и о лампе 6С41С, которая не является половиной лампы 6С33С, как многие считают. Посмотрите внимательно на паспортные значения параметров этих ламп, а также на вольт амперные характеристики. Понятно, что разница в звучании будет существенной.
Кроме этого, Вы должны помнить и о том, что реальный динамический коэффициент усиления каскада на резисторах всегда меньше статического коэффициента усиления конкретной применяемой лампы. Чтобы не загромождать статью формулами, можно считать, что процентов на 25. Таким образом, при применении лампы 6С5С (6С2С), динамический коэффициент усиления реального каскада составит 15-16. Этот момент всегда нужно учитывать при расчёте лампового каскада на резисторах.
Можно вместо резистора в аноде входной лампы применить дроссель. По мнению некоторых радиолюбителей, каскад с дросселем звучит лучше. К сожалению, не могу с ними согласиться. Понимаю, что вкусы у всех разные, но должен высказать своё (и не только) мнение по поводу звучания таких каскадов.
Если Вы любите слушать симфоническую или джазовую музыку, то каскад с дроссельной нагрузкой не самый лучший вариант. Он звучит резко, я бы даже сказал - раздражающе. Очень сильно подчёркиваются обертоны струнных и духовых инструментов. Тростевые инструменты (саксофон и т.д.) звучат неестественно, с какими то неприятными призвуками. Если у Вас есть возможность послушать оба каскада (резистивный и дроссельный) одновременно (естественно с одним и тем же оконечным каскадом), то поставьте хорошую запись Дизи Гилеспи (труба) или Дэвида Сэнборна (саксофон). Я думаю, что разницу в звучании Вы услышите сразу.
Как Вы знаете, дроссель является индуктивностью, лампа предварительного каскада (драйверная) имеет выходную ёмкость, а лампа оконечного каскада - соответственно входную. В результате мы имеем резонансный контур, настроенный на частоту, которая определяется суммой этих ёмкостей и индуктивностью дросселя. F=1/2П умножить на корень квадратный из произведения LC. Вы должны знать, что при большой индуктивности дросселя, резонанс будет перемещаться из ультразвуковой области в звуковые частоты и, несмотря на то, что контур зашунтирован внутренним сопротивлением драйверной лампы, и значительно ослаблен, он всё равно присутствует. На частоте резонанса подъём может достигать до 10Дб.
И ещё один момент. Сопротивление дросселя растёт с ростом частоты, в результате мы получаем неравномерность усиления каскада (с ростом частоты она увеличивается). Естественно, при этом удлиняется спектральный "хвост" гармоник, что не лучшим образом сказывается на звучании.
Раз уж мы заговорили о предварительных каскадах, необходимо отметить, что есть много схем, авторы которых для организации смещения применяют батарейки или аккумуляторы. Многие считают, что электрохимические источники тока в цепях смещения предпочтительнее традиционного резистора и конденсатора, пагубно влияющих на звучание. Необходимо сказать, что батарейки или аккумуляторы могут стоять как в цепи сетки, так и в цепи катода.
Мною были опробованы семь типов аккумуляторов и три типа батареек различных производителей, имеющихся в магазинах. Из ламп были опробованы следующие: 6Н1П, 6Н2П, 6С2С, 6С5С, 6Н8С, 6Н9С, 6С4П, 6Э5П. Аккумуляторы в катодных цепях предпочтительнее, так как нет необходимости в подзарядке (они заряжаются током лампы). Единственное, чтобы не было перезаряда, нужно выбирать их ёмкость не менее 20*I лампы. В моём случае я выбирал ёмкость аккумуляторов в пределах 700-1000ма/ч.
Первое впечатление было очень хорошим, однако по мере прослушивания обнаружился небольшой недостаток. По моему мнению, звучание приобретало некоторую "жёсткость" (в не зависимости от типа электрохимического источника тока), которой не было при применении резистора и конденсатора. Лучшие результаты были получены при применении NiCd аккумуляторов, причём стоящих в цепи катода, а не сетки.
Нужно, конечно, сказать и о том, что электролитические конденсаторы в катодах я применяю Black Gate Rubicon. Возможно, каскад с аккумулятором или батарейкой звучит лучше традиционного, особенно в случае применения китайских конденсаторов и резисторов плохого качества, снятых с компьютерных плат и блоков питания. У меня таких радиоэлементов нет, поэтому предлагаю Вам самим послушать оба варианта и выбрать тот, который больше понравится.
Далее сигнал через разделительный конденсатор поступает на вход оконечного каскада, выполненного на прямонакальном триоде 6С4С. Про типы разделительных конденсаторов я писал много раз, поэтому сейчас скажу только об одном нюансе. При применении во входном каскаде ламп с небольшим коэффициентом усиления, в качестве разделительного лучше всего применять конденсаторы типа ФТ-3, К-77, К-78, а вот если в качестве драйвера применить тетрод или пентод, то бумагу в масле Jensen, К40У-9, К42У-2 и т.д.
Оконечный каскад особенностей не имеет. Лампа включена в режиме с автоматическим смещением. В прошлых статьях я описывал достоинства и недостатки фиксированного и автоматического типов смещения, поэтому повторять всё заново не имеет смысла. Выбирайте сами. Скажу лишь, что при применении электролитов Black Gate (на схеме С6 и С9), разницы в звучании практически нет, а вот недостатков, присущих фиксированному смещению, гораздо меньше.
Чтобы проблем с фоном при применении 6С4С не возникло, я запитал накал постоянным током. В случае применения диодов КД226 напряжение накала под нагрузкой составляет 6 вольт. Если Вы применяете другие диоды (обязательно "быстрые"), может появиться необходимость в корректировке напряжения накала при помощи дополнительного резистора 0,3-0,5ом. И ещё один момент. У прямонакального триода катод и накал - одно и то же, поэтому соединительные провода цепей накала должны быть высокого качества (в отличие от ламп с косвенным накалом). Если Вы применяете лампу 2А3, то её накал можно запитать "переменкой", уровень фона у неё изначально ниже (повторюсь, из-за параллельного включения нитей накала у обоих триодов внутри баллона).
Нужно сказать и о том, почему я применил трансформатор с Ra=4ком. Дело в том, что многие в своих конструкциях уже применили трансформатор фирмы "Аудиоинструмент" TW6SE, а он имеет Ra=4ком. Чтобы не тратить лишних денег на покупку нового трансформатора, используйте тот, что уже есть. Конечно, лучше применить трансформатор, габаритная мощность которого 100Вт, например TW10SE, низкие частоты в этом случае будут воспроизводиться ещё лучше, но и с TW6SE вы не будете разочарованы, поскольку габаритная мощность выходного трансформатора выбирается в пределах 20*Pвых или больше.
Вообще, максимальная выходная мощность достигается при условии Ra=2Ri, где Ra - сопротивление первичной обмотки выходного трансформатора по переменному току, а Ri - внутреннее сопротивление лампы. К сожалению, в этом случае слишком велики нелинейные искажения (около 6%). Поэтому сопротивление первичной обмотки трансформатора Ra выбирают в пределах 3-5Ri (иногда до 7Ri), как компромисс между величиной нелинейных искажений и выходной мощностью. Но нужно учесть, что мощность каскада снижается линейно, а коэффициент нелинейных искажений (КНИ) по экспоненте, со всеми вытекающими последствиями, поэтому существует понятие разумной достаточности. Кроме того, чрезмерное увеличение анодной нагрузки снижает динамику каскада. В нашем случае при применении 6С4С или 2А3, с внутренним сопротивлением Ri=800ом, это условие выполняется.
Для иллюстрации вышесказанного привожу данные выходной мощности усилителя и коэффициента второй и третьей гармоники при различных значениях Ra (при 40 вольтах переменного напряжения на входе лампы, токе анода 60ма и 250 вольтах напряжения на аноде). Эти значения тока и напряжения я привёл в качестве примера совсем не случайно. В учебниках Цыкина и Войшвилло именно такие режимы рекомендуются для достижения наилучшего качества звучания.
Ra=4,0ком, Pвых=2,22Вт, 2-я гармоника 3,1%, 3-я гармоника 0,2% Ra=3,5ком, Pвых=2,4Вт, 2-я гармоника 3,4%, 3-я гармоника 0,1% Ra=3,0ком, Pвых=2,54Вт, 2-я гармоника 3,8%, 3-я гармоника 0% Ra=2,5ком, Pвых=2,7Вт, 2-я гармоника 4,4%, 3-я гармоника 0,1% Ra=2,0ком, Рвых=2,9Вт, 2я гармоника 5,3%, 3я гармоника 0,3% Надеюсь, комментарии излишни.
Ток покоя, как всегда, контролируем по падению напряжения на катодных резисторах. Если Вы примените детали, указанные на схеме, то он составит 55-60ма для лампы 6С4С и 5-6ма для лампы 6С5С.
Теперь переходим к случаям, когда входное напряжение усилителя меньше двух вольт или когда в выходном каскаде применяется лампа, требующая большого напряжения раскачки (например, 6С33С). На Рис.2 приведена схема предварительного усилителя на тетроде 6Э5П в триодном включении, а на Рис.3 в штатном тетродном включении.
Вы можете спросить, почему 6Э5П? Дело в том, что экспериментируя с различными пентодами (6Ж4, 6Ж52П и т.д.), мне не удавалось получить звучание, которое полностью меня бы удовлетворило. В некоторых случаях пропадала прозрачность, в некоторых появлялась сухость и т.д. и т.п. И только 6Э5П обеспечила необходимое качество звукопередачи. Общее впечатление - звучание очень похожее на триодное, только чуть ярче. Глубокий хорошо артикулированный бас, прозрачный верх и очень детальная середина - признаки звучания 6Э5П. Моя оценка - отлично! В любом случае, выбирать и слушать Вам, а я приведу параметры лампы в триодном и штатном включении.
Триодное включение: Ri=1,2ком; S=30ма/в; Кус=30-35. Тетродное включение: Ri=8ком; S=30ма/в; Кус=200. Ну как, впечатляет? Естественно, имея такие параметры, лампа свободно сможет "раскачать" любой триод, будь то 300В, 6С41С, 6С33С, ГМ70 и т.д.
Необходимо отметить, что широкополосные тетроды 6Э5П, 6Э6П с малым внутренним сопротивлением были "oткрыты" для аудио применения А. И. Манаковым. Они успешно применяются многими конструкторами в драйверах (триодный и тетродный режим) и в качестве выходных ламп. На этих же лампах в конце 2003 года А.И. Манаковым был разработан и резистивный ультралинейный каскад, тоже имеющий очень хорошее звучание.
Теперь рассмотрим вариант схемы с применением межкаскадного трансформатора. Достоинствами такого включения принято считать:
- максимально возможное усиление
- возможность согласования с любой нагрузкой
- высокий КПД
- меньшее напряжение питания каскада
- более динамичное звучание.
Однако не всё так гладко. Недостатками схемы являются:
- большие габариты и масса
- необходимость экранировки
- высокая цена
- высокая цена
Если эти проблемы Вас не пугают, то на Рис.4 приведена схема предварительного каскада с применением межкаскадного трансформатора, имеющего коэффициент передачи 1:2. Особенности таких каскадов многократно описаны в различных источниках, поэтому подробно рассматривать их я не считаю нужным.
Статья была бы не полной, если не привести схему усилителя, в выходном каскаде которого работает триод косвенного накала. Я выбрал 6С41С, поскольку схем с использованием этой лампы очень мало, в отличие от 6С33С.
Настоятельно рекомендую Вам попробовать эту конструкцию. Вы будете просто удивлены звучанием. По сравнению с усилителем на 6С4С или 300В, я бы охарактеризовал его как более универсальное. Усилитель одинаково хорошо и естественно воспроизводит как классическую музыку, так и современную, с большим количеством импульсных составляющих.
Схема с использованием лампы 6Э5П во входном каскаде приведена на Рис. 5. Как всегда, она достаточно проста и хорошо повторяема, поэтому у Вас не должно возникнуть проблем при изготовлении этого варианта. Вы можете попробовать разные лампы во входном каскаде, и выбрать вариант, наиболее благозвучный для Вас. Лампа 6Э5П включена триодом, поэтому чувствительность усилителя будет 1,8-2 вольта. Если этого недостаточно, примените схему на Рис.3 или Рис.4. Чувствительность усилителя в этих случаях будет 0,35-0,4В и 0,8-1,0В соответственно.
Немного скажу о выборе режимов лампы 6С41С. Напряжение анод катод составляет 165-175 вольт, при токе через лампу около 93-95ма. Это означает, что мощность рассеивания составит около 16 Вт, что в полтора раза меньше паспортного значения (то есть лампа работает в облегчённом режиме).
Смещение -70 вольт. Если Вы также посмотрите на вольт амперные характеристики, то увидите, что рабочая точка лампы находится на линейном участке. Суммарный потребляемый ток одного канала усилителя составляет около 110ма. Таким образом, если Вы делаете стерео усилитель, то в его блоке питания будет достаточно применить один кенотрон 5Ц3С (5U4G). Номинальный выпрямленный ток этого кенотрона составляет 220-230ма (справочное значение). Если же Вы решите увеличить ток (что вполне допустимо), то в блоке питания усилителя необходимо будет применить два, параллельно включённых кенотрона, или изготовить усилитель в виде двух моноблоков. Естественно, первичная обмотка выходного трансформатора тоже должна быть рассчитана на этот ток.
На форумах в Интернете я как-то видел обсуждение источника питания усилителя с применением телевизионных демпферных диодов, например 6Д22С. Должен Вас предупредить, что при использовании этих ламп звучание усилителя теряет объёмность и детальность, пропадает глубина сцены, такое впечатление, что музыканты находятся на одной линии. Мне такое звучание не подходит, но Вы сами вправе решить этот вопрос. Если нет желания делать блок питания на кенотронах, целесообразнее применить "быстрые" полупроводниковые диоды - "фасты" и "ультрафасты", рассчитанные на соответствующий ток и напряжение, шунтируя каждый из них конденсаторами К78-2 ёмкостью 0,01-0,022Мкф, для устранения коммутационных помех при переключении.
Схема блока питания аналогична схеме, приведенной на Рис.1. Поскольку накал лампы 6С41С питается переменным током, диоды Д1-Д8, а так же конденсаторы фильтра С12-С15, нужно исключить. Помните и о том, что ток накала одной лампы составляет 2,7 ампера, поэтому накальные обмотки силового трансформатора должны быть рассчитаны на него.
Катодный резистор лампы 6С41С сильно греется, поэтому его мощность рассеивания должна быть не менее 15-20Вт.
Выходной трансформатор, применённый в данной схеме, изготовлен "Аудиоинструментом" и имеет следующие параметры: Ra=1ком; Ктр=12,5; Pгаб=100Вт; I=150ма. Сопротивление первичной обмотки постоянному току - около 150ом.
Ещё лучшее качество звучания было получено при применении выходных трансформаторов, намотанных на сердечниках ОСМ-0,16, изготовленных по моей просьбе Дмитрием Андреевым, за что ему отдельное спасибо. Параметры этих трансформаторов следующие: Ra=1ком; Ктр=10,05; Pгаб=160Вт; I=200ма. Сопротивление первичной обмотки постоянному току - около 50ом. В обоих случаях смещение составило -70 вольт, а мощность рассеивания лампы 6С41С во втором случае увеличилась всего на 1Вт. Звучание приобрело ещё больший объём и детальность, расширилась полоса воспроизводимых частот (вплоть до 70kHz) и увеличилась глубина сцены.
Монтаж всех усилителей, о которых я рассказал, выполнен навесным способом, с использованием медного многожильного кабеля Kimber серии TC. Мне нравится нейтральный характер звучания этого соединителя, а также невосприимчивость его изоляции из тефлона к нагреву. Стоимость - около 30$ за метр. Но, приобретая 1 метр этого кабеля, фактически вы получаете 8 проводов по 1 метру (4 синих и 4 чёрных). Согласитесь, что 4$ за метр хорошего провода, не так уж много.
Разводка "земли" выполнена "звездой", в прошлой статье я подробно описывал этот способ. Фон переменного тока слышен только в том случае, если поднести ухо вплотную к акустической системе. Если это не так, нужно повозиться с взаимным расположением радиоэлементов. В моём случае дроссели блока питания находятся в подвале шасси, а силовой и выходные трансформаторы сверху.
Ну вот, вроде и всё. В заключении, я хотел бы поблагодарить моего друга А.И. Манакова E-mail: detector(dog)surguttel.ru за постоянные консультации и помощь в редактировании этой статьи (все схемы были лично опробованы Анатолием Иосифовичем задолго до меня), а также за присланные им лампы 6Э5П и 6С41С.
Должен сказать Вам также и о том, что особенности восприятия музыки очень индивидуальны, поэтому не стоит зацикливаться на каких-то отдельно взятых схемах или лампах. Не только прямонакальные триоды обеспечивают высококачественное звучание. И пентоды, и триоды косвенного накала при грамотном построении схемы, правильном выборе рабочей точки и режимов, ничуть не хуже. Поэтому учитесь, пробуйте, слушайте, экспериментируйте. Нельзя забывать о теории электровакуумных приборов и построения усилителей на них, чтобы не было пустых "наитий" и "откровений свыше". Только в этом случае Вы сможете создать аппарат, который будет полностью соответствовать Вашим музыкальным вкусам.
Однотактный усилитель на триоде 6С19П
Как-то мы подумали, а что, если применить для построения усилителя лампы самой простой конструкции - триоды? Даст ли отсутствие лишних сеток какой-либо выигрыш в звуке? Найти триоды, мощность которых была бы достаточной для использования в выходном каскаде, нам не удалось, но однажды подвернулись лампы 6С19П - самые настоящие триоды, да ещё и довольно мощные. Правда, изначальное их предназначение далеко от звука (стабилизаторы напряжения), но решили взять, для тестирования на предмет пригодности в нашем с вами деле.
Оказалось, что данные триоды вполне себе звучат, и звучат хорошо! Звук их описывают, как ничем не окрашенный, чистый и прозрачный.
К сожалению, до построения рабочей конструкции дело так и не дошло, потому что эти лампы требуют могучих трансформаторов. Но всё это решаемо.
А пока предлагаем ознакомиться с конструкцией, описанной В. Пузановым. Ознакомиться можно по адресу:
Мощность усилителя составляет 2,5Вт. Лампа 6С19П имеет достаточно линейную для применения в аудио характеристику, а мощность рассеивания анода - аж целых 11 Вт. Анодное напряжение невелико, поэтому не требуются сильно высоковольтные конденсаторы в питании. Лампа имеет низкое внутреннее сопротивление.
Схема усилителя имеет два варианта. Точнее, два варианта каскада предварительного усиления. Первый выполнен на триоде 6С4П с Ку=35 с высокой крутизной, малыми шумами и малым внутренним сопротивлением. Микрофонного эффекта у этой лампы не наблюдается.
Второй вариант выполнен на пентоде. Да, это уже не триод, и усилитель уже перестаёт быть полностью триодным. Но это позволяет отказаться от электролитического конденсатора в катоде. Драйвер имеет Ку=40-45. Усиление можно сделать ещё больше, увеличив сопротивление анодного резистора (не более 100 кОм) и пересчитав режимы.
Максимальная мощность выходного каскада получится при условии Ra=2Ri, где Ra - приведённое сопротивление первички выходного трансформатора, а Ri - внутреннее сопротивление лампы. Однако, и нелинейные искажения также будут велики. Поэтому разумно выбирать Ra=3...5Ri, чтобы получить компромисс между мощностью и качеством. В данной схеме выбран трансформатор с приведённым сопротивлением 2,4 кОм.
Величина фильтрующего конденсатора в питании - расчётная. Да, она достаточно велика, и при повторении конструкции, вероятно, придётся её уменьшить. Следует помнить, что чем выше это значение, тем более ёмкими будут "низы" при воспроизведении, если, конечно, акустика способна их воспроизводить.
На входе автор применил достаточно низкоомный переменный резистор, сопротивление которого является подходящим к выходному сопротивления имеющегося у него источника звука. Возможно, при повторении потребуется "поиграть" с этим номиналом и добавить страховочный резистор со среднего контакта на землю.
Я строил с выходными каскадами на лучевых тетродах и пентодах. Почему-то выходные триоды в мои конструкции не попадали. Возможно, сыграло свою роль расхожее мнение о том, что триодный звук хорош только для классики, вокала и джаза (в основном рок слушаю), а, может, потому, что имею больший выбор именно тетродов и пентодов. В общем, как бы то ни было, решил восполнить этот пробел и попробовать триод. За именитые и довольно дорогие 300В, 2А3, 2С4С и т.д. хвататься без опыта смысла не было, поэтому свой выбор остановил на косвеннонакальных мощных стабилизаторных триодах 6Н13С (6Н5С их полный аналог). Для однотактного усилителя они не годятся из-за «врожденной кривизны», а вот для двухтактного подойдут. В качестве исходной была выбрана схема Уйм де Джегера, которая представляет из себя классический «Вильямсон». Ознакомиться со всеми ее преимуществами и недостатками можно , здесь только приведу оригинальную схему.
С Уйм де Джегером я сразу не согласился в вопросе смещения выходных ламп. При выбранном токе покоя каждого триода 70 мА четыре резистора автоматического смещения превращаются в адскую печку, поэтому смещение ламп выходного каскада было решено переделать в фиксированное. Кроме того, такой подход еще и улучшает звучание усилителя. Других разногласий с автором схемы не возникло, так что в остальном она осталась без изменений. В качестве входной лампы изначально планировалась 6Н2П, во второй каскад 6Н1П, а место в выходном каскаде, как я уже говорил, застолбила 6Н13С. Схему перерисовал на свой лад и предлагаю вашему вниманию.
Что же, теперь самое время подумать о питании. В своей слегка видоизмененной схеме усилителя мне пришлось разделить анодное питание первых двух каскадов и выходного, поскольку 6Н13С - относительно низковольтная лампа. Поэтому в блоке питания мне понадобятся два анодных выпрямителя - на 180 В для выходного каскада и на 270 В для первых двух. Также будут нужны два «подземных» источника: на -50 В для каскадов раскачки и -100 В для смещения ламп выходного каскада. Дабы продлить срок службы ламп, который далеко не бесконечен, не помешает соорудить несложный софтстарт с задержкой и плавной подачей анодного напряжения. Исходя из этих соображений, появилась страшная на первый взгляд схема блока питания.
После первого шока и более внимательного рассмотрения видим, что страшного ничего и нет. Три конденсатора в цепи первичной обмотки силового трансформатора Т1 образуют простейший фильтр сетевых помех, резистор R1 - разрядный. Обмотка 4-5 трансформатора - анодная для питания выходных триодов. Быстрые диоды в выпрямителях применены для уменьшения коммутационных помех. Выпрямленное напряжение сглаживается емкостным и электронным фильтрами, причем электронный фильтр имеет по отдельному активному элементу (транзистору) для каждого канала, что сделано для развязки стереоканалов по питанию. По аналогичной схеме собран источник анодного напряжения +270 В для первых двух каскадов. Электронные фильтры включаются электромагнитным реле К1 примерно через 45с после включения усилителя в сеть. То есть, сначала накалы ламп прогреваются без анодного напряжения, а потом это напряжение плавно нарастает в течение примерно 1 минуты.
Резисторы R10 и R17 разряжают конденсаторы фильтров после выключения усилителя. От обмоток 8-9 и 10-11 силового трансформатора питаются два «подземных» выпрямителя, включенных последовательно. Они дают два отрицательных напряжения: -50В для каскадов раскачки и -100В для смещения ламп выходного каскада. Накальных обмоток у «силовика» две - по одной на каждый канал. Резисторы R2...R5 образуют среднюю точку, на которую подан положительный потенциал с делителя R6R7. Это сделано для того, чтобы избавиться от фона с частотой 50 Гц, который неизбежно возник бы.
Все постоянные резисторы собственно в усилителе - МЛТ указанной на схеме мощности. Было бы лучше подобрать углеродистые УЛМ или ВС, но, как говорится, имеем то, что имеем. Токоизмерительные R19 и R20 с допуском 1%. Регулятор громкости R1 желательно установить качественный, от него много зависит. У меня пока стоит китайский TOMY, полет нормальный. Электролитическим конденсаторам будет жарко, так что пришлось раскошелиться на 105-градусные. Требования к межкаскадным конденсаторам всем давно известны, я применил МКР Х2, которые при низкой цене показали себя с наилучшей стороны. С1, С8 и С9 - пленка. Выходными трансформаторами пока побудут накальные ТН33, если удастся найти человеческие - заменю. В блоке питания та же картина - резисторы МЛТ и 105-градусные электролиты. Причем емкости фильтров шунтированы пленкой, а емкости на выходах электронных фильтров - бумагой в масле. Собранный на скорую руку макет одного канала внушил некоторые надежды на успех моего предприятия.
Корпус у меня, как всегда, начинается с чего попало. На этот раз мне попался кусок дюрали подходящих размеров, но в нем были прорезаны два прямоугольных отверстия, с которыми пришлось изрядно помучиться, так как они были ну никак не к месту. Очень долго вертел этот кусок и так, и этак, пока не удалось все-таки более-менее приемлемо «скомпоновать дизайн». После разметки, сверления и прорезания необходимых отверстий - основательно прошелся по листу крупной шкуркой с керосином, и вот что вышло.
Следующий шаг - крепление ламповых панелек и миллиамперметра, который предварительно разобрал и вклеил в него два желтых светодиода для подсветки шкалы.
Монтаж схемы усилителя у меня выполнен навесным способом, на лепестках ламповых панелек и общей шине, которая смонтирована над этими панельками. Подстроечные резисторы для регулировки смещения вынесены на дальнюю часть этой панели-шасси и позволяют при необходимости оперативно подстраивать ток покоя выходных триодов.
Теперь пришло время изготовления собственно корпуса. И сделать его решил из буковых разделочных досок, разделав их на заготовки нужного размера. Задняя стенка сделана из текстолита толщиной 6 мм и оклеена самоклейкой под бук. На ней размещены входные коннекторы и гнездо для сетевого кабеля, совмещенное с отсеком для предохранителя. В лицевой панели я просверлил крепежные отверстия под саморезы, а также отверстия для регулятора громкости и тумблеров - сетевого и отключаемой ООС. Деревянные детали задул глянцевым прозрачным лаком из баллончика.
Когда они высохли, при помощи жестяных скоб прикрепил к бортам бумажно-масляные конденсаторы. Установил регулятор громкости, также снабдив его желтым светодиодом и украсив двумя дисками из серой и черной пластмассы. Собрал все в кучу и увидел, что промахнулся с высотой бортов. Пришлось снизу прикрутить к ним по деревянной линейке,чтобы увеличить их высоту. Результат:
Наконец, обе части корпуса скручены друг с другом саморезами. Дальнейшая сборка теперь будет в полноценном корпусе.
Коробочка с четырьмя отверстиями за конденсатором и есть блок с подстроечными резисторами для регулировки смещения. Валы резисторов слегка утоплены в поверхность блока, чтобы случайное касание не нарушило регулировку. Далее устанавливаю выходные клеммы, выходные трансформаторы и соединяю по схеме. Подключаю сетевой тумблер, миллиамперметр с переключателем. Ну, и так далее.
Теперь блок питания . Собрал его на печатной плате и закрепил ее в подвале под одним из выходных трансформаторов, а силовой тор - под другим. Провода обрезаю до необходимой длины, чтобы не было петель, и стягиваю хомутами-стяжками.
Первое включение! Искр и дыма нет, лампы прогреваются, анодное напряжение нарастает... елки-иголки! Вместо 270 В анодного вижу 340, а вместо 180 В - 210! Промашка досадная! Измеряю режимы ламп - в первых двух каскадах рассеиваемые мощности на анодах не выходят за пределы максимально допустимых, в выходных каскадах превышение на 1 Вт. Что ж, увеличение напряжения питания делает драйвер линейнее, это даже лучше. А токи выходных ламп немного уменьшу, хотя это делать и не обязательно. Теперь можно переходить к измерениям параметров усилителя. Интересно, что за зверь получился.
Должен сказать справедливости ради, что первые тесты не очень порадовали. Некоторое время я игрался с лампами первого и второго каскадов и остановился, наконец, на такой «конфигурации». В первом каскаде стала пара удачно купленных 6Н2П-В со штампами «ВП». А вот во втором каскаде неожиданно прописались найденные в закромах явно бывшие в употреблении новосибирские 6Н1П-Е 60-х годов. Что интересно, их электродная система абсолютно непохожа на таковую у обычных 6Н1П, она больше смахивает на 6Н3П. Так вот: звучат эти лампы просто великолепно! Даю картинку: слева 6Н1П-Е, справа - обычная 6Н1П.
Возвращаюсь теперь к теме измерений. Проводил я их в двух режимах - с разомкнутой ООС и с замкнутой при одинаковой выходной мощности - 10 Вт. В первом случае чувствительность была 0,2 В, во втором 0,45 В. Результаты тестов в табличке:
Снятые АЧХ для режимов с разомкнутой ООС и замкнутой соответственно:
Да, это, конечно, не фонтан, но давайте на минуточку вспомним, какие в усилителе выходные трансформаторы. Правильно, ТН33. Можно ли от них ожидать чудес? Нет, конечно. Но даже при всем при этом звучанием своего первого триодного (именно триодного, а не псевдотриодного, где тетроды и пентоды включаются по триодной схеме) усилителя я очень доволен. Чувствуется мощь, свобода, раскованность в звуке, отличный бас, чистейшие верха. Точность и сфокусированность, отсюда и название усилителя - Фокус . Никакого намека на вялость и сухость, как характеризуют триодный звук матерые представители «пентодной палаты». При замыкании ООС звучание становится несколько зажатым, как бы скомпрессированным. Мне больше по душе безООСный звук, несмотря на его худшие параметры. Это как раз тот случай, когда чаша весов склоняется в пользу субъективного восприятия, а не результатов измерений.
Осталось закрыть усилитель снизу крышкой с отверстиями для вентиляции, прикрутить ножки, одеть выходные трансформаторы в нержавеющие крУжки и заклеить декоративными накладками крепежные отверстия на лицевой панели, что и было сделано. Вот теперь, наконец, готово!
Это окончательный вид лампового усилителя, который решил назвать «Фокус». Автор проекта - Gamzan.
