Это сайт о моем хобби – аудио оборудовании на Лампах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . "I was the Walrus, But now I'm John" – John Lennon 1970
Корректор собран по традиционной схеме, уже опубликованной ранее на моем сайте (см. “…пора поставить точку…”, статья 2020 года). Всего три каскада усиления с цепью сосредоточенной пассивной RC коррекции между первым и вторым каскадами. От опубликованной ранее схема этого корректора особых отличий не имеет, а вот некоторые особенности конструкции – есть 🙂
Во-первых, в корректоре установлены “универсальные” MC трансформаторы Hashimoto HM-3. Во-вторых, трансформатор блока питания установлен в одном корпусе с корректором.
Для того, чтобы такая компоновка получилась работоспособной, было необходимо применить ряд конструктивных решений. Ламповые панельки были смонтированы на специальных металлических площадках, закрепленных на стойках через виброгасящие прокладки. Таким образом, цоколь и большая часть ламп оказывается ниже уровня шасси, что дает некоторую защиту от наводок на их электродную систему и существенно снижает “микрофонный” эффект. Для дальнейшего снижения уровня наводок и помех в блоке питания применен тороидальный трансформатор, выполненный с пониженной индукцией сердечника, межобмоточным экраном и установленный в дополнительный внешний стальной экран.
Блок питания собран по традиционной схеме с транзисторным фильтром анодного напряжения. Накалы ламп первого и второго каскадов питаются выпрямленным стабилизированным напряжением постоянного тока. Накалы ламп 6SL7 включены последовательно, ножки “8” панелек ламп 6SL7 соединены между собой и присоединены на общий.
Этот усилитель приехал ко мне на диагностику и (возможный) ремонт и upgrade примерно пару недель назад. Проблема была типичная для этой конструкции (по ссылке – примерно 244 страницы темы популярного форума) – фон переменного уровня в одном из каналов.
Немного об усилителе (взято с сайта продавца, стилистика и характерная терминология сохранены):
“…Усилитель Cayin HA-300 разработан c применением пары подобранных триодов Gold Lion Genelex PX300B с низким уровнем шума на выходе, дополняемой парой подобранных классических ламп Tung-Sol 6SN7GTB для усиления двухтактного сигнала.
Сменные режимы усиления (Gain) делают HA-300 чрезвычайно универсальным для корректной работы с широким диапазоном наушников. Пользователю доступно на выбор три варианта усиления: L: 8-64 Ом; M: 65-250 Ом; H: 250-600 Ом.
Cayin HA-300 MK2 можно использовать в качестве усилителя для колонок с высокой чувствительностью. Выходной мощности 8 Вт на канал в чистом “А” классе достаточно для подключения большинства АС.
Внешний блок питания хорошо защищен от внешних помех. Роль выпрямительных ламп отведена четырем лампам NOS 22DE4 известного бренда RCA. В нем установлен тороидальный трансформатор ручной намотки и питает каналы усиления независимо. Это позволило добиться максимально равномерного питания независимо от выбранного режима усиления и нагрузки на отдельный канал.
В дополнение к 6.3-мм небалансному выходу на наушники усилитель оборудован 4-контактным балансным XLR-разъёмом.
Выходная мощность для наушников:
XLR: 2000 мВ (L), 2400 мВ (M), 6000 мВ (H)
6.3 мм: 1200 мВ (L), 2200 мВ (M), 5000 мВ (H)
Особенности:
лампы: 2 x Tung-Sol 6SN7GTB, 2 x Genalex PX300B, 4 x RCA 22DE4
трансформаторный выход для небалансного и балансного подключения
изготовленные вручную трансформаторы El Transformers
три режима усиления от 8 Ом до 600 Ом
выходы на наушники: 6.3 мм, 4PIN XLR
клеммы для подключения акустики
выходная мощность для АС 8 Вт на канал в классе А
режим прогрева перед началом работы
13-мм передняя панель из алюминия
балансный 41-позиционный потенциометр ALPS …”
Распаковал конструкцию, собрал, подключил источник и акустику – включил, послушал около 3-х часов. На первый взгляд – все в порядке. Некоторый фон при “запуске” присутствует – но это нормально, дальше при прогреве и (очевидно) полной зарядке конденсаторов фильтра питания фон уменьшается и где-то минут через 30 становится практически неслышным.
Решил, что завтра послушаю подольше и уже с наушниками с разными импедансами – Audezee LCD-3, Sennheiser HD-700, HD-800 и Beyerdynamics DT-150, DT-250.
На следующий день послушал подробнее, с разными наушниками. Результаты несколько удивили – с изодинамикой LCD-3 этот усилитель показал себя весьма скромно – звук умеренно-объемный с несколько резковатыми СЧ и сглаженной динамикой. При этом с моим же транзисторником (Zen Monster JLH) эти же LCD-3 звучат принципиально иначе. С Sennheiser HD-700 усилитель “раскрылся” – звук выразительный, объемный, детальный – в общем – именно то, что нужно. Проблема только одна – для этих наушников такой мощный усилитель не нужен, его конструкция избыточна – эти наушники способны звучать так же хорошо и от существенно более скромных ламповых конструкций. Аналогичные впечатления и от прослушивания с DT-250. По работе усилителя (шум, фон и т.п.) проблем не обнаружил. 🙂
Ближе к вечеру решил заглянуть внутрь конструкции и внимательно посмотреть на компоненты и монтаж.
По усилителю.
Частично он очень напоминает Woo Audio WA5, схемное решение драйвера и выходного каскада практически идентичны, схему можно легко найти в соответствующей статье на моем сайте. Я не буду афишировать режимы работы каскадов усилителя, скажу лишь, что ни о каких 8 Вт выходной мощности на канал речи быть не может. Максимум – 6…7 Вт при коэффициенте гармоник ~ 3…5% (Возможно 8 Вт нужно понимать как 4 Вт+4 Вт 🙂 )
Усилитель задуман с претензией на “универсальность”, то есть его выходные параметры должны быть совместимы практически со всем диапазоном импедансов наушников. Для этого, во-первых – выходной трансформатор выполнен с довольно сложно коммутируемой секционной вторичной обмоткой и, во-вторых – каскады усилителя охвачены общей петлей отрицательной обратной связи.
Коммутируемая вторичная обмотка, по логике разработчиков – должна обеспечить стабильность импеданса нагрузки лампы выходного каскада, а общая ООС введена для стабилизации усиления при разбросе характеристик ламп и для уменьшения выходного сопротивления.
На мой взгляд, сама идея “универсальности” конструкции мощного двухблочного усилителя для наушников общим весом ~29 кГ немного странна. Дело в том, что мощный “особый” усилитель нужен только для низкочувствительной изодинамики, для более чувствительных изодинамических и динамических наушников такой подход черезвычайно (в разы) избыточен. По весу – на мой взгляд вполне достаточно от 8 до 16-ти килограмм при сопоставимой выходной мощности. 🙂
Аудиофил, покупающий совершенно не универсальные, очень очень особые и (как правило) очень дорогие низкочувствительные изодинамические наушники – меньше всего думает о приобретении для них “универсального” усилителя. На мой взгляд – “универсальность” совместимости импедансов нагрузок для таких случаев совершенно лишняя. Вполне достаточно было бы обеспечить размах выходного напряжения не менее 10V RMS на нагрузке выше 16 Ом при выходном сопротивлении 1.6…2 Ом – и такой усилитель будет практически “универсальным” для 99% наушников. Примерно такой подход вполне успешно работает в транзисторных конструкциях. Помимо более простого и качественного выходного трансформатора это решение позволило бы убрать из конструкции несколько плат с реле коммутации обмоток выходных трансформаторов и несколько метров проводов. Для наушников с высокой чувствительностью можно было бы просто предусмотреть дополнительный аттеньюатор входного сигнала, чтобы диапазон регулировки громкости был такой же широкий, как и для низкочувствительной изодинамики.
Выходной сигнал между наушниками и акустическими терминалами можно было бы коммутировать (если такая коммутация вообще нужна) вполне доступными высококачественными переключателями, а не платой очень обычных реле с транзисторными ключами и логикой управления.
Монтаж усилителя стал бы в разы свободнее, а так называемый “путь” сигнала протекал бы только по коротким паяным соединениям с минимумом коммутируемых контактов, а не через разъемы и дорожки на печатных платах, метры проводов и коммутирущие контакты реле.
По уровню комплектующих – он вполне себе приличный. Резисторы Mills, Yageo, Takman, межкаскадные конденсаторы Mundorf Silver/Gold, электролитические конденсаторы Nichicon, Panasonic.
По блоку питания – его конструкция интересна и традиционна. Мне не очень понятно, зачем применены кенотроны и почему они именно этой марки. Насколько я смог разобрать из монтажа, схема выпрямления совершенно стандартна – двухполупериодный выпрямитель со средней точкой вторичной обмотки, диоды (кенотроны) соединены параллельно попарно и после них, перед конденсатором фильтра – добавлен еще и полупроводниковый диод – вероятно на тот случай, чтобы защитить конденсаторы фильтра выпрямителя в случае замыкания в одном из кенотронов. 🙂 Фильтр двухступенчатый, первая ступень – дроссельный фильтр по топологии C-L-C.
Через соединительный кабель с блока питания на усилитель подаются – выпрямленное и частично отфильтрованное высокое (анодное) напряжение, три выпрямленных напряжения накала – ±5V для ламп 300В левого и правого каналов и ±6V для драйверных ламп и служебные напряжения для цепей коммутации и питания обмоток реле. Эти напряжения не стабилизированы, вероятно по логике разработчиков питание выходных ламп выпрямленным нестабилизированным напряжением вполне достаточно для получения требуемого минимума помех.
В усилителе выпрямленное анодное напряжение через дополнительный фильтр на полевом транзисторе поступает на схемы левого и правого каналов. После транзисторного фильтра установлены электролитические конденсаторы довольно большой емкости (220+220 uF). Часть электролитических конденсаторов дополнительно шунтированы пленочными конденсаторами емкостью 0.1 uF.
Насчет помех – в этом усилителе они четко разделяются на электрические и механические. Электрические определяются схемным решением и особенностями монтажа. В этой конструкции минимальный уровень электрических помех будет при коммутации импеданса нагрузки (и соответственно вторичных обмоток выходного трансформатора) в положение “L”, при балансном подключени как входного сигнала, так и нагрузки.
Механические помехи зависят от вибрации нитей накала выходных прямонакальных ламп под воздействитем электрического тока и полностью определяются особенностями конструкции их электродной системы, то есть ниже определенного уроня они не могут быть уменьшены. Это, кстати, одна из причин, почему усилители для наушников с выходными прямонакальными лампами в основном рекомендуются для наушников с низкой отдачей. В этой конструкции накал выходных ламп питается от выпрямленного, но не стабилизированного напряжения – поэтому в некоторых случаях, какие-то «недофильтрованные» гармоники частотой 100 Гц могут вызывать вибрацию нитей накала, на слух это обычно проявляется как некий едва заметный «зудящий» звук, по идее он должен уменьшаться по мере прогрева ламп.
На следующий день я еще раз послушал усилитель и проконтролировал режимы работы ламп. Предварительно (на первый и второй взгляды) – режимы стабильны, ремонта усилителя не требуется.
Насчет возможного upgrade – у меня возникли некоторые сомнения. Очень важно то, что ликвидность усилителя после upgrade скорее всего уменьшится. Как правило, потенциальные покупатели всегда предпочитают оригинальные изделия, без какого-либо вмешательства. Поэтому, если в перспективе предстоит продажа усилителя, то было бы правильнее воздержаться от даже самой небольшой доработки.
В том же случае, если продажа не предполагается и усилитель рассматривается исключительно как платформа для модификации, то я бы сделал следующее: Переделал блок питания, убрал бы кенотроны 22DE4 и по возможности стабилизировал бы напряжение накала ламп 300В; В блоке усилителя переделал (минимизировал) коммутацию сигнальных цепей и выходного трансформатора; Доработал бы фильтр напряжения анодного питания, возможно стабилизировал напряжение, по возможности пересобрал бы схему навесным монтажем, без печатных плат; Полностью бы переделал драйверный каскад – отказался бы от “сомнительной” (на мой взгляд) самоочевидной двухкаскадной схемы на двух триодах лампы 6SN7 и сделал бы драйверный каскад на пентоде – 6AG7 (6П9) или 6AC7 (6Ж4) – это бы принципиально изменило “динамику” и “наполненность” звучания. Усилитель должен “запеть” в том числе и с изодинамикой, хотя бы с LCD-3; Так как вторичные обмотки выходого трансформатора в моем варианте не переключались бы в зависимости от импеданса наушников – то можно обойтись без ООС, что существенно улучшит “сцену” и “объем” звучания.
Но, повторюсь – все это стоит делать, только если усилитель остается в длительном пользовании и его продажа или замена не предполагается.
P..S Иногда бывает проще сделать заново – сразу именно так, как нужно – чем переделывать уже готовое изделие. Поэтому – upgrade было решено не делать.
Несколько фото: Особенности конструкции видны вполне очевидно 🙂
У аудиофилов беспокойные души. И вот, так случилось, что после июньской “трансформации” из двухтакта в однотакт этот усилитель снова попал ко мне. То есть после вдумчивого и внимательного прослушивания владелец конструкции решил, что все-таки для его системы двухтактный усилитель подходит лучше. В конце сентября у меня выдалось несколько более-менее свободных дней и я согласился на эту работу, взяв с владельца общание, что это в последний раз. Дальше – никаких переделок, только новый усилитель. 🙂 Вместе с усилителем мне привезли пару двухтатных выходных трансформаторов от Audiokom. Нужно отметить, что трансформаторы оказались весьма хорошими, но не без недостатков – конструкторское решение крепления тяжелого “куба” к шасси на 4 винта M3 пожалуй слишком оптимистично и неудобно. Так можно крепить легкие колпаки, а вот крепление тяжелого трансформатора сверху шасси на маленькие винтики, которые нужно вкрутить изнутри шасси снизу – без помощи квалифицированного ассистента превращается в некий “квест”. 🙂 Шпильки М4 или даже М5 были бы гораздо надежнее, практичнее и удобнее в монтаже. Я применил комбинированное крепление на винты и шпильки. Шпильки – направляют и фиксируют положение, винты – крепят.
Схема усилителя
Схема усилителя после upgrade
Схема унифицирована, множество моих конструкций имеют такое же схемотехническое решение. Схема блока питания так же типичная, с выпрямителем на ПП диодах и фильтром на полевом транзисторе и поэтому я ее не привожу. Ассортимент резисторов и конденсаторов сведен к минимуму. Для желающих повторить – внесение изменений в схему не приветствуется. По лампам – в первом и во втором каскадах можно применить “наши” 6Н1П-ЕВ, в выходном каскаде – 6П6С, 6П3С(Е) или NOS китайские 6P6P (темная колба), 6P3P (фигурная колба). Результат замены – впечатляющий 🙂
Технические характеристики усилителя
Входное сопротивление = 50 кОм
Выходное сопротивление =<~ 2 Ом
Номинальная нагрузка = 8 Ом
Номинальное входное напряжение = 0.775V RMS
Максимальное выходная мощность на нагрузке 8 Ом = 10W RMS (выходные лампы – 6P6S)
Полоса воспроизводимых частот, на нагрузке = 8Ом при выходномнапряжении = 0.7 от максимального = 20Гц….28 кГц.
Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц на нагрузке 8 Ом при выходном напряжении = 0.9 от максимального <= 1.7%, в основном 2-я гармоника. Уровень третьей гармоники относительно уровня второй <= -22dB.
Время выхода на рабочий режим =< 15 min, это связано установлением теплового обмена в корпусе усилителя и прогревом ламп.
Несколько фото, снятых в процессе прослушки-отладки
После завершения проекта Моноблоков на 300В с трансформаторами Hashimoto меня настойчиво преследовала 🙂 мысль о том, что пора уже попробовать что-нибудь подобное и в моей системе. В “тумбочке” довольно давно лежала четверка ламп 2A3 производства Sovtek начала 2000-х годов. По факту, их звучание имеет мало общего с оригинальными 2A3, а по характеристикам это скорее уменьшенная в размерах 300В с напряжением накала 2.5V.
И так уж совпало, что в начале зимы после одной из доработок-переделок мне случайно попала пара OEM однотактных выходных трансформаторов от компании Silk Audio. Трансформаторы рассчитаны на подключение нагрузок 8 и 4 Ом, при этом Ra = ~ 2.5К. Габариты сердечника, низкое сопротивление первичной обмотки постоянному току и небольшая толщина пластин давали надежду на то, что максимальный ток первичной обмотки трансформатора может быть довольно большим (>100 mA) что, в свою очередь, наводило на мысль о выходном каскаде на двух параллельно включенных триодах. В принципе, ничто не мешает применить и один триод – 2A3, 300B или тетрод (пентод) 6CB5, KT88 в триодном включении, но ожидаемое выходное сопротивление усилителя в этом случае было бы около 3 Ом, что не очень хорошо для моей акустики. Почему-то мне не хотелось перенастраивать фазоинвертор и разделительный фильтр еще раз 🙂 А вот если в однотактном выходном каскаде применить параллельное соединение ламп (PSE) – то, собственно – почему бы и нет – выходное сопротивление будет сравнимо с выходным сопротивлением моего теперешнего двухтактного усилителя. Четверка 2A3 из “тумбочки” не отличалась точной идентичностью характеристик, поэтому в конструкции обязательно было необходимо предусмотреть раздельную регулировку тока покоя каждой из ламп. Но, так как лампы практически новые, с качественным вакуумом и относительно оригинальных 2A3 сделаны с запасом по допустимой мощности – то можно ожидать, что с фиксированным регулируемым смещением выходной каскад будет иметь устойчивую термостабильность.
После мыслей о выходном каскаде нужно подумать и о драйверном (входном) каскаде. С одной стороны, хотелось бы получить “певучесть и выразительность” – и тут маломощным триодам пожалуй нет конкуренции. С другой стороны, для “моей” музыки необходима “скорость и динамика”, а это приводит к необходимости применения мощных пентодов. Так как в моей системе есть предусилитель, то большого усиления от драйверного каскада не требуется, поэтому с пентодами я решил пока не спешить, а для начала попробовать одиночный триод 6С2С (6J5). Что могу сказать – с 6J5 в общем-то все довольно хорошо – звук динамичный, плотный, насыщенный. Но я заметил интересную “тенденцию” – чем более “винтажные” 6J5 я слушал, тем звук становился все более разнообразнее, “текучее” и выразительнее. Музыка “лилась” все лучше и лучше. 🙂 Это объяснимо – звучание “винтажа” очевидно облагораживает “новодел”. (Как там было у Лихницкого – “дисциплинированные винтажные сущности перевоспитывают современные сущности”)
И тут я вспомнил, что у меня в “тумбочке” лежит несколько двойных триодов 6N7GT (фигурная стеклянная колба) от Sylvania 1939 года. Две половинки “винтажного” триода параллельно на входе, два “новодельных” прямонакальных триода параллельно на выходе. Получается не только “благородный купаж” , но и последовательная синергия схемотехнического решения. 🙂
Схема моноблока PSE усилителя с блоком питания
Схема усилителя.Схема блока питания. Вполне традиционная 🙂
Чуть позже я немного подстроил режим работы драйверного каскада, уменьшил сопротивление анодной нагрузки. И да, никакого “хорового пения при параллельном соединении ламп”, как это утверждалось на одном из форумов – я не наблюдаю.
Несколько фото.
Пустые панельки оставлены для возможной модернизации и прямого сравнения схемотехнических решений (сдвоенный триод vs мощный пентод и т.п.), а так же для сохранения возможности “отката” на исходные двухтактные позиции 🙂
Основные технические характеристики усилителя
Входное сопротивление = 5 кОм
Выходное сопротивление =<~ 1.5 Ом (для выхода 8 Ом)
Номинальная нагрузка = 4, 8 Ом.
Номинальное входное напряжение = 5V RMS
Максимальное выходная мощность на нагрузке 8 Ом = 6W RMS
Полоса воспроизводимых частот, на нагрузке 8 Ом при выходном напряжении = 0.7 от максимального = 25Гц….28 кГц.
Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц на нагрузке 8 Ом при выходном напряжении = 0.9 от максимального <= 3.5%, в основном 2-я гармоника. Уровень третьей гармоники относительно уровня второй <= -22dB.
P.S. Думаю, что у внимательного читателя уже возник вопрос – так все-таки, какие же основные отличия в звучании двухтактного и однотактного усилителей? В моем случае фактически получились максимально близкие условия сравнения – тот же источник сигнала, тот же блок питания, та же драйверная лампа, те же выходные лампы, та же акустика, те же сигнальные провода. Выходные трансформаторы конечно разные 🙂
Во-первых – Двухтактный усилитель на прямонакальных триодах – не очень хорошая идея. Слишком мало искажений. 🙂 ВАХи прямонакальных триодов – 45, 2A3, 300В – эквидистантны и линейны в широком диапазоне напряжений и уровень второй гармоники на максимальной выходной мощности будет небольшой. В двухтактном выходном каскаде четные гармоники частично компенсируются, поэтому при слишком уж правильной настройке драйверного каскада на выходе усилителя можно получить совсем не музыкальный спектр искажений – с низкими, но близкими уровнями четных и нечетных гармоник. Звук будет очень чистый, объемный – я его называю “теплый транзисторный звук” 🙂 Из-за скудного спектра гармоник звучание такого двухтакта на малых уровнях громкости несколько теряет в “насыщенности” и “объемности” и система слышимо “просыпается” на уровнях громкости чуть выше среднего. Такой “переход объема” при изменении уровня громкости особенно заметен на акустике с низкой отдачей. Эта проблема легко решается, если применить в выходном каскаде косвенонакальные тетроды (пентоды) в триодном включении, в этом случае при правильной и точной настройке уровень нечетных гармоник можно уменьшить до 0.05…0.1%, при уровне четных гармоник 1…2% (на полной выходной мощности). В детальности, объемности и выразительности звучания такой двухтактный усилитель покажет себя очень уверенно, а в большинстве случаев по динамике и подвижности звучания уверенно “переиграет” однотактный усилитель сравнимой мощности. Из очевидных преимуществ двухтактного выходного каскада на триодах можно отметить то, что низкое выходное сопротивление усилителя достигается довольно легко и без необходимости применения общей ООС.
Во-вторых – Однотактный выходной каскад PSE усилителя на триодах органично и “по умолчанию” решает проблемы “правильного” спектра гармоник, требуемого выходного сопротивления и требуемой выходной мощности. Из очевидных особенностей схемотехнической реализации – высокая динамическая входная емкость каскада, что требует внимательного подхода при выборе лампы драйверного каскада и необходимости периодически контролировать и подстраивать режимы работы из-за “старения” ламп.
Усилитель мощности собран для системы Михаила и работает в комплекте с Предусилителем на трансформаторах Tango, о котором я рассказывал в статье от 29.10.2020.
Примерно год назад Михаилу удалось удачно приобрести пару очень интересных духтактных выходных трансформаторов Tamura F-684. Помимо известной марки 🙂 трансформаторы интересны тем, что конструктивно выполнены очень правильно – первичная обмотка в виде двух отдельных полуобмоток с отводами для ультралинейного включения, универсальная вторичная обмотка с отводами на 4,8 и 16 Ом + отдельная вторичная обмотка для ООС. Raa = 6.6 K, так что трансформаторы идеально подходят для двухтактного выходного каскада на лампах 6L6G, EL34, KT66, KT88 работающего в режиме, максимально близком к классу А.
До сегодняшнего дня усилитель уже пережил серию апгрейдов. Изначально это была оригинальная конструкция от известных российских самодельщиков. В качестве силовых и выходных были применены трансформаторы Hammond, выходной каскад был на лампах KT120 в триодном включении. ФИ и драйверный каскад выполнены на лампах 6922 в SRPP включении, с объединенными катодами и источником тока на небольшом пальчиковом пентоде в катодной цепи. Напряжение источника питания более 500V, плюс в схеме присутствовал дополнительный накально-вспомогательный трансформатор. Переключатель входов выполнен на нескольких реле, а для коммутации обмоток реле применен низковольтный источник питания. В усилителе был предусмотрен небольшой стрелочный индикатор с подсветкой и переключателем для контроля и установки тока покоя выходных ламп. Конструкция собрана на деревянном шасси, верхняя панель – фанера 10 мм с несколькими накладками из окрашеного в черный цвет фольгированного стеклотектолита, прикрепленными к панели великим множеством маленьких шурупов, а основа корпуса – очень прочная и качественно сделаная деревянная рама. Нижней крышки не предусмотрено. Играл усилитель в общем, скажем так – нормально, но после аварии с одной из выходных ламп и межкаскадным конденсатором появилась мысль о доработке и (или) переделке конструкции.
На первом этапе было принято решение отказаться от выходного каскада в триодном включении, и применить нечто более “продвинутое” 🙂 . Я доработал конструкцию до усилителя c входным и ФИ каскадами на 6SL7, 6SN7 и выходным каскадом в ультралинейном включении и переделал коммутацию входов, убрав реле. Это очень сильно упростило итоговую схему – был убран “вспомогательный” трансформатор с добавочными источниками питания, перекоммутированы цепи накала, убрано несколько метров коммутационных проводов, керамические ламповые панельки были заменены на тефлоновые с цанговыми контактами, выходные тренсформаторы Hammond были заменены на Hashimoto HW-40-5, регулятор громкости Alps был заменен на регулятор на дискретных резисторах. После этой доработки-переделки звучание усилителя приобрело ясность, открытость, подвижность, детальность – столь характерные для конструкций с трансформаторами Hashimoto. Чуть позже выходные лампы KT120 были заменены на 6L6GA от Sylvaniа 40-х годов выпуска. Несколько месяцев усилитель работал в этой конфигурации.
На втором этапе, когда приехали выходные трансформаторы Tamura F-684, было принято решение заменить силовой трансформатор, верхнюю фанерно-стеклотекстолитовую панель шасси заменить на металлическую, поменять входные и выходные разъемы, убрать вспомогательный индикатор с коммутацией и подсветкой, убрать коммутатор входов и регулятор громкости. Основную симпатичную и качественно сделанную деревянную раму корпуса было решено оставить. 🙂
В итоге – верхняя панель из никелированной бронзы, входные и выходные разъемы – Cardas, никакой лишней коммутации, минимально-простой блок питания и уменьшение общего количества ламп до семи – четыре выходных (6L6G,5881, KT66, EL34, 6CA7, KT88, 6П3С) и три входных – 6SN7 (6H8C).
Схема усилителя и блока питания:
Принципиальная схема одного канала усилителяПринципиальная схема блока питания
На мой взгляд, схема усилителя и схема блока питания самоочевидны и в пояснениях их работы нет особой необходимости 🙂
Технические характеристики усилителя
Входное сопротивление = 10 кОм
Выходное сопротивление =<~ 2.5 Ом (для выхода 16 Ом)
Максимальное выходная мощность на нагрузке 16 Ом = 12W RMS (выходные лампы – 6L6GA)
Полоса воспроизводимых частот, на нагрузке = 16 Ом при выходном
напряжении = 0.7 от максимального = 22Гц….38 кГц.
Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц на нагрузке 16 Ом при выходном напряжении = 0.9 от максимального <= 1.5%, в основном 2-я гармоника. Уровень третьей гармоники относительно уровня второй <= -20dB.
Время выхода на рабочий режим =< 15 min, это связано установлением теплового обмена в корпусе усилителя и прогревом ламп.
Так уж получилось (по техническим причинам), что реализация этого проекта сильно затянулась по времени. Тем не менее, после всех этихнеожиданностей проект был завершен успешно. Оконечные усилители-моноблоки на 300В собраны для домашней аудиосистемы и работают в комплекте с предусилителем Zen Guru на лампах 6J5 (6L5) c трансформаторами Hashimoto (фото первого варианта предусилителя, позже он был пересобран на стальном шасси)
Схема моноблоков примерно та же, о которой я рассказывал в октябре 2016 года (см. “Еще раз о 300В”).
Схема усилителя и часть схемы блока питания
Вторая часть схемы блока питания
Усилитель двухкаскадный, с трансформаторной связью. Первый каскад – на одной из моих самых любимых ламп – 6AC7 в триодном включении. “Наш” аналог этой лампы – 6Ж4. Коэффициент усиления первого каскада ~ 45, максимальное выходное напряжение ~ 72V RMS (~200V рeak-to-peak). Межкаскадные трансформаторы – Hashimoto A-115.
Второй каскад – на так называемом “легендарном” 🙂 прямонакальном триоде 300В, в безопасном режиме – напряжение анод-катод = 340…360V, ток покоя 70…80 mA. Приведенное сопротивление анодной нагрузки = 3.5 кОм, выходные трансформаторы Hаshimoto H-20-3.5U. Выбранный режим очень музыкален и довольно далек от максимально допустимых значений для 300В. Я проигнорировал известный аудиофильский совет J.C. Morrison – “Fry your triodes”.(жарьте ваши триоды), так как считаю, что не следует требовать от обычной 300В того, чего она не может дать 🙂 .
Для лучшей термостабильности применено комбинированное смещение, этот вариант позволяет оперативно подстраивать режим каскада по мере приработки ламп. Тем не менее, конструктивно катодный резистор автосмещения состоит из двух резисторов, то есть предусмотрена технологическая возможность переключения каскада в “горячий” режим, а при некоторой модификации источника напряжения смещения выходной каскад можно перевести в “максимально-рискованный” режим с фиксированным регулируемым смещением. Но я рекомендую проводить такие эксперименты только и исключительно “супер-продвинутым” пользователям, имеющим в наличии пополняемый запас ламп 300В 🙂
Блок питания
В блоке питания я применил силовой трансформатор Hashimoto PT-220(R) Выпрямитель – обычный, на диодах D1 D2, фильтр анодного напряжения с плавным нарастанием выходного напряжения – на полевом транзисторе.
Для минимизации уровня фона накал ламп 300В питается от выпрямленного и стабилизированного напряжения. Стабилизатор так же обеспечивает плавный разогрев нити накала. При включении, когда нить накала еще холодная и ее сопротивление постоянному току низкое, стабилизатор переходит в режим ограничения тока, по мере разогрева нити накала ее сопротивление возрастает и на ней плавно устанавливается требуемое напряжение.
Выпрямитель напряжения сеточного смещения – однополупериодный, на диоде D7. CRC фильтр напряжения смещения собран на C8R23C9. Выбор диапазона регулировки задается резисторами R7 R9, если номинал резисторов R7=0 и R9 = 1 кОм, то диапазон регулировки напряжения смещения максимально широк. Плавная регулировка напряжения осуществляется многооборотным подстроечным резистором R8. Ограничительный резистор R9 – необходим, он защищает от случайной установки напряжения смещения =0V. При комбинированном смещении лампы выходного каскада некоторое минимальное отрицательное напряжение сеточного смещения должно присутствовать всегда.
Небольшое отступление от основной темы
Внимательный читатель вероятно заметил, что в своих конструкциях я предпочитаю не применять выпрямители на кенотронах и фильтры на дросселях. Причин этому несколько. Во-первых, накал “стандартного” кенотрона потребляет примерно 15W ценной мощности силового трансформатора. Во-вторых, помимо того, что падение напряжения на кентроне довольно большое (40…70V), оно еще и нестабильно и сильно зависит от тока нагрузки. В третьих, конструктивно кенотрон представляет собой стеклянную трубку с электродами, на которые подается высокое напряжение переменного тока – то есть фактически на шасси у вас располагается дополнительный источник наводок. В четвертых – так называемый “звук” кентрона – это еще одна переменная в системе уравнений “хорошего звучания”. Цель разработчика – найти решение, а не множить “сущности” без всякой на то необходимости. Эзотерические “сущности” в этом месте схемы – совершенно неуместны. 🙂 Если силовой трансформатор рассчитан и выполнен конструктивно правильно, то вместо кентронов можно (и нужно) применять современные полупроводниковые диоды, а вместо громоздких дросселей – транзисторные фильтры. Технические и “звуковые” характеристики блока питания от такого решения только выиграют.
Максимальное выходная мощность на нагрузке 4 (8) Ом = 6W RMS
Полоса воспроизводимых частот, на нагрузке = 8 Ом при выходном
напряжении = 0.7 от максимального = 30Гц….88 кГц.
Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц на нагрузке 8 Ом при выходном напряжении = 0.9 от максимального <= 2.5%, в основном 2-я гармоника. Уровень третьей гармоники относительно уровня второй <= -22dB.
Время выхода на рабочий режим =< 15 min, это связано установлением теплового обмена в корпусе усилителя и прогревом ламп.
Примерно три недели назад мне принесли мой двухтактный усилитель 2012 года.
На фото – версия усилителя с выходными лампами 6П41С. В дальнейшем были заменены на 6П3С
Конструкция довольно успешно и интенсивно проработала в системе замечательного увлеченного меломана Вадима из г. Находка, но недавно одна из выходных ламп все-таки вышла из строя и усилитель нуждался в небольшом ремонте и профилактике. В ходе обсуждения деталей появилась идея – а не сделать ли этот двухтактный усилитель однотактным? У Вадима в запасе оказался интересный комплект винтажных ламп EL34 от Mullard и 12AX7 от Telefunken, а у меня очень удачно оказалась “под рукой” пара однотактных выходных трансформаторов, изготовленных Эдуардом на сердечниках Hammond. Помимо хорошего “железа” трансформаторы интересны еще и тем, что в их конструкции предусмотрена обмотка катодной ОС. Делать обычный однотакт на EL34 в триодном или в пентодном включении с общей ООС – было бы слишком традиционно 🙂 , а вот посмотреть (на осциллографе и анализаторе спектра) и послушать (в системе) и напомнить как “звучит” настоящая катодная ОС – было очень интересно.
Двухтактник был полностью разобран, лишние отверстия закрыты накладками, пришлось просверлить несколько дополнительных крепежных отверстий для выходных трансформаторов и заново покрасить шасси.
Вот что получилось в результате:
Схема переделанного усилителя –
Однотактный усилитель на 12AX7 и EL34 с катодной связью в выходном каскаде
Традиционная двухкаскадная схема, первый каскад – на соединенных параллельно “половинках” двойного триода 12AX7. Такое решение я выбрал потому, что от драйверного каскада требовался вполне определенный спектр гармоник, по этой же причине катодный резистор не шунтирован конденсатором. Второй каскад – с комбинированным регулируемым смещением. EL34 – в пентодном включении, в каскад введена последовательная ООС по напряжению через дополнительную катодную обмотку. Соотношение витков катодной и анодной обмоток ~1 к 9, то есть коффициент обратной связи β=Wк/(Wa+Wк) = 0.1. В таком включении каскад на EL34 ведет себя “как будто” это каскад на триоде с “мю” около 8 и внутренним динамическим сопротивлением около 1.6…1.8 кОм. Выходное сопротивление каскада для нагрузки 8 Ом составляет около 2.7…3 Ом, выходная мощность – около 5…6 Вт. Так много “около” потому, что выходные характеристики существенно зависят от тока покоя каскада. На мой слух (и измерения это подверждают 🙂 ) наиболее гармоничный спектр искажений на выходе усилителя получается при токе покоя = 68 mA, при этом на полной выходной мощности происходит частичная компенсация гармоник второго каскада гармониками первого. В итоге на выходе – плавноспадающий спектр искажений, примерно 4% – вторая гармоника, 0.2% – третья, 0.1% – четвертая, уровень гармоник более высоких порядков ничтожно мал. Так как смещение каскада комбинированное регулируемое, то в качестве входных ламп можно установить например 6L6G, 5881, 6CA7, 807 (с переходником), KT66, KT88 и (даже) “наши” 6П3(С)(EB). Конечно при замене ламп режим каскада обязательно нужно подстроить.
Я применил вполне обычные комплектующие – резисторы Vishay-Dale Copper Film и проволочные резисторы Dale, конденсаторы в источнике питания – Nippon Chemicon, Panasonic и Rubycon. В качестве межкаскадных я применил рулонные конденсаторы ФТ3 (фольга + тефлон) 70-х годов выпуска (военная приемка). Помимо поистине выдающихся габаритов 🙂 , они отличаются весьма интересными музыкальными свойствами – звучание усилителя получается чистое, четкое с отличной проработкой ВЧ диапазона и локализацией КИЗ.
Усилитель благополучно эксплуатируется в составе системы с большой полочной ШП акустикой на динамиках Tang Band TB W8-1772.
Свой вариант я решил собрать на распространенных “советских” лампах. За некую и весьма далекую “основу” я взял так называемый “Трехламповый Усилитель Губина” (1996 г).
Эту конструкцию лет 25 тому назад повторил мой тогдашний коллега и меломан Владимир (это для него я собирал усилитель “Буратино”). Усилитель Губина, благодаря грамотному выбору ламп (6Н23П-EB и 6П14П-ЕВ) и режимов звучал на удивление хорошо и это внушало оптимизм и выстраивало обнадеживающую преспективу 🙂
Максимальное напряжение между анодом и катодом 6П14П = 300V, а каскад на 6Н23П (или 6922 и т.п.) очень прилично работает при напряжении на аноде +75…100V. Требуемое напряжение для “раскачки” 6П14П даже в триодном включении очень небольшое (~ 10…12V RMS) и каскад на 6Н23П легко его обеспечит и при низком напряжении на аноде. Таким образом, если применить непосредственную (гальваническую) связь каскадов, то требуемое напряжение источника питания будет около +350…+400V что, в свою очередь, не вызовет трудностей при выборе трансформатора блока питания и конденсаторов фильтра выпрямителя. Конденсаторы с номинальным рабочим напряжением 450V широко распространены и (пока еще) доступны.
Помимо этого, при непосредственной связи катоды ламп выходного каскада будут всегда “подняты” над общим на +75…+90 V, что дает возможность применить регулируемый источник тока в качестве элемента автосмещения. В качестве регулируемого источника тока я решил применить так называемый “Depletion Mode” MOSFET. Эти транзисторы “нормально открыты” при напряжении между затвором и истоком = 0, в этом они схожи с лампами – то есть можно задать ток покоя при помощи резистора автосмещения в цепи истока. Подходящий для моей схемы DM-MOSFET это DN2540. Можно применить как “простой” (на одном транзисторе) так и “сложный” 🙂 (на двух транзисторах) источник тока.
“Сложный” вариант имеет более стабильные характеристики, особенно в области высоких частот (>15 kHz). Но в этом частотном диапазоне основной сдерживающий фактор – это выходной трансформатор, так что в большинстве случаев и “простой” вариант работает очень хорошо.
Схема “моего” варианта усилителя:
Схема усилителя очень проста и интуитивно понятна. 🙂 Выходные трансформаторы – Hammond 1609, можно применить любые другие с Raa 8…10K и отводами первичной обмотки для ультралинейного включения. Конденсатор С2 может быть не “аудиофильский”, обычный пленочный MKP (Wima, Rifa и т.п.) вполне подойдет. Первый каскад собран по схеме с динамической нагрузкой, сигнал снимается с анода “нижнего” триода – в этом варианте итоговый спектр искажений усилителя более “правильный”, уровень 3-й и 5-й гармоник очень мал, примерно на 20db ниже уровня второй гармоники. Для снижения выходного сопротивления и стабилизации итогового коэффициента усиления я применил неглубокую ООС. Иногда, в зависимости от частотных свойств выходного трансформатора, бывает необходимо зашунтировать R6 пленочным конденсатором небольшого номинала (100…200pF). Выходной каскад, как и полагается в аудиофильских конструкциях – работает исключительно в “чистом” классе А.
Я не привожу схему блока питания, так как она типична для большинства моих конструкций и особенностей не имеет – за исключением того, что выходное напряжение стабилизировано. На мой взгляд, это необходимо для ламповых усилителей с непосредственной связью каскадов. Для этой конструкции подойдет блок питания с выходным напряжением +350…+400V.
На сегодняшний день усилитель собран, отлажен и прослушан на “тестовом” 🙂 шасси, поэтому фото (красивой) готовой конструкции появятся чуть позже. И да – конструкцию рекомендую к повторению, она того стоит.
P.S. Забавно, что где-то в Августе 2022 на известной китайской торговой площадке в продаже появился набор для сборки под названием “Трубчатый тяни-толкай усилитель SIPP 6J1X2 6P1X4” 🙂 Совпадение?
Первое известное упоминание о SIPP (Self Inverted Push Pull) выходном каскаде можно найти в патенте 1938 года. Собственно, идея логична и (вроде как) проста – зачем добавлять в двухтактный усилитель еще один (фазоинверторный) каскад, когда можно особым образом “доработать” выходной каскад? Дальнейшее развитие идеи можно найти в патенте 1941 года. И, наконец первая более-менее широко известная практическая реализация идеи была опубликована в июне 1961 года. (“Compact Hi-Fi Power Amplifier” Melvin Leibowitz, Electronics World, June 1961)
Вот схема усилителя из этой статьи –
Если память мне не изменяет, эта (или очень похожая) 🙂 схема была напечатана в одном из номеров журнала “Радио”.
Собственно, “фишка” в том, что в качестве выходных ламп применены именно тетроды-пентоды, то есть лампы с высоким внутренним сопротивлением. Это значит, что нижняя по схеме лампа фактически работает как управляемый источник тока, что и обеспечивает хорошую симметрию сигнала на выходе двухтактного каскада. В свою очередь, это значит что с триодами такой “фокус” напрямую не cработает, симметричного усиления сигнала (вроде как) не получится.
Вот вариант “промышленного” применения такого каскада в одной из радиол Phillips. Обратите внимание на очень остроумную схему подачи напряжения смещения на сетки выходных ламп и на использование вторичной обмотки выходного трансформатора для организации местной ОС.
Шли годы. И вот, в 2007 году некто Bruce Heran опубликовал вот такую схему –
Примерно в то же время John Broskie в своем tube CAD блоге довольно подробно разобрал эту схему “по частям”. Лампы выходного каскада в ультралинейном включении, динамическое внутренее сопротивление ламп в таком включении существенно ниже, чем в тетродном (пентодном) включении, поэтому для лучшей симметрии каскада в качестве элемента смещения, задающего рабочий режим применен источник тока. Из очевидных недостатков – применение источника тока на интегральном стабилизаторе напряжения LM317 ограничивает возможность применения других выходных ламп, требующих большего напряжения смещения (максимальное допустимое напряжение между входом и выходом LM317 = 37V), источник тока на LM317 перестает быть таковым, если падение напряжения на нем меньше примерно 3V, плюс его динамическое внутренее сопротивление сильно падает с ростом частоты, то есть – с ростом амплитуды входного сигнала и в области высоких частот симметрия каскада существенно ухудшается. При этом характерными особенностями двухтактного SI каскада на теродах (пентодах) с объединенными катодами и источником тока являются – высокое (от нескольких десятков до нескольких сотен ом (в зависимости от примененных ламп и типа их включения)) выходное сопротивление, примерно в два раза (по сравнению с “традиционным” каскадом) меньший коэффициент усиления, примерно в два раза большее требуемое напряжение для полной “раскачки” и работа каскада в “чистом” классе А.
Немного более подробно о последних двух особенностях. Первая сетка “нижней” лампы присоединена на сигнальный “общий”. Динамическое внутреннее сопротивление источника тока очень велико, можно считать что напряжение сигнала через него (почти) не “утекает” на общий. Следовательно, сигнал подается не между сеткой и катодом каждой из ламп, как в обычном каскаде, а между сетками верхней и нижней ламп, то есть для полной “раскачки” требуется сигнал с амплитудой, примерно равной удвоенному значению напряжения смещения. “Чистый” класс А работы каскада получается “автоматически” – так как катоды ламп объединены, а ток “верхней” лампы управляет током “нижней”, то ситуация, когда одна лампа уже закрыта, а вторая все еще продолжает окрываться – невозможна – то есть ток, потребляемый каскадом постоянен и только пропорционально перераспределяется между лампами. Соответственно, в качестве “бонуса” получаем самый что ни на есть “правильный” аудиофильский режим выходного каскада 🙂
Вот еще один вариант схемы – с “длинным хвостом”. В этой схеме отсутствуют межкаскадный конденсатор и источник тока (что хорошо), но требуется повышенное (примерно на 100V) напряжение источника питания.
И еще один вариант схемы усилителя с SIPP выходным каскадом от известного российского разработчика. Схема взята с общедоступного форума, copyright (с) соблюден 🙂
Что я могу сказать – очень интересная схема. Во-первых, выходной каскад выполнен на триодах, что позволяет получить более-менее низкое выходное сопротивление усилителя. Во-вторых, вместо LM317 применен лучший по характеристикам источник тока на полевом транзисторе. В-третьих – как и в усилителе от Bruce Heran, входной каскад выполнен по схеме SRPP, что позволяет с минимальной настройкой добиться близкой к максимально возможной амплитуды сигнального напряжения на сетках выходных ламп. Для лучшей стабильности и меньшего тепловыделения на транзисторе в источнике тока применен “задающий” резистор довольно большого номинала.
Можно ли улучшить эту схему? Да, можно. Но об этом – чуть позже. 🙂
