Асимметричный ламповый усилитель на лампе 6C33C на фанере


Grzegorz "gsmok" Makarewicz, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. (слегка завершенное описание с 2006 года)

Долгое время я планировал сделать усилитель на знаменитом «маленьком дьяволе» - лампе 6C33C. Я слышал много противоречивых мнений об этой трубе. Основным недостатком является нестабильность его параметров во времени. Изменение значения тока анода при работе вакуумной трубки без подогрева является постоянной темой почти каждого дискуссионного форума, посвященного вакуумным трубкам. При всей своей химерности эта вакуумная трубка таинственным образом привлекает дизайнеров. Почему? Я не знаю. Наверное, у каждого, кто что-то делал, были свои причины. У меня есть несколько причин. Я упомяну одну - эта трубка выглядит великолепно, а эти три дьявольских рога - великолепны !!!

Некоторое время назад я услышал от друга, что его друг видел в гостиной своего друга простой усилитель на лампе 6C33C. Видимо это звучало замечательно. Этот мой друг решил сделать себе такой же усилитель и для этого приобрел схему схемы усилителя. Принципиальная схема длилась два года, пока не попала в мои руки. Там нет откровений в конструкции системы усилителя. В интернете много таких схем. Тем не менее, это не является недостатком для тех, кто хотел бы построить усилитель в соответствии с проверенной электронной системой.

Немного под давлением друга, уже упомянутого дважды, я решил послушать усилитель на лампе 6C33C лично. Мне потребовалось некоторое время, чтобы собрать необходимые элементы, но, наконец, я начал работать.

Я начну это описание с того момента, как смог запустить такой усилитель, выполненный в виде прототипа на куске фанеры. Таким образом, есть вероятность, что это не закончится описанием борьбы с усилителем, но будет хорошим, чтобы представить его окончательный вариант, подходящий для размещения на полке.

По мере строительства, описание будет последовательно обновляться. Я также изменю описания, уже предоставленные. По этой причине я время от времени рекомендую тем, кто заинтересован, не только ознакомиться с новыми фрагментами текста, но и проверить, были ли внесены существенные изменения в предыдущие тексты.

Все заинтересованные в описании приглашаются на форум Trioda. Я инициировал там тему об этой конструкции. Это доступно в : http://www.trioda.com/php/forum/viewtopic.php?t=1300.

Общие замечания о конструкции усилителя

Я решил собрать прототип усилителя на фанере. Каждому каналу усилителя нужны две отдельные базы - одна для источника питания и одна для самого усилителя. Вместе это дает значительное количество четырех фанерных стендов. Хотя это всего лишь прототип, я решил собрать его максимально аккуратно. Во-первых, он будет использоваться для многих исследований и экспериментов, во-вторых, система усилителей имеет высокое напряжение и должна быть правильно собрана в целях безопасности. Подробности реализации монтажных основ проиллюстрированы ниже соответствующими фотографиями.


В качестве материала для монтажной базы вы можете выбрать дерево или фанеру. Я выбрал фанеру, потому что при меньшей толщине (около 10 мм) она обеспечивает лучшую жесткость. Это немаловажно, учитывая, что к нему будут прикручены действительно тяжелые элементы. Чтобы основание можно было легко перемещать вокруг стола, я решил оснастить его колесами.

Я использовал самые дешевые диски, доступные в "Praktiker". Они маленькие, но крепкие. Единственным их недостатком является то, что они выступают со стороны, с которой они привинчиваются к основанию. Следовательно, они не могут быть прикреплены непосредственно к фанере, так как это будет препятствовать им и не будет выполнять их функции.


Но для чего нужны инструменты. Используя видимую мини-дрель, оснащенную небольшим валиком с наждачной бумагой, я «фрезеровал» отверстия для колес.


Это неподвижное колесо. Крепление осуществляется с помощью двух шурупов. Здесь вы можете увидеть преимущество легкого крепления различных элементов к основанию. Если вы ошиблись в установке элемента, просто переместите его и закрутите винты в другом месте. Быстро и просто.


А вот и вся база, готовая к установке усилителя или блока питания.


Теперь пришло время подготовить способ ремонта электронных компонентов. Для этой цели могут использоваться общедоступные клеммные колодки. Я выбрал кольцевые клеммы и клеммные колодки, соответствующие так называемым автомобильным разъемам.


Преимущество разъемов и метода монтажа с помощью винтов заключается в том, что в зависимости от ваших потребностей вы можете делать точки пайки с таким количеством петель, сколько нам нужно в настоящее время.


Также возможно соединить различные типы клемм в одной точке с помощью завинчивания. На фото есть несколько примеров.

Источник питания

Принципиальная схема блока питания усилителя приведена на рисунке. Как маньяк электронных ламп, я с сожалением признаю, что в источнике питания используются полупроводниковые компоненты.

Принципиальная схема блока питания

Как видите, блок питания является основным компонентом усилителя с точки зрения количества используемых компонентов. Помимо функциональных соображений, можно даже сказать, что усилитель является лишь небольшим дополнением к расширенному источнику питания. А теперь серьезно. Хотя это прототипная система, стоит потратить немного усилий, чтобы элементы, используемые для подключения источника питания к сетевому напряжению, были надежно и надежно закреплены. Это относится к розетке, предохранителю и выключателю. Я действительно не могу исправить эти элементы с помощью метода «паук». Возможность быстрого выключения усилителя без нервного поиска, где находится переключатель, переоценивать не стоит.


Разъем для подключения кабеля питания со встроенным предохранителем [3] и выключателем питания [2] будет установлен на специальном алюминиевом кронштейне [1]. Я использовал лист толщиной 1 мм с правильно вырезанными отверстиями.


Согните металлический лист (например, в тиски) таким образом, чтобы образовался кронштейн, который позволяет привинтить его к основанию.


Вот так выглядит готовый кронштейн с настенной розеткой с предохранителем и выключателем питания.

Я начал правильную сборку блока питания с входных элементов блока питания, то есть трансформатора и его «окружения». Эти элементы показаны на принципиальной схеме ниже.


Трансформатор и защитные элементы

Я использовал тороидальный трансформатор в блоке питания, который я просто прикрутил большим винтом для дерева. Я использовал стандартные (в комплекте с трансформатором) крепежные элементы в виде резиновых прокладок и металлических пластин, прижимающих трансформатор к основанию.

А теперь так называемая система «мягкого старта». Хотя тороидальный трансформатор имеет относительно небольшую мощность, но, учитывая, что при использовании системы электропитания его часто будут включать и выключать, я решил добавить эту систему.

Время для следующего пункта. Я прикрутил к основанию ранее описанный кронштейн с розеткой, предохранителем и выключателем питания.

Вот вид трансформатора и связанных с ним компонентов со стороны, с которой можно видеть выводы системы плавного пуска. Здесь вы также можете увидеть, насколько крепко прикручены кронштейн с выключателем и розетка (три винта с широкими головками)

Время подключать прикрепленные компоненты. После подключения выключателя питания и системы плавного пуска к трансформатору я также подключил все вторичные обмотки трансформатора к наконечникам для пайки. Поскольку неизвестно, как долго в будущем понадобятся провода для намотки, я не обрезал их по размеру, а согнул их в петлю (отсюда со вкусом согнутые разноцветные провода).

После завершения этого этапа подключения, я провел контрольные измерения напряжений вторичной обмотки (нумерация согласно принципиальной схеме):

  • I: 8.65V
  • II: 13.3V
  • III: 82V
  • IV: 335V
  • V: 196V.

Вот детали подключения к розетке, выключателю и системе плавного пуска. Я использовал разъем для штырьков, которые дополнительно защищены изоляционными крышками. Таким образом, невозможно случайно коснуться проводом под напряжением рукой.
Безопасность превыше всего !!!


Вот фотография, показывающая в увеличенном масштабе, как провода вторичной обмотки силового трансформатора были спаяны.


Теперь пришло время для последнего тяжелого элемента блока питания - дросселя [DL1]. Таким образом, на сборочной базе у меня уже есть все детали, которые требуют других трудоемких сборочных операций, чем просто пайка перед монтажом.

На данный момент я должен оправдать себя в отношении профессионалов с большой практикой, которые, используя монтаж на шасси, рекомендуют привинчивать тяжелые элементы в самом конце. В этом случае все остальные элементы будут установлены сверху основания (а не снизу, как на традиционном шасси), и, кроме того, у моей базы есть колеса.


Перед установкой отдельных блоков питания я установил все выпрямительные мосты. Они обозначены в соответствии с принципиальной схемой как M1, M2, M3 и M4.

Напряжения, измеренные на выходах моста (без нагрузки и без фильтрующих мощностей):

  • M1: 10.3V
  • M2: 73V
  • M3: 316V
  • M4: 186V.


На фото выше показаны детали сборки моста M1 и M2.


И здесь показаны диоды, образующие мосты М3 и М4.

Время устанавливать отдельные секции БП. Начнем с источника питания постоянного тока, предназначенного для питания нити накала входного каскада усилителя. Принципиальная схема блока питания показана на рисунке ниже.


Принципиальная схема источника питания 6N1P накаливания

Список элементов:

  • M1 - KBL04
  • U1 - 7806
  • C1 - 4700µF / 16V
  • C2 - 1µF / 63V
  • C3 - 4700µF / 16V
  • C4 - 1µF / 63V

На фото показаны все элементы блока питания, генерирующие напряжение накала U1 на выходе. Обозначения элементов соответствуют представленной принципиальной схеме.

Измерение напряжения холостого хода показало, что напряжение на конденсаторе С1 составляет 10,3 В, а напряжение U1 составляет 6,08 В.

Перейдите к следующему разделу, то есть к напряжению накала для силовой трубки 6S33S. Напряжение накала берется непосредственно из обмотки II силового трансформатора. Он был подключен к выходному разъему U2 витой двойной изоляцией. Чтобы кабель не застрял на фанере, его приклеили к основанию в двух точках [P1] и [P2] с помощью клеевого пистолета.

Третий раздел источника питания - это напряжение, используемое для начальной отрицательной поляризации трубчатой сетки 6C33C. Схема электропитания показана на рисунке ниже.


Схема системы питания отрицательного напряжения для поляризации сетки электронной трубки 6C33C

Список элементов:

  • M2 - 200V / 1A
  • T1 - BD244
  • DZ1 - 90V
  • R1 - 4K7
  • R2 - 4K7
  • R3 - 4K7
  • PR1 - 4K7
  • C5 - 100µF / 160V
  • C6 - 10µF / 160V
  • C7 - 10µF / 100V
  • C8 - 1µF / 100V

Вот как был собран блок питания. Отдельные элементы были отмечены так же, как на принципиальной схеме.

Время сделать вдох. Это база, на которой у нас уже есть три напряжения (U1, U2 и U3), необходимые для питания схемы усилителя.

 

Четвертая секция блока питания представляет собой систему, которая подает анодное напряжение на трубку 6N1P. Схема питания анода показана на рисунке ниже.


Принципиальная схема анодного источника питания 6Н1П

Список элементов:

  • M3 - BY55 / 200pF x 4
  • T2 - MJE13005
  • D1 - 1N4007
  • DZ2 ... DZ5 - 100V / 1.3W
  • R4 - 20 / 5W
  • R5 - 10K / 2W
  • R6 - 4K7
  • C9 - 220µF / 500V
  • C10 - 100nF / 1000V
  • C11 - 220µF / 500V
  • C12 - 100nF / 1000V
  • C13 - 22µF / 450V
  • C14 ... C18 - 100pF


Это блок питания, собранный на базе. Обозначения элементов соответствуют принципиальной схеме.

Электролитические конденсаторы С9 и С11 были приклеены к основанию клеевым пистолетом. Следующая фотография показывает больше деталей сборки.

Пятая и последняя секция блока питания - это система подачи напряжения на анод трубки 6C33C. Принципиальная схема блока питания показана на рисунке ниже.


Принципиальная схема анодного источника питания 6S33S

Список элементов:

  • M3 - четыре диода BY55 с шунтирующими конденсаторами 200 пФ
  • Dl1 - дроссель 10H / 300mA
  • C19 - 680µF / 350V
  • C20 - 0.1µF / 1000V
  • C21 - 680µF / 350V
  • C22 - 0.1µF / 1000V

Это анодный источник питания 6C33C. Конденсаторы С19 и С21 состоят из нескольких (по 4 на каждую емкость) электролитов, соединенных параллельно.

После запуска всех секций блока питания подключите их заземление к одной общей точке. Это позволит вам легко соединить точку заземления всего блока питания с одной точкой заземления усилителя. Я советую не использовать много комбинированных масс в разных точках (этот подход часто приводит к проблемам с гулом). Способ подключения заземления блока питания показан на фото. Массы выполняются с помощью кабеля в зеленой изоляционной оболочке.

После испытаний с усилителем я сделал три небольших изменения в описанной конструкции блока питания. Они не нужны, но для полного описания я их кратко изложу.


Модификация 1
Поскольку я использовал довольно маленький радиатор, чтобы уменьшить потери мощности на стабилизаторе напряжения нагревателя электронной трубки 6N1P-EW между мостом выпрямителя и стабилизатором, я поместил резистор 1 Ом - на фотографии он помечен символом R


Модификация 2
На дискуссионном форуме Triode была тема о положительной (с точки зрения безопасности) роли электролитических конденсаторов с шунтирующими резисторами в высоковольтных источниках питания. Я знал это, но мне нужен был серьезный «удар», чтобы оценить тот факт, что напряжение на конденсаторах может быть опасным даже после долгого времени после отключения источника питания. Поэтому я перешагнул конденсаторы с анодным напряжением питания 6N1P-EW резистором 200К (элемент обозначен как R)


Модификация 3
По тем же причинам я обошел электролитические конденсаторы в источнике напряжения анодного напряжения 6C33C-B (резистор R 100 кОм).
Я не использовал никакого дополнительного шунтирования в источнике питания отрицательного напряжения трубчатой решетки, потому что оно играет такую роль достаточно эффективно: монтажный потенциометр PR1 и резистор R3, показанные ранее на схематической диаграмме этой силовой секции.

Усилитель

Принципиальная схема усилителя приведена на рисунке. Это «минималистская» конструкция, содержащая только две электронные трубки.


Принципиальная схема усилителя

Значения используемых элементов. Во время исследования усилителя некоторые значения изменились, и это все еще актуально сегодня. Это не большая разница, но я бы хотел, чтобы человек, создающий такой усилитель, знал об этом. Я стараюсь сделать значения, представленные в таблице ниже, как можно более актуальными.

Для более мощных резисторов я указал в скобках [] приблизительное значение напряжения, которое указано на их клеммах. Это позволяет легко определить необходимую мощность.

Символ Значение Символ Значение
C1 0,1uF/1000V (MKP) R4 470KΩ
C2 0,1uF/1000V (MKP) R5 560Ω
C3 0,1uF/1000V (MKP) R6 28KΩ (2x56 кОм параллельно) [155V]
C4 0,1uF/1000V (MKP) R7 1KΩ
C5 100uF/400V (elekctr.) R8 130KΩ
C6 0,1uF/1000V (MKP) R9 220KΩ
C7 100uF/400V (electr.) R10 не обязательно
R1 470KΩ R11 110K [130V]
R2 2K2 RP 1Ω/5W неиндуктивный
R3 100KΩ [120V] P1 10KΩ (потенциометр)

Установка усилителя лучше всего начинать с планирования и крепления самых крупных компонентов. В данном случае это трансформатор динамика [TG1], разъем для трубки 6S33S [V2] и разъем для трубки 6N1P [V1]. Кроме того (как вы можете видеть на фотографии ниже) я установил входной разъем [WE], выходные разъемы [WY], резистор [Rp], используемый для измерения тока анода трубки 6S33S, и паяные клеммы, к которым подключен усилитель. Напряжение питания будет подключено [U1], [U2], [U3], [U4] и [U5]

 


Это основание усилителя снизу после монтажа розеток, трансформаторных и ламповых розеток. Четыре колеса также видны, что позволяет ему перемещаться по поверхности без подъема.


На следующих фотографиях я представил детали монтажа ранее упомянутых элементов.
Рядом с ним вы можете увидеть входной разъем [WE] и основание трубки [V1]


Гнездо трубки [V2] крепится к таким алюминиевым проставкам.


Вот как входные гнезда [WE] и трансформатор динамика [TG1] прикручиваются к основанию


Проверив правильность монтажа основания [V2], я открутил его и спаял все элементы, идущие к клеммам гнезда трубки 6S33S. Это:
[A] - анодный вывод напряжения
[Ż] - [Ż] - нити накала
[K] - катодный соединительный кабель
[R7] - сетчатый резистор


После пайки элементов на клеммы трубки 6C33C я снова прикрутил ее. Теперь возможна сборка других компонентов, взаимодействующих с трубкой (например, соединение с катодом измерительного резистора Rp), даже если основание навинчено.


Я использовал аналогичную процедуру для трубки 6N1P. Прежде чем прикручивать к деревянной пластине, я спаял все элементы и соединительные кабели с ножками гнезда noval. На фото показан вид снизу. Обозначения элементов соответствуют принципиальной схеме.

Закрутив розетки, я начал окончательную разводку усилителя. На фото (ниже) представлены все детали, необходимые для его реализации. В дополнение к элементам, установленным на патрубках, на фанеру помещены элементы анодного фильтра питания входного каскада усилителя (C4, C5, C6, C7 и R11). Резистор глобальной отрицательной обратной связи (R9) не подключен к вторичной обмотке трансформатора динамика. Эта операция должна выполняться при запуске усилителя.

 


И так выглядит весь усилитель, прежде чем вставлять трубки в розетки ...


... и после установки электронных ламп.

Перед запуском усилителя осталось только подключить его к источнику питания. Так выглядит полностью собранный канал (источник питания слева, усилитель справа).

Результаты измерений образца

Здесь я постепенно выкладываю результаты измерений параметров усилителя. Пока это только результаты. Я постараюсь добавить описания и мнения к ним после игры с измерениями.


Амплитудные и фазовые характеристики в диапазоне частот 0-25,6 кГц. Показания на 20 кГц. (система без коррекции и обратной связи, входной сигнал - белый шум 10 мВ, анодный ток 6C33SCtube Ia = 155 мА)


Амплитудные и фазовые характеристики в диапазоне частот 0-50 Гц. Показания для 13 Гц. (система без коррекции и обратной связи, входной сигнал - белый шум 10 мВ, ток анода трубки 6C33S Ia = 155 мА)


Диаграмма Найквиста (система без коррекции и обратной связи, входной сигнал - белый шум 10 мВ, ток анода трубки 6C33C Ia = 155 мА)


Сигнал на входе (верхний график) и на выходе (нижний график), (система без коррекции и обратной связи, синусоидальный входной сигнал 1 кГц, короткое замыкание P1 / прибл. 0 К, ток анода трубки 6C33C, Ia = 155 мА)


Сигнал на входе (верхний график) и на выходе (нижний график), (система без коррекции и обратной связи, синусоидальный входной сигнал 1 кГц, P1 около 10 К, анодный ток трубки 6C33C, Ia = 155 мА)


Гармонические искажения (система без коррекции и обратной связи, синусоидальный входной сигнал 1 кГц 10 мВ, выходной сигнал 140 мВ, P1 около 5 К, анодный ток трубки 6C33C, Ia = 155 мА)


Гармонические искажения (система без коррекции и обратной связи, синусоидальный входной сигнал 1 кГц 62 мВ, выходной сигнал 700 мВ, P1 около 5 К, анодный ток трубки 6C33C, Ia = 155 мА)


Гармонические искажения (система без коррекции и обратной связи, синусоидальный входной сигнал 1 кГц 128 мВ, выходной сигнал 1,41 В, P1 около 5 К, анодный ток трубки 6C33C, Ia = 155 мА)


Гармоническое искажение. Входной сигнал 1 кГц

Прототип на стальном шасси

 

Разработка текста: Grzegorz "gsmok" Makarewicz,  www.grzegorz-makarewicz.plwww.trioda.com