Высокостабильный ламповый усилитель В.Васильева - High-Grade (2х250Вт)

Когда-то я публиковал схему двухтактного усилителя мощности на лампах 6П45С (например cxem.net/sound/amps/amp60.php). Не со всем тем, что я тогда писал, я теперь согласен, но схема изображена без ошибок, и элементы указаны верно.

Это к тому, что на форумах некоторые оспаривали правильность указания номиналов элементов.Усилитель работал неплохо, но выявились недостатки.

Самым главным из них был т.н. "разнос" некоторых ламп из за большого разброса по обратному току управляющих сеток, особенно при высоких напряжениях питания.

Этот эффект заставляет снижать напряжения или уменьшать величины сопротивлений утечки сеток, что приводит к наращиванию мощности драйвера.

Но и это полумеры, т.к. стабильность токов покоя ламп оставляет желать лучшего. А "плавание" токов в плечах не только нарушает температурный режим, но и приводит к фону с частотой выпрямленного тока и подмагничиванию сердечника. Проблема может быть решена применением межкаскадных трансформаторов.

К тому же трансы позволяют входить  в область сеточных токов, что расширяет динамический диапазон усилителя. Но трансформаторы мне делать не захотелось:/

Отложив лампы, я занимался схемами на транзисторах (нестандартными) и соединительными линиями, в чем достаточно продвинулся.  К лампам заставила вернуться ностальгия по молодости (первый усилок я сделал на 6П3С и 6Ж8 где-то в 69 - 70 г. прошлого века), и главное - желание сравнить транзисторные и ламповые усилители высокого уровня.

Да и сейчас новый уровень реализации (новые идеи, новая элементная база).

Достигнутые цели

Что удалось реализовать в новой разработке: 

1. Стабильные токи покоя выходных ламп.
2. Плавный переход от пентодного режима к триодному.    
3. Поддержание стабильной мощности покоя на анодах в широком диапазоне питающих напряжений.    
4. Отсутствие общей ООС что для слуха плюс (но для объективных параметров минус).
5. Заход в режим сеточных токов (режим АБ2). 
6. Минимальный уровень шумов и фона за счет использования всего 2-х каскадов усиления.

Непринципиальные свойства:

1. Высокая выходная мощность за счет использования пары двойных лучевых тетродов в плече.
2. Задержка тока выходных каскадов при переходных процессах. 
3. Отключение накалов пар выходных ламп для снижения потребляемой мощности на малой громкости. 
4. Автоматическое включение обдувки шасси.

Проблемы и новые функции решаются применением эмиттерных и истоковых повторителей. Качество звука от этого не только не страдает, а скорей наоборот. Ведь лампы УН работают на более высокоомную нагрузку, что улучшает их линейность.

Повышается коэффициент усиления, уменьшаются нелинейные искажения. А из-за малой ёмкости нагрузки расширяется частотный диапазон. Также полезны повторители для разгрузки делителей в цепи экранных сеток, что позволят легко изменять коэффициент обратной связи в цепи ЭС, реализовать плавный переход от чисто пентодного(тетродного) режима к квазитриодному, с проходом всех вариантов ультралинейных режимов без переключения отводов трансформатора.

Это моё техническое решение я нигде до этого не встречал (претендую на copyright). Этим принципом можно пользоваться как в случае питания анодов и ЭС одним источником, так и как здесь, с разными.

У меня используются отводы, но можно обойтись без них, подключить резисторы делителя прямо к анодам, пересчитав величины резисторов. Например, у меня Ua/Uэ = 2 (учитывается напряжение source-gate).

Значит, для имитации триода, амплитуда переменного напряжения на ЭС должна быть вдвое ниже, чем на аноде. А поскольку в моём случае отвод сделан от 4/7 обмотки (примерно 57%), я включил последовательно с переменным делителем дополнительный резистор (2,2к).

И, поверьте, как интересно играться этими переключателями! Для одной музыки лучше одно положение ультралинии, для другой – другое. А где-то и пентод с триодом подходит. Пентод хорош для «дискотеки», у триода звук сдержанный, бархатистый. Для классики и джаза мне лично понравились 4…6 положение от триода.

Принципиальная схема

Принципиальная схема лампового усилиеля мощности "High Grade" Показана на рисунке 1. В данной схеме биполярные и полевые транзисторы выполняют вспомогательные функциии.

Это двухканальный усилитель мощности. Мощность расчетная должна была быть не менее 250 вт на канал в пентоде, но реально не дотягивает – блок питания имеет трансформатор мощностью всего 750вт, и напряжения анодов при макс. нагрузке просаживается ниже 500 вольт. 

Рис. 1. Принципиальная схема высокостабильного лампового усилителя В. Васильева - High Grade 2x250W.

Рис. 2. Принципиальная схема блока питания для лампового УМЗЧ Васильева.

Этого недостаточно для  получения заветных полкиловатта суммарного выхода. Блок питания я возможно я поменяю. Хотя при таких малых размерах (основной блок 330х280х180мм, вес11кг), и того, что я получил - выше крыши!

Когда его слушаешь, то кажется, что его мощь не имеет пределов.

Конструкция и внешний вид

Конструктивно я его выполнил так:

Рис. 3. Высокостабильный ламповый УМЗЧ В. Васильева - общий вид устройства.

Рис. 4. Высокостабильный ламповый усилитель низкой частоты В. Васильева - монтаж.

Примечание: Монтаж делался вместе с поиском схемного решения, поэтому осталось немного неиспользуемых компонентов.

Предупреждая замечания по охлаждению (мощность потебления в покое порядка 0,5 кВт, при полной мощности более 1 кВт), скажу – работа над охлаждением будет закончена позже.

Рис. 5. Высокостабильный ламповый усилитель НЧ В. Васильева - лампы под накалом, вентилятор неактивен.

А это просто так… )

Рис. 6. Теплый ламповый усилитель.

С ув. Васильев В.И. E-mail: vlivas[a]i.ua ; vasigvlad[a]gmail.com

Дополнительно:

1. Второй вариант высокостабильного УМЗЧ, на лампах 6Н2П и 6П45С.
2. Как повысить стабильность лампового УНЧ по рассеиваемой мощности

Скажите, а почему в схеме 2 маленьких входных лампы, а на фотках уже 4. Или это тоже остатки от экспериментов?

Молодец ! Такую красоту разработал и изготовил ! Я тоде начинал с УНЧ на двух 6н8с и 6п3с.Тоже где то в далеком 1973.Успехов тебе !

Молодца

6П45С это вообще то, одиночные лучевые тетроды, применявшиеся в строчной развёртке ламповых телевизоров.

Марка биполярных транзисторов на входе? Спасибо.

Здравствуйте. Все вопросы, связанные со схемой, конструкцией и другими особенностями пишите автору (В. Васильеву) сразу же на электронную почту. Это просьба самого автора. Контакты указаны под статьей.

По комментам имею ответить:
1. Лампы использованы типа 6Р3С. Можно ГУ-42, ГУ-19, ГИ-30 и т.п.
2. Транзисторы повторителей тема особая. Требования к ним противоречивые: h21 желательно не меньше 800 (в крайнем случае 600). Чем больше коэффициент передачи тем меньше влияние обратных токов сеток на напряжение смещения. Напряжение Uce должно быть не меньше |+Uc|+|-Uemax| (примерно 160-200v). Я нашел и применил подходящие из серии 2N.... от Fairchild Semiconductor (h21 более 800, Uce 220+/-5v). Составные я бы не рекомендовал. В новом усилителе я применил маломощные быстрые MOSFETы, а это почти идеальный вариант.
А за добрые слова спасибо.

а где же фото самого блока питания? там бандура пощище самого усилителя должна быть. трансформатор как минимум на 800 ватт. а то на 1кВт,не говоря уже про вес этого ящика. если уж хочется абсурда на лампах,так почему бы не собрать двухтактник на гу-81 . схема куда как проще будет и дури по больше ..

Я согласен, что ламповые усилители более тяжелые и громоздкие по сравнению твердотельными. Да, ламповые усилители на трансформаторах имеют большую массу и габариты.

Но ведь главное, чтобы был ЗВУК! И то, что этот ламповый монстр при таких качестве и динамическом диапазоне, оказался не столь "монстроидальным", я сейчас показываю.

Да, блок питания выглядит не очень :( . Но я ведь его внешний вид изначально и не показывал ;) . Потому, что была мысль его заменить на более компактный и мощный (тор). Но пока отложил.

Блок питания по виду оказался не очень то и громоздким. Смотрится аккуратно, автор даже ручку прикрепил для удобства перемещения.

Это ж уже не ламповый усилитель... :-(