В старой советской литературе его называли противопараллельным (мостиковым) усилителем, в западной – циклотроном (circlotron, цирклотрон). Вы называйте, как удобнее и привычнее. В статье я буду употреблять слово "циклотрон".
А по сути он – двухтактный мостовой каскад. В дальнейшем, для простоты, буду называть его циклотроном, т. к. всем это понятие более знакомо. Циклотроны по способу связи с нагрузкой делятся на трансформаторные, автотрансформаторные, дроссельные, анодные, SE-циклотроны и бестрансформаторные (OTL) циклотроны.

Дальнейшее моё повествование будет об OTL-циклотроне, т. е. о бестрансформаторном двухтактном мостовом силовом каскаде с резисторами в катодах выходный ламп.

Почему я обратился к данной теме?
Причин несколько. Во-первых, было много нападок со стороны адептов трансформаторных усилителей на всё, что было без трансформаторов, во-вторых, честно признаюсь, я не смогу намотать качественный выходной транс кустарно, считаю, это может сделать далеко не каждый любитель и то на профессиональной оснастке. Ну, и, в-третьих, у меня появились несколько 6С33С-В, захотелось построить нечто масштабное и мощное на этих замечательных триодах. Так что назло первой причине, сожалея о второй и благодаря третьей, я принялся за воплощение идеи.

↑ Первый проект

Началось всё в далёком 1996 году, тогда у меня ещё не было интернета и цифрового фотоаппарата, поэтому картинок поэтапной сборки усилителя, к сожалению, предоставить не могу. Работа на 90% была выполнена в течение года, потом останавливалась на годы и годы по разным причинам. Прикидывая схему будущего аппарата, я исходил из максимума, что можно выжать из пары 33-х ламп в двухтакте не цели ради, а спортивного интереса для. Пробный вариант делался на макете. Нагрузкой усилителя предполагались АС на двух последовательно соединённых динамиках ЛОМО 2А12-У4 общим сопротивлением 30 Ом (читайте статью об АС в разделе “Проекты акустики”).

Расчёт усилителя вёлся по характеристикам ламп.

Начну с конца тракта. В плечах оконечного каскада (ОК) по одной лампе 6С33С-В. Анодное напряжение было выбрано 160В с током покоя 100мА. Смещение -60-70В фиксированное. Хочу обратить внимание, что в циклотроне через катодные резисторы в статике ток не протекает, катоды находятся под нулевым потенциалом. Поэтому смещение только фиксированное! Оба катодных резистора включены параллельно нагрузке, их номинал выбирается исходя из того, чтобы не шунтировалась нагрузка.

По переменному току лампы ОК циклотрона включены параллельно, а значит и Rвых в четыре раза меньше, чем в обычных двухтактных схемах. Каскад нормально работает при номиналах Rк – 510Ом-3кОм. Попробовал даже при Rк=15Ом, но падала мощность каскада, и наблюдалось некоторое “заострение” вершин синусоиды. Так как усилительный каскад является катодным повторителем, то напряжение на Rк почти равно входному на сетке. Переменным резистором в цепи смещения выставляется “баланс нуля” на выходе в статике после прогрева ламп. Контролируется этот ноль при помощи миллиамперметра с центральной шкалой и пределами отклонения -50…+50мА, подключённого через ограничительный резистор 200 Ом. Даже при самом максимальном разбалансе плеч (ручка потенциометра вывернута в любое крайнее положение) и при включении сразу полного питания, стрелка прибора совершает кратковременный бросок на отметку 50мА или даже чуть зашкаливает, что соответствует временному появлению в нагрузке постоянки 10В. На практике эта цифра при правильном прогреве ламп на порядок ниже.

Драйверной лампой была выбрана 6Н6П-Е, сетки которой непосредственно связанны с анодами фазоинвертора (ФИ) на 6Н23П-ЕВ (Uа=110В, Iа=7…8мА). ФИ с катодными связями. На анодах 6Н6П-Е напряжение +260…265В, катодным резистором подбирается напряжение на катоде 115...116В. При таком режиме каждый триод драйвера кушает до 20мА. Хочу ещё раз напомнить, что этот макет прогонялся 13 лет назад, возможно какие-то нюансы я уже подзабыл. Но! Что я помню точно. Мощность удалось развить до 50Вт, было очень горячо! Пришлось обдувать панельки 33-х вентилятором. АЧХ оказалась практически линейна от 10Гц до 200кГц. Искажения и уровень шума и фона не измерялись. Картинка синуса 1кГц на осциллографе была идеальна. Поскольку АС для испытания не были тогда ещё готовы, я просто подключил два последовательно соединённых динамика 2А12-У4 и прослушал на небольшой мощности. Усилитель играл, а это главное.

С изготовлением шасси проблем не было. Так как я служил инженером на кафедре радиосвязи некогда ликвидированного и разрушенного военного училища связи и занимался передатчиками большой мощности, то имел выходы на различные оборонные предприятия и НИИ города, которые разрабатывали и поставляли нам технику. С материалами и деталями тоже проблем не было, тогда было золотое время. Так в одном из цехов я заказал шасси размером 350х350х65мм. Эту гнуто-сварную конструкцию мне изготовили из листа меди толщиной 2мм со всеми необходимыми отверстиями.

↑ Какие выводы я сделал для себя:

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ
- циклотрон работает;
- возможно получение на выходе 50Вт в широком диапазоне частот
- мнение про обременение дополнительными двумя (для стерео) выпрямителями анодов ОК и конденсаторами фильтров – ерунда и по стоимости, и по габаритам!
- нет необходимости стабилизировать анодное питание ОК, а кондёр фильтра брать ёмкостью всего 2200мкФ, т.к. помехи с шин питания компенсируются
- отсутствие дорогого выходного транса со всеми его минусами
- нормальное согласование ОК с нагрузкой 30 Ом

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ
- а за каким мне для дома (разве что для кафе или клуба) эти 50Вт вместе с печкой!?
- необходимость четырёх отдельных обмоток силового транса для анодов ОК
- изготовление собственного силового транса на торе
- наличие фона, обусловленное немалым током драйверного каскада (надо делать хорошую фильтрацию и стабилизацию)
- проблемы не связанные с циклотроном, а связанные с 6С33С в целом, как и в других схемах
- для каждого канала - отдельную обмотку на трансе и стабилизированный выпрямитель для цепей смещения ОК

Потом было забвение… Увольнение из ВС РФ, квартирный вопрос, отсутствие места для работы, складирование всего добра в гараже и т.п. Короче проект был заброшен на долгие лета, и вернулся я к нему только в прошлом году. Подняв все свои наработки по данной теме, я решил, что столь мощная схема мне не нужна и требуется её упрощение. Поразмыслив, прикинул, что достаточно будет заиметь ватт 15, избавившись заодно от драйверного каскада. Концепция дальнейшего вылизывания схемы была определена.

↑ Последний проект циклотрона

↑ Усилительная часть

Схему пришлось укоротить на один каскад.

Построение ОК не поменялось, поменялись режимы работы. Анодное напряжение 95В, смещение -29-30В. Режим класса АВ. При номинальном входном напряжение ~2В амплитуда на выходе ФИ ~30В, что вполне достаточно для раскачки 33-х ламп. При указанных режимах на эквиваленте нагрузке 30Ом я имею переменки 20В, что соответствует примерно 13Вт мощности.
Кто-то скажет, что за бред!? В двухтакте на 33-х всего 13 ватт. Я ещё раз оговорюсь – печка мне не нужна, я ставил целью не выжать 50Вт на канал, а лишь найти компромисс между “можно”, “нужно” и “целесообразно и комфортно”. Если увеличить номинал анодных резисторов ФИ до 110кОм при Еа+330В, получив напругу на анодах +90…+95В, то при входном сигнале ~4В на выходе ФИ можно добиться размаха ~70В. Но это для тех, кто захочет большей мощи. Надо только не забыть, что при этом лампы ОК необходимо побольше припереть, да и анодное напряжение поднять. Иначе нелинейность в начале характеристики обеспечена. Ещё одно замечание. Если резистор в сетке 6С33С мал (как правило ставят 1…3кОм), то эти ~70В просядут до ~40В. Чтобы этого не произошло, сеточный резистор следует брать килоом 30…100. Проверено. В ходе настройки усилителя выяснилось, что при смещении ОК -20…-22В наступает ограничение.

Желание повысить мощность за счёт увеличения входного сигнала и увеличения смещения до -40…45В приводит к искажению типа “ступенька”.

↑ Силовой трансформатор

Самой сложной вещью было изготовление силового транса. Железо я взял от двухкиловаттного ЛАТРа-1. Необходимо мощное железо, т. к. только для накала четырёх 33-х триодов, не считая остальных потребностей, понадобилась бы пара ТН-61. Готового унифицированного транса не найти, да и наводки у тора меньше. Сетевая обмотка состоит практически из двух одинаковых обмоток, намотанных проводом диаметром 0,98мм и соединённых последовательно. Одна обмотка – это подача полной мощности, а две обмотки включение прогрева ламп в полсилы (т.е. все выходные напряжения уменьшены в 2 раза). Далее поверх первички был намотан экран алюминиевой фольгой, один провод от которого подключается к точке заземления на шасси. Потом высоковольтная обмотка для питания первых двух ламп (диаметр провода 0,35мм), обмотка для смещения ОК, две обмотки на питание анодов ОК (диаметр провода 0,8мм), четыре обмотки для накала 6С33С-В (диаметр провода 1,6мм) и три обмотки для накала остальных ламп – ламп левого канала, правого и ламп стабилизатора (диаметр провода 1,3мм).
Сразу хочу рассказать какую лажу я совершил, когда мотал транс 14 лет назад. После запуска второго канала, я вдруг к своему огорчению получил на выходе вот такую картинку. Это на катодном резисторе 6С33С.

А это на нагрузке.

Здесь прослеживается модуляция входного сигнала.


Я не мог понять, откуда берётся эта чушь. Я уже грешил на неправильный режим ламп ОК, ну как же, на сетках сигнал чистый, а на катодных резюках и нагрузке такое паразитство!? Пробовал разные варианты подачи смещения, грешил на наводки и паразитные ёмкости. Грешил даже на свой генератор НЧ и осциллограф, в том плане, что катоды под “нулём”, выход каскада не имеет связи с общим проводом, а у осцилла и генератора один щуп гальванически связан с корпусом. Может, здесь собака зарыта? Не поверите, я даже спаял ГНЧ на трёх транзисторах с питанием от “Кроны”, не помогло! Подозрения пали даже на силовой транс, мало ли, что с ним могло произойти за долгие годы простоя? Всё тщетно! Задолбавшись от двухнедельных поисков причин возникновения этой каки, я пошёл на кардинальные меры.
Отпаял ОК от источников питания, взял отдельный транс ТАН-105, два диодный моста, два кондёра и запитал схему. Всё заработало! И тут до меня дошло. Следуя привычке конструирования транзисторных схем, да иногда и ламповых, в целях экономии используются всего две обмотки, от каждой запитывают по одному плечу в левом и правом каналах. И тут до меня дошло, что я лошара ми кантаре! У меня же мостовой каскад! Необходимо каждое плечо каждого канала питать от отдельного изолированного друг от друга и от корпуса источника. То есть, четыре анодные обмотки транса обязательны! Поэтому, как только я припаивал даже лишь один проводок диодного моста от другого канала, получал взаимное влияние через выпрямительные диоды. Таким образом, сам транс оказался не виновен, в нём не доставало лишь ещё двух обмоток. Пришлось полдня демонтировать эту тяжёлую железяку.


Дырочка в торе оставалась маленькой, а надо было намотать два раза по 105 витков. Решил смотать несколько накальных обмоток, благо их было с запасом. Сократил две обмотки на 33-и, повесив по паре ламп на обмотку провода диаметром 1,6мм. Ещё сократил две обмотки на предварительные каскады, объединив накалы всех “мелких” ламп на оставшейся третьей обмотке с диаметром провода 1,3мм.

Заодно намотал ещё одну обмотку для цепи смещения ОК второго канала. К счастью всё уместилось, а дырки от бублика хватило, чтоб только вставить шпильку для крепежа транса. Кожух для трансформатора был сделан по заказу из 1мм стали.

↑ Выпрямители и стабилизаторы

Ни для кого не секрет, что форма напряжения в сети ~220В отвратительно искажена.

Да и амплитуда не постоянна настолько, что при наблюдении на осциллографе пульсаций на электролитах, картинка скачет по всему экрану. Напруга в сети изменяется на 20…30В от номинала. Естественно сомнения о необходимости стабилизировать анодное питание входных ламп отпадают сами собой. Аноды ламп 6Н23П-ЕВ обоих каналов питаются от общей обмотки трансформатора и выпрямителя с фильтром, но каждая от отдельного стабилизатора на двойных триодах 6Н2П-ЕВ и 6Н6П-Е, выполненного по стандартной схеме.

Смещение 6С33С-В подаётся от стабилизатора на одном транзисторе типа КТ-973А.

На стадии макетирования я пробовал стабилизировать анодное выходных ламп на транзисторах 2Т-834А, но потом отказался, т.к. теряю на них около 5…6 Вольт напряжения. Просмотрев несколько схем циклотронов на забугорных сайтах, я отметил, что питание выходных каскадов нестабилизированное, номинал ёмкостей фильтра 2200…4700мкФ. Накалы всех ламп питаются переменным током. Вообще, чтобы избавиться от всего этого геморроя с сетью, я планирую купить промышленный сетевой стабилизатор, благо этого добра навалом.

↑ Конструкция и детали

Шасси, как я уже писал, выполнено из листовой 2мм меди. Прошу прощения за неприглядный местами внешний вид – краска с годами кое-где облупилась.

В центре установлен трансформатор.

Под ним сетевой переключатель типа 4П2Н от военки, он имеет два направления и четыре положения – выкл., прогрев, полное питание и выкл. Тут же рядом выходят выводы сетевой обмотки транса.

С ручкой переключатель соединён стальным стержнем через подшипник.

Сзади размещены четыре банки К50-29 10000мкФх100В.

В то время они оказались под рукой (современные раз в 6-8 меньше по объёму и легко влезают внутрь подвала). Там же находятся лампы стабилизаторов.

На задней стенке – гнёзда, клеммы, предохранительные колодки. На передней стенке – ручки переключателя сети и регуляторов “баланс нуля”. Вдоль левого и правого бортов расположены лампы, сверху спереди – приборы.


Детали, в основном, отечественные, используемые в военке.


Сигнальные и слаботочные цепи развёл проводом МС. Монтаж, за исключением стабилизаторов смещения и нескольких элементов стабилизатора высокого анодного, навесной.


Общие провода входного каскада собраны в точку у катодных резисторов и кондёра фильтра.


“Земли” катодных резисторов ОК и цепей смещения спаяны вместе. Далее общие провода всех каскадов и каналов сводятся на конденсаторах фильтра высокого анодного. Методом тыка на шасси была определена точка общего заземления усилителя, она оказалась в центре рядом с сетевым переключателем. В эту же точку припаялся конец от экранирующей обмотки силовика. Кстати, наличие этого соединения, в плане фона, ощутимо на слух. В нижнюю крышку шасси я врезал два небольших плоских вентилятора (12Вх170мА) для обдува панелек 6С33С-В.

↑ Включение и настройка

Включение начинается с установки ручки переключателя сети в положение “прогрев”. На все цепи схемы подаются половинные напряжения питания. Лампы предварительно прогреваются и минут через десять можно подавать полное питание. В процессе дальнейшего прогрева регуляторами “баланс нуля” по приборам ставим ноль на выходе. Хочу заметить, что после получасового прогрева гуляния анодных токов 33-х ламп устаканиваются, и, сделав последнюю подстройку баланса нуля, можно слушать музыку. Собственно особой настройки не требуется, надо проверить номиналы напряжений и токов, указанных на схеме, и подобрать правильные режимы работы ламп – подбор резистора в катоде ФИ и установка напряжения смещения ОК подстроечным резистором стабилизатора.

↑ Прослушивание

Нагрузил усилитель на АС на 2А12-У4. Предварительного усилителя и регуляторов тембра у меня пока нет, поэтому прямо с виниловой вертушки (вых.~250мВ) подал сигнал. Сравнивал звучание с транзисторной “Радиотехникой” при отключённых темброблоке и тонкомпенсации. Даже своим среднестатистическим слуховым аппаратом учуял, что ламповый звук лучше твёрдотельного – более живой и естественный. Чувствуется хорошая динамика 33-х триодов. Если в динамиках прослушивается фон, можно попробовать поменять между собой концы обмотки ~70в в выпрямителе одного из плеч.

↑ В планах

Хочу в дальнейшем поэкспериментировать, вместо OTL использовать дроссельную и автотрансформаторную связь с нагрузкой. Сейчас я в поиске железа от ТС-180 или ТС-250. Поэтому, как будут результаты изысканий по этой теме, я продолжу свою статью.

↑ Заключение

Делая выводы о том, плохие циклотроны или хорошие, не доверяйте расхожим чужим мнениям знатоков из глянца, соберите сами и сравните. Почитайте историю создания и развития (а точнее коммерческого забвения) циклотронов.
Как говорится, на вкус, звук и цвет товарищей нет.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации