(Статья для сайта audioportal.su, 2007 год)

Давно хотел послушать усилитель на  лампах только прямого накала, и тут по случаю попалось мне несколько штук 4П1Л 1977 года. Решил попробовать.

 4П1Л – генераторный пентод, широко применялся в приемниках и передатчиках с батарейным питанием  для различных отраслей народного хозяйства. Подробно об этой лампе написано в журнале «Вестник АРА» № 5, и в журнале «Радио» № 2 1953г.

Исходя из имеющихся в наличии ВАХ и после консультации с многоуважаемым Гэгэном предварительно был  выбран следующий режим –

Напряжение на аноде = 150В, Ток анода 40mA, напряжение смещения = -6В, напряжение на управляющей сетке = 150В. Линия нагрузки соответствует анодному сопротивлению около 6 кОм, необходимое напряжение источника питания = 390В. Ожидаемый коэффициент усиления около 30.

Сразу скажу, что  по ходу макетирования был выбран другой режим.

Результаты небольшого “исследования” 4П1Л в качестве драйвера.
Подбирал анодный резистор, напряжение на второй сетке, отслушивал получившееся.
Во всех случаях —
Напряжение источника питания = 375В
В катоде = 120 Ом + 6800 мкФ.
Третья сетка соединена с катодом.
Накал запитан стабилизированным источником питания на 4,2В, катодный резистор подключен к средней точке спирали накала.

Выходной каскад = 300B+ трансформатор 3К, фиксированное смещение, ток покоя 80mA.  Связь между каскадами – емкостная.

Вариант №1 (почти Расчетный)
Анодный резистор = 5.1К Напряжение на аноде = 153В
Резистор второй сетки = 33К Напряжение на второй сетке == 150В
Напряжение на катоде = 6В
Коэффициент усиления = 22

На осциллографе видно, что нижняя часть синусоиды на большом сигнале сильно “утолщается”, что говорит о том, что нижняя часть нагрузочной прямой  короче верхней. На слух звук резковат, временами голос (вокал) как бы “покрикивает”- гармоник много.

Вывод — ВАХ из справочника действительно очень сильно «усреднены».

Вариант  №2 (подбор– в переделах данных  и все еще доверяя имеющимся ВАХ)
Анодный резистор = 5.6К Напряжение на аноде = 167В
Резистор второй сетки = 43К Напряжение на второй сетке = 150В
Напряжение на катоде = 5.3В
Коэффициент усиления = 32

На осциллографе видно, что нижняя часть синусоиды на большом сигнале слегка
“утолщается”. Нижняя часть нагрузочной прямой, видимо,  все еще короче верхней. На слух звук временами на пиках сигнала резковат. Гармоник все еще слишком  много.

Вариант № 3 (подбор – в пределах интуиции и измерений.)
Анодный резистор = 7.5К Напряжение на аноде = 164В Резистор второй сетки = 65К Напряжение на второй сетке = 102В
Напряжение на катоде = 4.08В
Коэффициент усиления = 41.2 🙂

На осциллографе видно, что синусоида практически не искажается, хотя на
большом сигнале ограничение начинается чуть раньше снизу, затем сверху. (Вероятно, оптимальный для этого режима номинал анодного Резистора около 7.3К)  На слух – звук чистый, детальный. Прослушивался только один канал – полное впечатление, что играло стерео.

Вариант номер 3 был принят за основу, в итоге было собрано, прослушано и отлажено два  драйвера для выходного каскада на 300B и вариант драйвера для выходного каскада на 6С4С (2A3), с напряжением источника питания 320В.

Несколько слов о лампах 300В – я использовал 300-ки производства «Светланы», 2004 года выпуска. Из предыдущего опыта использования «Светланок» мне известно,  что при хороших звуковых характеристиках они очень не любят максимальные режимы при фиксированном смещении, поэтому ток выходного каскада был ограничен 80mA, а напряжение питания установлено в 360В. При выходном трансформаторе 3К выходная мощность составила 6.5 Вт.

Еще – некоторые экземпляры 4П1Л склонны к микрофонному эффекту, поэтому панельки для них пришлось крепить к шасси через шайбы из мягкой резины толщиной около 5мм (Прокладки для водопроводных кранов подходят практически идеально, даже отверстие в центре имеется).

Итак, вот схема усилителя с «драйвером  №1» —

Замечания – Анодный резистор – составлен из нескольких мощных керамических резисторов, включенных встречно-параллельно»С несколько худшим, по-моему мнению, результатом можно применить один резистор ПЭВ мощностью 25Вт. Стабилитроны Д817Г имеют значительный (до 10В) разброс напряжений стабилизации, поэтому нужно иметь некоторые их количество для подбора. Обычно из 5-6 шт. удается подобрать одинаковую пару.  Стабилитрон установлен на небольшом радиаторе, который через изолирующую прокладку закреплен на шасси.

Поскольку через катодный резистор протекает не только ток лампы, но и ток стабилитрона –  то после подбора стабилитрона этот  резистор  придется подобрать для достижения заданного падения напряжения на нем  (82…100 Ом). Катодный резистор зашунтирован высококачественным электролитическим конденсатором  Elna Tonerex.

 «Драйвер № 2» Во втором варианте драйвера смещение 4П1Л задается Li батарейкой напряжением 3,6В.  В моей системе этот вариант драйвера звучит несколько лучше.

Межкаскадный конденсатор – на Ваше усмотрение. Мне нравится фторопласт или бумага в масле + фторопласт. Очень хороши «наши» ФТ-3.

Напряжение смещения на сетке лампы 300В = -62В. Таким образом, при коэффициенте усиления драйвера = 42 чувствительность усилителя составляет около 1В.

Схемы выходного каскада и источника питания особенностей не имеют. 

Питание накала 4П1Л – от стабилизированного источника напряжения на интегральном стабилизаторе LM317. Микросхема стабилизатора через изолирующую прокладку установлена на радиаторе, закрепленном на шасси.

Схема включения  LM317 – типовая, известная как «Стабилизатор с пониженными пульсациями». Для нормальной работы стабилизатора разница между входным и выходным напряжениями должна быть не менее 3В.

P.S. В настоящее время (*** имеется ввиду 2007 год) провожу «прослушивание» макета усилителя 4П1Л+6С4С со стабилизированным источником питания. Пока впечатления хорошие.

Февраль-март 2007 г.                                                                        г. Владивосток

Комментарий из будущего

За более чем 12 лет от даты публикации эта схема вызвала неожиданно большой интерес на просторах интернета. В основном были вопросы вроде – “а почему именно прямонакальный драйвер, что в нем такого особенного?”. Теперь, “…по прошествии времени я могу сказать всю правду – сокровища спрятаны на маленьком необитаемом острове…”  🙂  Серьезно – мне просто было интересно попробовать  прямонакальный драйвер на лампе средней мощности, и по случаю досталось штук 40 4П1Л. Попробовал, в процессе сборки и отладки применил несколько знакомых с юности, но успешно забытых в более зрелые годы 🙂 технологических радиолюбительских тонкостей, послушал – оценил, и действительно открыл для себя много нового – на что ранее не обращал внимания и не придавал особого значения.

Но если соотнести затраты на реализацию питания накальных цепей, отбор ламп по усилению – то при крайне незначительных отличиях в звуке пентодный драйвер на 6П9 (6AG7, 6L10) будет предпочтительнее. И конечно, всегда всегда можно применить С3g в пентодном или триодном включении,  6AC7 в триодном включении с источником тока в качестве анодной нагрузки.

И да, кенотрон и дроссели – не нужны, а емкость межкаскадного конденсатора нужно уменьшить 🙂

Хорошего Звука!

Февраль 2019 г.                                                                        г. Владивосток