Ламповые усилители, обзор и позор ХХI век

Оставлен Evgenij Bortnik Пнд, 02/04/2013 - 20:18
Аватар пользователя Evgenij Bortnik

Уважаемые телезрители, в моих публикациях, как правило, есть некоторая полезная информация, которая расширяет кругозор. Чаще всего здесь показан не оптимальный вариант текста по отношению к теме, поскольку статьи в большинстве не завершены. Вообще, все статьи на этом сайте имеют вид сырья и дополняются по мере возникновения интереса к той или иной теме. Именно поэтому в каждый конкретный момент они могут иметь какое угодно состояние. Любые разумные претензии квалифицированных критиков к тексту и картинкам вполне принимаются, если они обоснованы. Надо понимать, что суть изложения моего материала на моём ресурсе не изменится. А заключается суть в том, что если ко мне возникает агрессия, то она останется с её автором. Если же есть конкретные поправки по существу, а также тексты, то они будут с благодарность приняты. Кроме того, будут приняты любые рациональные авторские публикации. Желательно в готовом виде. Бред "сивой кобылы" естественно будет отфильтрован.

В самом начале должен уведомить всех телезрителей, что в реализации проекта "Ламповый усилитель" есть строгие правила, нарушение которых превращает проект в обыкновенный "балаган". Первое правило построения лампового усилителя это абсолютно жесткое и неукоснительное соблюдение здравого смысла (ЗС). Второе правило - соблюдение здравого смысла, с учётом симпатий и эстетических предпочтений. И третье правило, также соблюдение здравого смысла, основанное на оценке экономической эффективности вложения денег. А кроме указанных правил есть конкретная последовательность выполнения работ и совокупность рекомендаций, которые при этом желательно выполнять. В очередной раз повторю, что традиционный, укоренившийся подход к созданию лампового усилителя, изложенный в литературе основан на совершенно иных предпосылках, лишенных здравого смысла. Большинство рассуждений начинается с выбора конкретных наименований ламп. Например по эстетическим предпочтениям. Такой подход непременно упрётся в проблему эксклюзивного выходного траснформатора. И проект может забуксовать, превратиться в тягомотину или уйти от первоначально намеченного результата. Поэтому предпочтения нематериальные нужно всегда сопоставлять со здравым смыслом. Иными словами в самом начале необходимо поговорить о мотивах создания устройства, под названием ламповый усилитель. Для этого нужно отдать себе отчёт, зачем этим заниматься. Эта тема почти никогда не обсуждается в печати. Однако крайне существенно, понимать подлинные причины своих действий, поскольку за ними стоят денежные траты. Если, например, человек бездумно тянет в рот сигарету, то это следствие дурной привычки, от которой только вред, за собственные деньги. Это обыкновенное безумие, причиной которому послужило влияние массового сознания, эффект толпы и обезьянье подражание. А затем уже к курящему человеку пришла наркотическая зависимость. Именно наркотическся зависимость есть причина, создающая потребность совершать эти безумные действия (курение) систематически.

По аналогии можно взглянуть на неразумные траты денег для получения тщеславного удовольствия от создания ламповой понтовой конструкции. Вот здесь и нужно применить оценочную шкалу рациональности, созданную на основе понятия о здравом смысле. Имено получение удовольствия, как правило, является мотивом создания лампового усилителя. А поскольку на начальном этапе наркотическая зависимость ещё не так велика, то нужно срочно отдать себе отчёт, насколько велика готовность человека, быть обманутым лукавыми средствами массовой информации и коллективным безумием дилетантов, творящим оценочные категории. Смысл внешнего воздействия Интернета на персону почти всегда есть установка на ограбление и растление. Для этого, например, создали рекламу. Значит вначале нужно дать отпор изощрённой рекламе, оценить и ограничить бюджет проекта, если это явное баловство и тщеславное получение удовольствия. Если же ламповая конструкция, это коммерческий проект, то бюджетный анализ и текнико-экономическое обоснование следует провести более тщательно. Вот примеры лампового хлама.

Поскольку главная составная часть лампового усилителя это выходной трансформатор, то в формате ЗС, именно с выбора трансформатора и нужно начинать проект. Остальная начинка это чепуха. Она неизбежно появится после наступления определённости по выбору, приобретению или изготовлению выходного трансформатора. Вот тогда и нужно оценивать, насколько удастся выпендриться и какова может быть эстетика. Никаких наименований ламп до появления трансформатора в этом проекте быть не может. А если у человека есть эстетическое предпочтение по выбору формы ламп, их красоты, то тогда порядок работы над проектом изменяется. Такая последовательность приоритетов легко можно завести проект в дорогущий тупик. А телезритель получит при этом слонопотама с мышиными характеристиками, за совершенно неразумные деньги. В результате энтузиаст лампостроения может попасть в беду, оказавшись банкротом. При этом, от результата проекта, никогда в обозримом будущем не удастся избавиться, поскольку реализовать его, окупив даже десятую часть вложенных средств просто невозможно. Ниже показаны другие примеры лампового хлама. Судя по картинкам легко понять, что это хлам, даже пояснений не нужно.

Вместе с тем ламповый хлам может вполне прилично выглядеть. Для этого изготовители прилагают изрядные усилия в подготовке красивых корпусов. Иногда эти корпуса представляют собой весьма оригинальные конструкции. Это может быть изделие от краснодеревщика или мебельщика, бывают и конструкции отличного промышленного изготовления. Перед тем, как ввязаться в проект телезрителю нужно понять, какие параметры лампового усилителя нужно получить, в какой упаковке и за какие деньги. Если это однотактный усилитель, то как правило это очень маломощное изделие, работающее на столь же маломощную акустику, нередко самодельную. В такие изделия вкладывать сколь-нибудь существенные деньги смысла нет. Обычно это малобюджетные проекты на уровне велосипеда или мопеда. Это занятие для детей или для взрослых чудаков(м). Если запланирован двухтактный усилитель, то вполне возможно получить неплохое звучание при мощностях до 10 ватт, практически на любую акустику. Причём этот проект может иметь коммерческие последствия, без судорожных усилий для обмана окружающих, без лживой рекламы и с сохранением относительно чистой совести. Ниже показаны примеры изображений однотактных ламповых усилителей из разряда хлама, но упакованные в красивые корпуса.

А причина неизменности статуса - мышиные хатактеристики и огромное количество слов по поводу особости издавамых показанными изделиями звуков. Нисколько не хочу обидеть хороших и уважаемых людей, которые занимаются изготовлением этих оригинальных изделий. Но здравомыслие отменить невозможно и мопед, по всем тактико-техническим характеристикам самодвижущегося траспортного средства, всегда останется хламом в сравнении даже с автомобилем Москвич. Кстати, объективности ради нужно заметить, что любое изделий рук человеческих рано или поздно превращается в хлам. Показанные выше, на первых снимках образцы отличаются лишь тем, что представляют собой хлам изначально. Признаком значимости наблюдаемого объекта под названием ЛАМПОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ для меня являются его пристойный внешний вид, невысокая цена и отличные тактико-технические характеристики. А достойные ТТХ, при сравнительно небольших расходах, обеспечивают, как правило, двухтактные схемы. 

Ниже показаны примеры двух схем, предназначенных для опытных телезрителей. Схемы построены на дифференциальных парах выходных трансформаторов и способны отдать в нагрузку до 40-80 ватт неискаженной мощности. Выходные трансформаторы здесь броневые и имеют достаточное количество обмоток, что позволяет примерить ультралинейное включение. В качестве оконечных усилительных ламп использованы "телевизионные" стеклянные баллоны. Выходные лампы запряжены с некоторой особенностью, в виде непосредственных связей между каскадами. Это позволяет приеодолеть традиционную тупость таких тамп и достичь эффективной раскачки выходного каскада. Предоконечные и оконечные лампы желательно подобрать по условиям симметрии, особенно если запланировано применять усилитель на предельных мощностях. В обоих случаях понадобится тщательная настройка схемы.

Вторая схема отличается параллельным включением ламп в каждом плече по выходу, для увеличения мощности. Обе схемы имеют свойство непростой настройки, ввиду наличия непосредственных связей между лампами. Лампы 6П36С придётся подобрать по анодному току и крутизне. Сдвоенные лампы использованы здесь только потому, что мощности выходных трансформаторов достаточно велики. Каждый транс в дифференциальной паре примерно по 100 Вт. Значит общая мощность "трансмиссии" около 200 Вт, что позволяет повысить мощность двигателя без ухудшения качества и надежности. Следовательно в каждом плече нужно ставить пару ламп. Выходную мощность такого усилителя следует искать в диапазоне 60-80 Вт. 

Ниже показана сравнительно простая схема мощного лампового усилителя, построенного на базе хорошо зарекомендовавшей себя машины, предназначенной для звукового сопровождения электромузыкальных инструментов. При грамотном подходе с применением параллельного включения выходных ламп можно получить более 120 ватт мощности. Единственная проблема - намотка мощного выходного трансформатора в секционированными обмотками. Такие трансформаторы называют ультралинейными. Хотя на самом деле о линейности выходных  характеристик трансформаторов говорить не приходится. Первый каскад с общим катодом, обеспечивает максимально возможное усиление. Далее фазоинвертор с разделённой нагрузкой. А затем в каждом плече по драйверу на 6Н1П, в хорошем, подгруженном режиме, но без фанатизма. Смещение выходного каскада комбинированное. Ток более 35-40 мА в анодах не нужен. Первичная обмотка выходного трансформатора должна иметь витков примерно 3000-3500, поскольку напряжение высокое. Выходная обмотка секционированная и рассчитана на 12-15 вольт. Если одной обмотки маловато по току, то доматывают симметричную вторую, прямо поверх изоляции на каждый каркас стержневого трансформатора. Включают выходные обмотки в параллель для малого сопротивления нагрузки или последовательно под 12-16 Ом.

Со временем покажу ссылку на первоисточник, покажу устранение ошибок в схеме и доработку схемотехники по существу. Особенно это актуально с точки зрения адаптации схемотехники под типовые трансформаторы. Для этого нужно макетировать и настраивать, нужен резерв по времени, которого нету. 

Появилось немного времени для обновления схемотехники ламповых усилителей повышенной мощности. Ниже показана версия одной из эффективных схем на высоковольтных пентодах. Нужно заметить, что раскачка использована классическая. Выходные трансформаторы включены по дифференциальной схеме. Причем для стержневых сердечников указанная здесь нумерация выводов не совсем справедлива. Дело в том, что распайка стержневых и бронеых трансформаторов разная. Оказалось, что для броневых трансформаторов распайка несколько проще, поэтому для стержневых её придется изменить. Об этом и написано ниже на картинке. Поскольку в схеме есть запас по усилению, можно рекомендовать уйти от применения каскада с непосредственной связью в начале тракта, заменив его балансным фазоинвертором. Это позволит упростить настройку и избежать многих проблем, обусловленных опасностью самовозбуждения.

У телезрителя не должно быть никаких иллюзий по поводу схемотехники ламповых усилителей с дифференциальным включением выходных трансформаторов. Схемотехника это исключительно эффективная. Результат получается феноменальный, как по частотным характеристикам (от 10 до 100k), так и по полезной мощности в нагрузке (до 200W). Именно для дифференциальных схем приходится применять параллельное включение ламп в каждом плече. Иначе по железу недоиспользование оказывается огромным. Одиночная лампочка не способна развить полезной мощности больше, чем рассеивает её анод. А в каждом трансформаторе, как правило, прячется запас 120-150 Вт. Поэтому для сбалансированного режима неизбежно приходится включать по 2-4 штуки лампы в параллель. Желательно подобрать лампочки в 5-10 %. Вот тогда получится почти электростанция. Конские мощности при феноменальном качестве. Однако, и учёному, и колхознику, следует знать, что при построении диференциального выходного каскада присутствует одно огромное НО!

Для дифференциальной схемы пара выходных трансформаторов должна быть подобрана! Это справедливо и необходимо почти в той же мере, как подбор пары входных транзисторов в дифференциальном включении. Если подбор трансформаторов не выполнить, ну хотя бы с точностью 5%, то усилия создателя окажутся напрасными. Требования к выходному балансному каскаду менее жесткие, нежели ко входному на транзисторах. Но тем не менее, они есть. Их невыполнение приведет к большой кривизне схемы по перемнному току. Причем эту кривизну порой не удаётся выправить подстройкой режимов ламп, из-за чего динамический диапазон сужается на 40-60%. Из четырех идеально подобранных лампочек ГУ-50 с кривыми трансформаторами удастся выжать ватт 30. А это смех на палочке. 

ПОЭТОМУ:

1.Кулибины пусть тратят время на намотку трансформаторов, хоть секционированных, хоть внавал, хоть из золота или платины. Занятие это пустое. Вручную практически невозможно обеспечить изготовление 4 шт. трансформаторов идентичного качества, ну или крайне затруднительно. И характеристки железа, и пазовое рассеяние, и фокусы воздушного зазора, а также точность и прочность крепления сведут усилия самоделкиных к нулю. Возьмите для примера куриное яйцо и попробуйте установить его на хоть на тупой, хоть на острый конец, эффект будет аналогичный.

2.Никакие одиночные буржуйские выходные трансформаторы, пусть даже Hammond или Мамонт, купленные за раздуто-дорогостоящие зелёные бумажки, не подойдут к дифференциальной схеме. 

3.Только подбор каждой пары трансформаторов из большой промышленной партии однотипных трансформаторов поможет энтузиасту получить изделия с близкими характеристиками.

Даже если это зарубежный заказ, то формулировать его нужно именно так: Требуется подобранная пара выходных трансформаторов. И эта подобранная пара может обойтись покупателю в большую зелёную копеечку. Практика показала, что подобранная в 1% пара возникает из 30-40 штук трансформаторов. Следовательно, при стоимости одного буржуйского трансформатора в 100 зелёных, бюджет усилителя с дифференциальным выходным каскадом может превысить 3000$. И это только по железу.

Уважаемые телезрители. Ну а теперь бочка дёгтя вместо ложки мёда. Предлагаю вашему вниманию "Парад безумия", в виде цен на зарубежные стекляшки. Ничего кроме изумления и возмущения представленные ниже картинки у меня не вызывают. Это реальная реклама для продажи понтового стекла в интернете. По этим картинкам видно, до какого безумия можно дойти в погоне за удовлетворением тщеславия. При этом, один человек теряет, а другой - находит, преимущественно в материальном плане. Совершенно законный и легальный обман при продаже вакуума, спрятанного во внутрь стеклянной колбы.

Во многих своих статьях я уже отмечал, что отечественные лампы совдеп-проихождения практически ничем не уступают этой фигне. При этом цена нормальной лампы, в хорошей сохранности почти всегда не превышает суммы 100-300 рублей за штуку. А итоговая продажная цена нормального оконечного лампового усилителя очень высокого качества окажется в пределах 30-50k. Это вполне приемлемый ценник для ламповой конструкции ручного изготовления. 

Уважаемые телезрители. Пожалуйста используйте показаный здесь опыт, чтобы получить хороший результат. В тексте нет понтов, только банальная арифметика.

                                     Евгений Бортник, Красноярск, Россия, февраль 2013

6 комментариев

Четыре транса подряд... R вторички пары трансформаторов полное, Ом – 0.055. Подбираем пары, (NN 412 и 415) и (NN 413 и 414). R первичек в парах, первая+вторая, вторая+первая, Ом – (70.96, 70.78 Ом) и (71.03, 70.98 Ом). Разница активных сопротивлений плеч, Ом – (0.18) и (0.05). R первички полное пар трансформаторов, Ом – (141.74) и (142.01). Разница активных сопротивлений первичек по каналам, Ом – 0.27.

by Evgenij Bortnik on Ср, 01/25/2017 - 18:59
Полное сопротивление не может иметь такое значение, поскольку учитывает реактивную составляющую, причём как правило по первой гармонике. Видимо в сообщении идёт речь об импедансе или омическом сопротивлении меди. Должен заметить, что измерение сопротивления обмоток тестером занятие бессмысленное. Омическое сопротивление, как правило, составляет 1-2% от полного сопротивления и сравнить электромагнитные устройство - трансформаторы по величине омического сопротивления невозможно. Такое сравнение возможно для ТЭН, но не для трансформаторов. Подбор трансформаторов выполняют при помощи миллиамперметра и вольтметра электромагнитной системы, а также ваттметра электродинамической системы.

by Карта on Ср, 01/25/2017 - 12:36
КТ66.

by Evgenij Bortnik on Ср, 01/25/2017 - 19:01
без разницы, это собачий бред

by bobryk on Сб, 02/17/2018 - 02:55
Добрый день! Планирую построить усилитель по схеме Станислава Малечека http://20-20000.ru/Lampovie_usiliteli/gu_50/gu_50_pp_chex.htm на выход трансформатор ТПП-297 в диференциальном включении. Вторичка будет реализована на обмотках 9.93. При этом К=32.5 , соответственно Raa=8500 . Вопрос в том какой ток покоя выбрать, по рассчетам получается при напряжении питания 450-470 В ток можно задрать до 75мА но стоит ли?

by Evgenij Bortnik on Сб, 02/17/2018 - 06:28
Здравствуйте. В ходе настройки можно пробовать разные варианты. 75мА допустимо. Но нужно ли? Электричество экономить надо :) Почему-то я склоняюсь к АВ режиму и 20 Вт потратить в аноде вполне достаточно. Причём схему Малечека можно будет поправить. Ну само-собой выход - дифференциальный. Но и сетками нужно правильно распорядиться. Или в пентод или в трансформатор их засунуть. В ходе нагружения оконечника током 0,075 увидите, как просядет напряжение на аноде, думаю, что для одного канала мощности типового источника хватит. А вот когда второй присоедините, то напряжение просядет и 75мА будет трудно обеспечить. Если же по источнику закладывать больше запас (толще провод), тогда возможно удержать такое напряжение в аноде. Думаю, что зависит всё от источника. Пробуйте, успехов