OTL - истинно ламповый звук

[ВКН]

1 час назад, ЕW2FJ сказал:

Пследний РР на 6П3С-Е сделал в триоде с Рвых.= 12Вт. на канал

Извините, а можно в отдельной теме рассказать об этом аппарате. Думаю, многим это будет полезно. 

[sova]

1 час назад, ЕW2FJ сказал:

 Доп. ёмкости в БП любого УНЧ не будут лишними.

Будут.

[Stan Marsh]

25-ваттный бестрансформаторный ламповый усилитель на 6С33С Если вы потратили круглую сумму на 5 метров экзотического колоночного кабеля, Вы задумывались о пятистах метрах провода в выходных трансформаторах вашего лампового усилителя?

Выходные трансформаторы – это дорогие компоненты со сложной намоткой, чтобы работать должным образом на высоких частотах. Они являются главными виновниками мягкого баса в ламповых усилителях. Основными причинами этого являются перенасыщение магнитопровода на низких частотах. Кроме того, из-за сопротивления обмотки теряется около 10% выходной мощности. Альтернативой является бестрансформаторный выход – OTL (output transformer Less).

Принцип работы

25-ваттный бестрансформаторный ламповый усилитель на 6С33С - 878621396147

Описываемая OTL схема предлагает несколько решений. Во-первых, в целях защиты динамиков в случае неисправности ей необходимо естественное ограничение тока без использования вспомогательных цепей защиты. Во-вторых, проблема в том, как реализовать симметричный выходной каскад, когда лампы не имеют NPN и PNP структуры как транзисторы.

Одним из вариантов был цирклотрон «circlotron», изобретенный Сесил Холлом в 1951 году, но, который, однако, препятствует использованию естественного ограничения тока и вынуждает использовать очень сложную конфигурацию блока питания. Вместо этого, была разработана схема с некомплементарным выходным каскадом с использованием комбинированной местной обратной связи. Была достигнута хорошая симметрия и низкий уровень гармоник, что было подтверждено в последующих измерений. Такая конфигурация имеет больше общего со схемой Futterman, за исключением того, что пара пентодов используется для драйверного каскада вместо разделителя фазы. Пентоды по сравнению с триодами смогли обеспечить достаточный ток и усиление.

Общей целью проекта было иметь простую схему, как можно с минимальным количеством компонентов на пути сигнала, а также двухтактный принцип работы. Двухтактный каскад не только уменьшает гармонические искажения, но и обеспечивает значительное уменьшение пульсаций питания. Получилась стабильная, надежная конструкция, которая не нуждается в постоянной регулировке. Для этого включена цепь обратной связи постоянного тока, которая после первоначальной настройки держит напряжение смещения в пределах 20 мВ. Последующая корректировка вряд ли потребуется в течение долгого времени, даже после замены ламп.

Я знаю, что обратная связь – спорный вопрос и многие считают, что, в конечном счете, она должна быть нулевой. Тем не менее, нулевая обратная связь в этой конструкции может привести к звуковым шумам и выходному сопротивлению 8Ω, которое может серьезно повлиять на тональный баланс большинства акустических систем. Поэтому было решено применить глубину обратной связи 26дБ, которая является обычной для большинства классических схем ламповых усилителей и понижает выходное сопротивление до 0.4Ω для хорошо контроля баса. Тем не менее, преимущество самодельного усилителя (англ. DIY, D.I.Y.; ди ай уай, от англ. Do It Yourself — «сделай это сам») является то, что вы можете настроить обратную связь в соответствии с вашим собственным вкусом. Простейший способ уменьшить обратную связь до 11 дБ – это убрать конденсаторы связи между первой и второй ступенями.

Наконец, для того, чтобы «раскачать» нормальную акустику было решено, что нужна мощность не менее 20 Вт. Очевидный выбор ламп выпал на Российский 6C33C триод, потому что одна пара может выдать 2,5А тока на 8-омную нагрузку при умеренном питании 150V. Это позволяет получить 25W на 8Ω нагрузки или 40 Вт на нагрузке 16Ω. Если вы можете увеличить нагрузку с 40 до 100Ω, то вы можете легко получить 50 Вт мощности в классе А. Измерения показали, что искажение с включенной обратной связью были меньше, чем у генератора сигналов. Это дало 0,14% THD при 2W с 8Ω нагрузкой без обратной связи, или 0,007% 26дБ с обратной

25-ваттный бестрансформаторный ламповый усилитель на 6С33С - 878621426867

Конструкция и детали.

Сигнал с входного гнезда SK1 подается на сетку лампы V1A через регулятор громкости RV1, C1 и R1. Включение обратной связи обеспечивается резисторами R1 и R3, которые смешивают сигнал выхода и входа. Глубина обратной связи составляет около 29 и может быть изменена отношением R3/R1. Другими словами, при входном напряжении 500 мВ получаем 25 Вт на 8Ω нагрузке. Когда RV1 установлен на максимум, входное сопротивление составляет около 26к (RV1 параллельно с R1). Конденсатор C1 используется для максимальной обратной связи по постоянному напряжению. При отсутствии смещения, на сетке V1A присутствует тот же потенциал , что и на V1b через R4. Тем не менее, небольшая разность напряжений на катодах каждой лампы, из-за неидеальной схожести, может привести к напряжению на управляющей сетке V1A. Это сразу же отображается на нагрузке в виде постоянного напряжения, потому что 100% обратная связь по постоянном току, через R3, сохраняет входное и выходное напряжения равными. Триммером RV2 можно добиться нулевого смещения на выходе.

Неоновая лампа Н1 служит для ограничения напряжения подогреватель-катод на обеих половинах V1 до 65 В во время прогрева. Она не светится при нормальной работе. Симметричные выходы входного каскада соединены с управляющими сетками V2 и V3 конденсаторами C3 и C4. Существуют также частичные связи постоянного тока через сопротивления R8 и R9. Драйверный каскад образуют лампы V2 и V3 и связанные с ними компоненты. Выходы этого каскада напрямую связаны с сетками V4 и V5, которые образуют выходной каскад. Триммер RV3 позволяет скорректировать напряжения на сетках V4 и V5, тем самым установить ток выходного каскада. Выбор тока покоя предполагает компромисс между сроком жизни ламп и искажениями.

В теории, можно увеличить ток покоя выходных ламп максимально до 400 мА, после чего их аноды будут рассеивать 60 Вт. Это даст низкие искажения, но резко снизит срок службы. Тем не менее, можно добиться гораздо более длительного срока трубки с более низким током покоя, скажем, 200 мА. Это также уменьшит количество тепла, вырабатываемого усилителем! В драйвере были выбраны пентоды, потому что они могут прокачать большее напряжение, чем триоды, а также потому, что они обладают лучшими токовыми характеристиками. Последнее обеспечивает симметрию в выходном каскаде. Еще одним преимуществом пентода является фактическое отсутствие эффекта Миллера, емкости между анодом и управляющей сеткой, в связи с наличием экранной сетки. Это увеличивает пропускную способность каскада и устраняет необходимость в компенсации частотных составляющих для того, чтобы усилитель оставался стабильным, когда применяется обратная связь. Единственным недостатком является то, что они производят чуть больше гармонических искажений нечетного порядка, чем триоды. Тем не менее, EF86 (советский аналог 6Ж32П) были разработаны для аудио. EF86 был очень успешно использован в драйвере знаменитого усилителя Quad II.

V4 является катодным повторителем. Это означает 100% отрицательную связь между катодом и сеткой, в результате имеем единичное усиление и снижение выходного импеданса.

V5 является анодным повторителем и для того, чтобы иметь тот же коэффициент усиления и выходное сопротивление, как V4, он должен иметь 100% отрицательную обратную связь между анодом и сеткой. Это достигается с помощью драйвера тока, который, по определению, имеет очень высокое сопротивление источника, что не ослабляет обратную связь, которая образована через R13. Хотя постоянное напряжение на анодах V2 и V3 отличается, это действительно не оказывает большого значения на режимы работы пентодов.

R15 обеспечивает привязку управляющей сетки V1A к общему проводу во время разогрева усилителя, в случае отсутствия подключенных громкоговорителей.

Газоразрядный предохранитель N2 гарантирует, что выходное напряжение остается в пределах безопасных значений при любых условиях. Если выходное напряжение превышает 90 В, он срабатывает, понижая тем самым выходное напряжение до безопасного.

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Хотя блок питания достаточно обычный и мало нуждается в описании, есть несколько моментов, которые нужно отметить: в случае неисправности, заставив защелку выходной каскад либо вверх или вниз, R33 предоставляет средства ограничения тока через выходную стадию и громкоговоритель. Если его значение было слишком малым, трубка вывода или громкоговорителя или оба могут быть повреждены. Если его значение было слишком высоким, небольшое напряжение смещения через громкоговоритель может вызвать значительный дисбаланс в напряжение питания HT2 и HT4. Предохранители FS1 и FS2, сработают в маловероятном случае, если обе лампы драйверного каскада, V2 и V3, не работают (или не подключены), тем самым вызывая чрезмерный ток через обе лампы выхода V4 и V5. В теории, только один предохранитель необходим, но здесь два включены для того, чтобы на любые неполадки они реагировали симметрично.

Улучшение этой конструкции возможно, если для нагревателей V1 использовать постоянный ток и включить схему таймера задержки, чтобы напряжение HT2 HT4 подавалось только тогда, когда все лампы уже разогреты.

Выбор сглаживающих конденсаторов C8-C15 важен, потому как они определенно находятся на пути прохождения сигнала между выходными лампами и громкоговорителем, и поэтому должны быть хорошего качества. Они должны быть свободны от внутренних вибрации, а это значит, что они не должны «петь». Во многих точках во время прогрева есть потенциально высокое напряжение, поэтому резисторы должны иметь соответствующую мощность.

2-х ватные резисторы могут выдерживать 500 В постоянного напряжения. Кроме того, они хорошо звучат, и обладают низким тепловым шумом 1 мкВ / V и низким температурным коэффициент 50 ppm / ° C. Вы можете заметить из фото 2, что монтаж немного тесноват, поэтому рекомендуется использовать большее шасси, чем 12 «× 9″ × 3 » которое было использовано. Усилитель производит довольно много тепла, и в идеале лампы должны иметь больше пространства вокруг себя для циркуляции воздуха. Также должна быть хорошая вентиляция под шасси.

Включение и наладка усилителя

Перед первым включением убедитесь, что Триммер RV2 находится примерно в среднем положении

и что RV3 установлен на минимальное сопротивление.

Вращая RV3, увеличиваем ток покоя с нуля до желаемой величины (автор поставил его на 200 мА), контролируем его амперметром M1. Во время нормальной работы M1 едва дергается, это не индикатор уровня! Тем не менее, отрадно иметь его на лицевой панели как раннее предупреждение на случай, если что-то пойдет не так.

После 20 минут прогрева подкорректируйте RV3 в случае необходимости. Затем подключите милливольтметр к выходным терминалам и настройте RV2 для получения нулевого значения. Всегда это нужно делать с выкрученной громкостью до минимума или при замкнутом входном разъеме.

Когда усилитель работает, никогда не включайте его сразу же после выключения, есть вероятность сжечь предохранители.

[Russ3000]

35 минут назад, Stan Marsh сказал:

Выходные трансформаторы – это дорогие компоненты со сложной намоткой, чтобы работать должным образом на высоких частотах. Они являются главными виновниками мягкого баса в ламповых усилителях. Основными причинами этого являются перенасыщение магнитопровода на низких частотах. Кроме того, из-за сопротивления обмотки теряется около 10% выходной мощности. Альтернативой является бестрансформаторный выход – OTL (output transformer Less).

Можно намотать без магнитопровода, габарит будет чуть больше, зато убиваем всех зайцев и появляется морозная свежесть верхов.

[ЕW2FJ]

2 часа назад, Agats сказал:

Именно так, смысла в выходной мошности никакой. 

У меня другое мнение : она должна быть, на разные случаи в жизни, да и динамический диапазон никто не отменял, а слушать этот унЧик можно и на 0,5 Вт.

[ЕW2FJ]

Человек - очень странное животное, большинство из них никогда не соглашаются с мнением других, даже если оно проверено в течение 2500 лет.

[Stan Marsh]

19 минут назад, Russ3000 сказал:

Можно намотать без магнитопровода, габарит будет чуть больше...

Примерно с собачью будку. 

[ЕW2FJ]

Ключевое слово - можно, и ФСЁ 

Кто бы что ни говорил, мол ТВЗ даёт ,,тот самый ламповый звук,, , трансформатор - это ,,костыль,, , без которого, к сожалению, в обычной схеме не обойтись.