Лампов усилвател 200W

    Внимание!  

    Устройството работи със смъртоносни напрежения! Не повтаряйте схемите, ако не сте квалифициран специалист!


    Да започнем с това, че този усилвател е на първо място в личния ми "топ 10 начина да умреш" - 1 000 Волта убиват моментално!

    В този сайт е представен базовият усилвател 60W с ГУ-50. Именно на този усилвател е базирана и настоящата разработка.

    Новата схема на усилвателя е представена на фиг. 1.


   фиг. 1. Лампов усилвател с изходна мощност 200W
 

    Фиг. 2 представя захранването на усилвателя. Самото захранване е също толкова важно, колкото и усилвателя.


   фиг. 2. Захранващ блок


 фиг. 3. УЗФ

    Схемата на фазоинвертора е леко променена, като е добавен резистор 10 kΩ в анодната верига на десния триод. Амплитудата на сигнала на управляващата решетка на десния триод е по-малка в сравнение с амплитудата на левия триод. За компенсиране на разликите в амплитудните стойности на изхода на фазоинвертора е добавен резистора от 10 kΩ.

    Стойността 10 kΩ е избрана като най-оптимална чрез симулации със Spice модел на лампата. Разбира се, схемата може да работи и без него, но тогава и изкривяванията са по-големи. Тази промяна на схемата се чувства на слух най-вече, когато усилвателя работи на пълна мощност.

    Драйверът усилва противофазните сигнали от фазоинвертора по напрежение и управлява мощтните крайни пентоди. Бяха открити грешки и схемата на драйвера беше променена.

    Катодните резистори на това звено задават работната точка, тока на покой и максимално допустимата амплитуда на сигнала на управляващите решетки.

    Старите стойности на катодните резистори задаваха некоректен режим на работа на драйвера (вж. предходната статия "Лампов усилвател 60W"). Имаше изкривявания, който бяха осезаеми на слух. След подмяната на катодните резистори с резистори с правилната стойност усилвателя заработи с по-голяма мощност и по-малко изкривявания.

    В каталожните данни на лампата 6Н8С са посочени стойностите на пасивните елементи при работа на лампата в схема общ катод. Симулациите на схемата със Spice модели на лампата също потвърдиха съмненията за некоректно зададен режим (фиг. 4 и фиг. 5).

    В катодната верига на драйвера е добавен и катоден кондензатор, който повишава коефициента на усилване. Също така този кондензатор способства за "по-басовото звучене" и уравновесяване на честотната характеристика.


фиг. 4 Погрешно оразмерените катодни резистори на драйвера пораждат изкривявания и малки изходни амплитуди



Фиг. 5 Правилно зададен режим на драйверните триоди с по-малки изкривявания и по-големи амплитуди

    Фазоинверторът и драйверът се захранват чрез електронен дросел. Не са прилагани RC-вериги за развързване по променлив ток. Захранващото напрежение на целия предусилвател е увеличено до максимално допустимото. По този начин се осигурява по-голяма мощност на предусилвателя, която да захрани крайните пентоди.

    Разпространено мнение е, че радиолампите не усилват по ток и че те не консумират ток в решетъчните вериги, при класове А и AB.

    На практика решетъчни токове има. За правилната работа на този усилвател предусилвателят трябва да осигури достатъчно мощност и ток, които да компенсират загубите от решетъчни токове на крайните пентоди. Решетъчните токове и влиянието им върху работата на схемата може да се наблюдават със симулации със Spice модели на лампите.

    В схемата на крайния усилвател не са правени промени освен, че броят на крайните лампи е увеличен от две на четири. Изходният трансформатор не е променян в сравнение с предната конструкция.

    Изходния трансформатор е проектиран за 2 изходни лампи и 8 Ω товар. В случая изходните лампи са четири и изходния импеданс на трансформатора се намалява двойно от 8 на 4?. Интересно беше да се види как се изменя КНИ на тази схема в зависимост от импеданса на товара.

    Действително, при 4? товар се наблюдават по-малък КНИ (THD) отколкото при 8? товар. Дори на слух тази особеност е осезаема. Анодното напрежение на крайните лампи е повишено близо до максимално допустимото 1kV.

    Напрежението на втората решетка на крайните лампи е 250V с възможност да се намали на 200V. При 250V и 300V на вторите решетки работата на крайните лампи е нестабилна според мен (решетките започват да мигат в такт като цветомузика ).

    За приблизително установяване на необходимото анодно напрежение на крайните лампи може да се ползва следната проста формула:

    Така например ако Pout = 200W, Zload = 4Ω, за K = 20 се получава 797V.

    Първоначално схемата и конструкцията бяха реализирани с предусилвателен пентод 6Ж1П, но в последствие той бе премахнат.

    За шаси е ползвана метална кутия, която предавше механически вибрации на 6ж1п. В следствие във високоговорителя се появява звънене. При предходната схема такъв проблем нямаше, но 6Ж1П беше монтирана в експериментална пластмасова кутия.

    Подобни проблеми със "звънене" може да се решат с употребата на гумени тампони, на които се монтира цокъла на лампата. Специални пръстени, които се нахлузват на лампите също са един вид средство за борба със звъненето. Като цяло не ми хареса работата на 6Ж1П в последната конфигурация. Имаше и микрофонен ефект. При спрян аудио сигнал се чуваше едно мистериозно радио :) вследствие на паразитна демодулация с тази лампа.

    На експериманталната установка по мое мнение работата с 6Ж1П беше много по-сполучлива.

    В интерес на експеримента беше изпробвана схемата и с OОВ. Схемата позволява прилагането на OОВ, но за компенсиране на затихването би била нужна още една предусилвателна лампа.

 

 

    За кутия е ползвана стара военна кутия. Проводниците за анодните напрежения са силиконови от трансформатор за микровълнова печка. Ползвани са и много други части от старите платки .

 

 

    Трите трансформатора са с еднакви магнитопроводи и макари. Предусилвателят е поместен в екранираща кутийка. Предусилвателните лампи са екранирани с фолио, което е замасено.

 

    Така реализираният усилвател притежава огромен потенциал, който е дори в излишък за домашни условия. Разбира се, големия ресурс на устройството води и до по-качествена работа при по-малки изходни мощности. Но това е като да ползваш Супермен да помага на бабички да пресичат пешеходната пътека :).

    Работата на усилвателя е прилична. Има мощност в излишък, има бас, високи честоти. Идеята беше да се извади по-голяма мощност от вече наличния голям и обемист изходен трансформатор. Усещането все пак не е като в концертна зала или опера , ако трябва да сме точни.

    По мое мнение е добра идея усилвателят да се реализира в стерео-конфигурация с намалена мощност на захранващия трансформатор (примерно 2 х 100W), но с по четири крайни лампи за всеки канал (ляв и десен). Четири изходни лампи звучат по-добре от две, а и цената им не е висока.

Мартин Киров,
Плевен, 23 ноември 2017 година