Magnetron

Все-таки ООС через катодные обмотки -- сильная вещь. Выходное сопротивление упало во много раз, сброс\обрыв нагрузки усилителю теперь совершенно не страшен, появилась определенная толерантность к изменению анодного напряжения выходного каскада. Оптимальное сопротивление нагрузки теперь не 8, а 4 Ома, на такой ангрузке достигается полная мощность. Теперь правда не хватает напряжения и мощности со стороны драйвера. Провел тупейший эксперимент -- отключил драйвер и сеточную цепь выходного каскада подключил к трансформатору ТА244, ко вторичным обмоткам. На первичку подаю напряжение из розетки через латр и смотрю по осциллографу что на выходе. Таким образом выяснил, что среднеквадратическое напряжение на полуобмотке межкаскадного транса должно быть 270-300В, а ток, который втекает в сетку 130 мА с каждой полуобмотки. Правда, с учетом того, что сетки шунтированы 2.2к резисторами. Надо попробовать их сопротивление увеличить до 6.8-10к. И с напряжением второй сетки гу46 поиграться, поднять до 800-1000В, что должно несколько снизить требования к драйверу.

Рискну предположить, что его преокт на паузе, если не заброшен... Уж за 3 месяца можно было что-то сделать с выходниками, я за это время несколько раз мотал и перематывал...

Намотал катодные обмотки, по 240 витков на каждой катушке (12% от первички). Результат есть и весьма заметный -- АЧХ выровнялась, остался только пик +3Дб на 20 кГц, заметно меньше завал на НЧ (-2.5 Дб на 50Гц против -4Дб в предыдущем тесте без КО), чуйка существенно меньше, но теперь есть резерв её поднять до прежнего уровня. Самое заметное улучшение -- снижение уровня фона, который не превышает теперь 40 мВ (было 100 мВ). Тем не менее стал хуже КНИ -- 4.2% при условии, что усилитель работал далеко не на полной мощности.

Провел измерения на полной (1200Вт) мощности. Тут конечно уже КНИ стал похуже, приняв ожидаемую величину в 5%. АЧХ без изменений. Буду мотать катодную обмотку. Только меня вот что смущает. RMAA выводит два разных окна названных Frequency response. Графики в них отличаются весьма сильно. Один из них выглядит так -- кривая АЧХ с сильно заваленными НЧ, подъемом на СЧ и большим горбом на ВЧ. Второй график показывает более ровную АЧХ, ближе к той, что я измерил вручную осциллографом, с куда меньшим завалом НЧ. Этот же график отображается на совместном графике АЧХ и искажений. Кому верить?

Именно вторички? Вторички 125 витков, т.е. для катодной обмотки нужно всего 12-25 витков? На макете с ГУ-50 я мотал минимум 200-250 витков в катодную обмотку

Катодные обмотки на трансформаторе? Делал такое в макете двухтактника на гу50. Витков брать порядка 10% от первички?

Если я правильно понимаю, ООС поможет снизить уровни середины\ВЧ на АЧХ, приблизив их к уровню НЧ? Чуйка при этом станет ещё ниже.

Прокрутил RMAA тесты для текущего сетапа усилителя на мощности порядка 500Вт, на максимальную мощность выти все же чуйки не хватает при подключении к стандартному звуковому выходу компьютера. КНИ оказался даже лучше чем я думал -- порядка 3% (ожидалось не менее 5%). А вот АЧХ он показывает сильно хуже чем казалось при ручных измерениях генератором с осциллографом. Главный фейл оно рисует с низкими частотами, всё что ниже 100Гц довольно сильно валится. Зато середина и высокие идут с заметным подъемом. Думается, стоит попробовать домотать первичку выходного транса до 5000 витков (сейчас 4000 витков).

Снижения до 50 мВ уже достаточно, чтобы не слышать фон за гудением вентиляторов и анодного 6 кВ транса. Вентиляторы же в таком усилителе неизбежны априори. Есть мысль вместо 6в1п попробовать каскад с разделенной нагрузкой на каком-нибудь пентоде, возможно 6ж11п\6ж52п. Если у него окажется слишком малое усиление -- добавить перед ним ещё один на 6ж1п\6ж2\3\5\9\10\38п. Но это ещё надо смакетить.

Начал понемногу "причесывать" макет усилителя, для последующей окончательной сборки в корпусе. К примеру, разместил на шасси ламп выходного каскада всю резисторную обвязку, которая до этого болталась рядом на столе. Фон удалось снизить до 100мВ среднеквадратичного значения на 8 Омах, на 4х Омах его величина ещё меньше и составляет 50 мВ. Тем не менее, работа выходного каскада на 4 Ом не демонстрирует такой же эффективности как на 8 Ом -- коэффициент трансформации должен быть другим (очевидно), КПД каскада снижается и искажения сильнее. Параллельно думаю об акустической системе и прихожу к выводу, что гораздо выгоднее купить готовую АС. На вторичном рынке продается масса концертных колонок по типу Yamaha S15E или Behringer Eurolive B1520 по цене до 200$ за пару. А дополнительно можно за 100-150$ докупить сабвуфер от того же Behringer на 18" динамике , например как VР1800. Бегло ознакомившись с вопросом пришло осознание что купить динамики и изготовить АС на их основе будет, как минимум, равноценно. А если учитывать время и трудозатраты -- то и дороже, причем существенно.

желтые же? и все остальные что по спектру ниже зелёных

Применяли один раз тут, отсюда и заимствовал. https://radiokot.ru/circuit/audio/amplifier/101/ Внес тем временем ряд изменений в схему: R1, R5, R6 -- уменьшены в 5 раз (680 ом, 3.6к и 6.8к соответственно), R7 -- уменьшен до 10к, R12, R13 -- уменьшены до 680 Ом. Режим выходного каскада скорректирован по току покоя -- 150 мА на обе лампы (был 200). Этими мерами удалось существенно уменьшить уровень фона, ценой сниженной чуйки. Попробую R5, R6 уменьшить ещё раза в джва.

Заземлена она на макете, просто на схеме я забыл это указать. Над первым каскадом ещё нужно поработать, согласен. Возможно таки придется от экзотической лампы отказаться в пользу чего-то другого.

Весьма благодарен! Буду держать в курсе происходящего с проектом. Помаленьку давлю фон переменки, основной путь -- некоторое снижение усиления предварительных каскадов, что снизит чуйку. Однако, думаю, это приемлемая цена.

Определенные есть. Резистор в аноде лампы (R5) нужно подбирать для достижения симметрии выходных сигналов. Сама лампа 6В1П очень сильно фонит через накал. Накал нужно обязательно выпрямлять. Ещё нужно настраивать ток через стабилитрон VL2 так, чтобы не происходило релаксационных колебаний, у меня они, подозреваю, есть, и ещё нужно повозиться с настройкой. Усиление первого каскада при этом небольшое, около 10 по напряжению, из-за чего и пришлось втулить промежуточный каскад усиления на 6п1п. В целом, я не уверен что есть объективный выигрыш от применения такого нестандартного входного каскада, попробовать его применить было лишь моей прихотью. Покажу, пока они будут готовы в чистовом виде. Сейчас все низкие напряжения запитаны от лабораторного стабилизированного БП, схема которого по сути -- переработанный УИП-1 Я считаю, что реально. Созданием АС для этого "радиоузла" я и буду заниматься, когда закончу, собственно, усилитель. Очевидно, тем, что она достигается на лампах. И сопровождающими ощущениями ламповой теплоты, запаха нагретых трансформаторов и впечатлениями, что находишься рядом с передатчиком от РЛС или чем-то подобным мощным и внушительным. А так, первейшим мотивом было получить опыт постройки ламповых проектов подобного масштаба. С последующей заявкой на рекорд по выходной мощности.

ГУ46 тоже требует обдува, на заднем плане вентилятор заметен. Как и блок питания в тесном корпусе со стабилизаторами на 6с33с, иначе тепловой режим внутри получается за пределами разумного...

Черновик схемы усилителя, которая соответствует тому, что собрано на текущий момент. В процессе настройки могут ещё вноситься изменения. Я потому и не планировал выкладывать сразу схему. Источники питания не показаны.

Неоднократно слышал про этот "Шторм", но лишь краткие упоминания. Однотактник, гу81м, 100вт... Чахленько как-то совсем.

Да уж, масштабный проект. Сакумовщина чистой воды...

Обновление: измерил чувствительность усилителя. 0.5В амплитуды пик-ту-пик (или 0.156В среднеквадратичного) достаточно для выхода на полную мощность. Также изолировал источник фона -- это оказались первые 2 каскада предварительного усиления. Попробую выпрямить и отфильтровать накал. Эксперименты показали что можно анодное дотащить до 4 кВ и выжать ещё мощности Только за фильтровые конденсаторы уже боязно...

Схема будет, чуть позже.

Аналогичный допуск нужен для пользования СВЧ-печкой (4 кВ, 400 мА) или трубочным телевизором\монитором (27 кВ, в проекционных -- до 50 кВ). В последнем случае надо ещё сдать экзамен по радиацонной безопасности (ОСПОРБ 99\2010 или НРБ-97)

По акустике есть идея построить трехполосную АС, у которой НЧ секция будет по топологии "трубы Войта" с 18" динамиком ватт на 800, середина на нескольких динамиках 75ГДШ и высокочастотной секцией на излучателях Хейла. Над оформлением "середины" и ВЧ части (закрытый ящик или ФИ) ещё нужно подумать. Помещение будет... какое придется, сомнительно что "это" будет постоянно находиться в одном помещении.

Примерно с начала года по вечерам я занимаюсь этим усилителем и осязаемый результат получил только недавно, после намотки текущей версии выходного транса. Что до применения -- объективно такой усилитель неплохо показал бы себя для озвучивания металл-концерта, ну или если дома включать, то чтоб соседей извести, ИМХО)))

Выбранное количество витков вторички соответствует нагрузке 8 Ом, а приведенное сопротивление анодной нагрузки такого трансформатора получается порядка 8 кОм. Мне не вполне понятно, является ли это значение оптимальным для ГУ46. Этот трансформатор наконец заработал и сейчас можно написать о результатах испытаний. Собранный макет усилителя испытывался при подключении к вторичной обмотке трансформатора эквивалента нагрузки в виде толстой нихромовой спирали накрученной на керамическую трубку. Сопротивление эквивалента вместе с подводящими проводами составляет ровно 9 Ом, что несколько больше необходимого. Один из выводов вторичной обмотки выходного трансформатора нужно соединить с "массой". На вход усилителя подавался сигнал с генератора Г6-27, а выход изучался осциллографом С1-64А через делитель 1 к 10. На всех фото масштаб экрана осциллографа составляет 50 вольт на клетку. Режим работы выходного каскада следующий: анодное напряжение 3.5 кВ, вторая сетка 600В, третья сетка 100В. Смещение устанавливается таким, чтобы суммарный ток покоя через обе лампы составлял 100 мА. Предварительно из 20 ламп гу46 пришлось отобрать пару с минимальным разбросом анодного тока. Ртутные газотроны перед использованием нужно тренировать выдержкой под накалом в течении получаса. Также нежелательно применять сильно б\у газотроны из-за большой склонности к обратным зажиганиям. Описание настройки драйвера тут я опускаю, как достаточно тривиальную процедуру, отмечу лишь что её суть состоит в том, чтобы на его выходе получить симметрию двух противофазных сигналов. Оценка выходной мощности производилась следующим образом. Частота генератора устанавливалась равной 50 или 100Гц, затем амплитуда на входе накручивалась до тех пор, пока не начиналось наблюдаемое осциллографом ограничение (подрезка "верхушек" синусоиды). После этого амплитуда подстраивалась до выхода из ограничения и измерялось мультиметром напряжение на нагрузке в режиме измерения переменного напряжения. А дальше по закону Джоуля-Ленца высчитывается мощность. В моем случае действующее значение напряжения на 9 Омах составило 110 В, что дает 1350 Вт мощности! Средняя величина анодного тока при этом составила 550 мА при напряжении 3.5 кВ, что дает 1925Вт потребляемой мощности. Из простого соотношения вычисляется КПД выходного каскада равный 70%. После такой предварительно оценки максимальной мощности можно сделать пробег по интервалу 25Гц - 25 кГц и получить представление об АЧХ усилителя на максимальной мощности. Выяснилось, что на частоте 25Гц спад составляет -3 Дб, а от 50 Гц до 15 кГц идет ровный участок АЧХ соответствующий максимуму мощности. Осциллограмма сигнала на 1000Гц выглядит так. 100Гц с началом входа в ограничение. При глубоком заходе в ограничение синусоидальный сигнал приближается к прямоугольному, а мощность усилителя превышает 1500Вт с КПД под 90%, свечение анодов ламп начисто исчезает. В интервале 15 кГц-18кГц идет небольшой спад, примерно на 1 клетку экрана осциллографа, затем подъем до максимума на частоте 20 кГц. С 23 кГц начинается плавный спад и затем резкий спад с 25 кГц. При таких мощностях спираль эквивалента нагрузки раскаляется докрасна. Как по мне то для такого макета это прекрасный результат, оценить КНИ я затрудняюсь, но полагаю что следует ожидать порядка 5%, так как на экране можно различить едва заметные "заломы" синуса в окрестностях его перехода через 0. Установить точное значение КНИ и коэффициента гармоник можно уже более специфическими измерениями, для которых нужен компьютер с RMAA или анализатор спектра с измерителем искажений. Многие сочтут 5% КНИ чудовищно фиговым показателем, но см. дисклеймер) Проект ещё не завершен, сейчас он ещё остается в стадии макета, но он безусловно будет закончен до финального изделия в корпусе. Нужно ещё поработать над снижением фона и сделать много вспомогательных узлов, таких как стабилизированные блоки питания драйверных каскадов, стабилизатор анодного напряжения выходного каскада, который я планирую выполнить на основе магнитного усилителя включенного в цепь первичной обмотки высоковольтного трансформатора и управляемый со стороны высокого напряжения. Этот же стабилизатор будет выполнять функцию плавного подъема анодного напряжения. Ещё нужна схема защиты от пробоев\КЗ в цепи высокого напряжения и схема задержки включения анодных напряжений. И кроме всего этого планирую дополнить усилитель встроенным в него индикатором уровня сигнала на осциллографической трубке. Все это ещё предстоит упихать по унифицированным корпусам серии "Надел", в которых выполнялась различная измерительная аппаратура, по типу осциллографов С1-70 и С1-74. Предполагается, что сам блок усилителя, блок питания низковольтный и блок питания высоковольтный будут выполнены в отдельных корпусах, которые будучи сложенные друг на друга образуют приборную стойку. С итоговыми габаритами СИЛЬНО меньше, чем шкаф от УПВ1-1.25. А самое главное, нужно будет под стать этому усилителю построить акустическую систему, определенные идеи на этот счет есть. Напоследок, отмечу, что этот усилитель, безусловно не будет годиться для вдумчивых прослушиваний в домашних условиях разными аудиогурманами. Скорее он будет более интересен как радиоузел для крупного здания, или как усилитель для работы с низкочувствительной акустикой. Но все же основной вариант его применения я вижу для ГРОМКОГО прослушивания экстремальных жанров металла или в большом гараже или же на репетициях\концерте какой-нибудь местной металл-банды. По мере дальнейшей работы эта тема будет дополняться новыми сообщениями. ЗЫ: Схему нарисую позже в SPLan"е, собственно макет создавался по сути без схем, а компиляцией кусков схем найденных в интернете и переработанных-перерисованных потом на клочке бумаги.