«SPRING» - триодный усилитель на лампах 6Н13С

Чисто триодный усилитель с претензиями на истинный High–End.

Почему именно триоды?
Во-первых, триод это действительно классика – прародитель всех электровакуумных приборов.
Триоды по сравнению с пентодами имеют меньшее усиление, но и меньшее внутреннее сопротивление.
Первое требует большего усиления предварительных каскадов (что в принципе не слишком сложная задача), а второе — благоприятно сказывается на улучшении демпфирования выходного трансформатора.

↑ Идея

Идея создания конструкции усилителя с действительно классическим ретро звучанием зрела давно. Но идея сформировалась полностью, когда при переборке старого склада обнаружил триоды 6Н13С.

С лампами определились. Следующий вопрос, который до сих пор не имеет однозначного ответа двухтактный или однотактный (представляю, сколько будет комментариев относительно этого вопроса). Выскажу свое мнение. Для меня решающим аргументом как не парадоксально было, что в наши дни сложно найти высокочувствительную акустику.

Значит, нужна мощность. Работа в параллель это уже метод, а не принцип. Еще учтем, что триоды обладают худшим КПД по сравнению с пентодами. И окончательно, доводом в пользу выбора двухтактного каскада на триодах стал тот факт, что в спектре гармоник триода наиболее значимой является четная вторая гармоника при гораздо меньшей нечетной третьей. Учитывая, что в двухтактном выходном каскаде четные гармоники выходных ламп в значительной степени компенсируются, нетрудно сделать вывод.

↑ Схема

Рассмотрим некоторые особенности схемного решения. Схема не претендует на особую оригинальность, все решения неоднократно описывались в литературе. Но в процессе сборки приходилось неоднократно менять даже принцип. Не все получалось, как задумывалось. Блок питания согласно концепции выполнен на кенотронах. Выбор смещения был выбран автоматический, причем раздельный для каждой лампы (R19-C7, R20-C8). Это позволяет не так тщательно подбирать лампы и следить за током в процессе старения. Режим ламп выходного каскада Ua=270В Ia=70 мА (режим класса А).

Обычно предвыходной каскад является фазоинвертором, но в связи с тем, что выходной каскад имеет малый коэффициент усиления, требуется повышенное напряжение на управляющих сетках. В связи с этим в данном случае предвыходной каскад (V2A, V2B) также выполнен по схеме симметричного двухтактного усилителя с общим катодным резистором R14.
Достоинство такого каскада заключается еще и в том, что благодаря противофазности переменных составляющих катодных токов V2A и V2B переменное (звуковое) напряжение на резисторе R14 отсутствует и поэтому нет необходимости шунтировать его электролитическим конденсатором.

Еще одно оригинальное решение, которое мне очень понравилось, было подсмотрено у Уйм де Джэгера («Elektor Electronics» №6/ 2007, с. 38-44). Гибридное «автофиксированное» смещение. Подача напряжения от отрицательного источника – 50В через резистор R11 и от общего провода через R14 увеличивает эффективное напряжение питания этого каскада и позволяет ему без ограничения развивать на анодах до 70В переменного звукового напряжения (среднеквадратическое значение).

Входной каскад на V1A, V1B выполнен по схеме дифференциального усилителя. У полной симметрии всех каскадов по анодным цепям есть и еще одно положительное качество — хорошая компенсация пульсаций и помех анодных напряжений питания. Выключатель S1 позволяет замыкать или размыкать цепь общей ООС глубиной 10 дБ, что дает возможность на слух выбрать наиболее приемлемое для акустики и ушей звучание.

↑ Оживление проекта

И так приступаем.

Не смотря на простоту схемного решения, воплощение в жизнь проходило как ни когда с проблемами. Относительно большие токи, значительная рассеиваемая мощность на элементах, постоянно требовало вносить коррективы в проект. Вначале планировалось выполнить блок питания на одном кенотроне 5Ц3С.

Но из-за огромного падения напряжения и предельного режима работы лампы пришлось отказаться от такого могучего кенотрона. Пришлось применить два (в параллель) 5Ц4С. Но как говорится, что не делается все к лучшему. 5Ц4С позволяет подачу анодного напряжения без предварительного прогрева, что позволило отказаться от схемы задержки или дополнительного выключателя анодного напряжения. Расчетная мощность катодных резисторов 6Вт так же не выдерживала теплового режима.
Пришлось применить остеклованные 25Вт.

Но загадочней всего была работа силового трансформатора ТС-180. При оптимальных токах и нагрузках его нагрев был предельный. Предвкушая, советы и предположения скажу, что варианты были опробованы практически все, от замены магнитопровода до перемотки. Потребляемый ток под нагрузкой 0,8А по этикетке 0,85А нагрев предельный – мистика! Меняем конструктив ставим вентилятор. Все в норме, даже оригинально.

Но что это мы о грустном. Главное схема работает, практически без наладки выдает заявленные параметры. Элементарнее соблюдение правил монтажа, фон наводки отсутствуют.

Впервые применил гибридный монтаж – основные элементы расположены на планке выполненной печатным способом, а соединения с панельками навесными проводниками. По честному, классический навесной монтаж проще и менее проблематичней.
Ну и как обычно задержка с дизайном и изготовлением корпуса.

↑ Выходной трансформатор ТВЗ

Трансформаторы, считаю и мотаю сам.
Моточные данные и топологию намотки прилагаю.

↑ И вот, что получилось.

Вечерний сюжет.

↑ Технические параметры усилителя «SPRING»

Рвых…………………..…. 2×10Вт
Rн………………………..4Ом; 8Ом
Fн — Fв без ООС……….. 15Гц – 18кГц
Fн — Fв с ООС………… 15Гц – 35кГц
Кг без ООС……………… 0,5%
Кг с ООС……………… 0,25%
Uвх без ООС…………….. 300 мВ
Uвх с ООС…………….… 800 мВ

↑ Финальные аккорды

Логическим завершением конструкции является субъективная оценка качества звучания.
Аппарат незамедлительно был доставлен к спецам. „Корифеи“, как и следовало ожидать вначале, раздолбали как дизайн так и конструктив (ну на то они и „корифеи“). То железа пожалел то вентилятор надо ставить не меньше как за 10$, ну понятно я к этому уже отношусь спокойно. Ну наконец усилитель заиграл. По отвлеченным дифирамбам о триодном звуке я понял, усилитель удался. Особенно впечатляет звучание без ООС, поражает динамика звука. С ООС звук более ровный, но создается впечатление некоторой зажатости (по ламповым меркам).

Повторяясь скажу, большое значение имеет качество фонограммы. Особое наслаждение доставляет прослушивание оригинальных CD с глубоким динамическим диапазоном – джаз, рок. Как не банально звучание «Abbey Road» Beatles навеяло столько ностальгически чувств описать трудно. К сожалению не удалось послушать на раритетной акустике (ушли к новому хозяину) открытого типа (аналог акустики „Симфония 2») без всяких фазоинверторов и мешков с ватой на динамики 6ГД2. По мнению спецов такой дуэт дал бы незабываемый звук.

В заключении вердикт: «SPRING» — усилитель достойный повторения.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации