Еще одни грабли. Продукт известного происхождения.

В марте этого года в процессе настройки очередной акустической системы на 4xTB1772 для более точной отладки мне был прислан усилитель, в комплекте с которым предполагается дальнейшая эксплуатация акустики. Подход очень верный – поскольку в том, что усилители моей конструкции будут отлично звучать с акустикой моей конструкции – я не сомневаюсь. А вот насчет других – 100% гарантии я дать не могу. 🙂

По всей видимости усилитель был приобретен на avito. Вот фото с этой популярной торговой площадки, внешний вид изделия вполне узнаваем.

По звуку – в целом и общем он лучше, чем у многих транзисторных усилителей 🙂  Из очевидных недостатков – плоская и невыразительная, смазанная “сцена” на СЧ, довольно однообразный тональный баланс и фатально сглаженная, полусонная “динамика” – звук мне показался слишком “медленный” даже для женского джаза 🙂 Мой опыт говорит от том, что лампа 300В может (и должна) звучать гораздо интереснее.

Что-же – заглянем внутрь –

Схема конструкции –

Итак – усилитель – двухкаскадный, первый каскад на пентоде 6Ж52П в триодном включении, с резистивной анодной нагрузкой и катодным автосмещением. Напряжение смещения первого каскада = 1.2V, это значит, что максимальное входное напряжение ограничено на уровне ~ 1.2*0.7 = 0.84V RMS, при большем входном напряжении каскад начнет работать с сеточным током, что приведет к росту уровня искажений. Расчетный коэффициент усиления каскада ~ 65, что при входном напряжении 0.84V RMS позволит получить на выходе 0.84*65 = 54.6V RMS (~ 75V Peak), что в общем-то вполне достаточно для “раскачки” такой выходной лампы, как 300В. Измеренный коэффициент усиления реального каскада составил =68, максимальное выходное напряжение (без лампы второго каскада) = 74V RMS, что даже несколько лучше расчетных значений.
Второй каскад – на прямонакальном триоде 300В, с трансформаторной нагрузкой и фиксированным регулируемым смещением, что позволяет устанавливать и подстраивать ток рабочей точки каскада в желаемых пределах. Связь между каскадами – емкостная, номинал межкаскадного конденсатора = 0.33uF (конденсатор “бутерброд”, то есть составлен из двух конденсаторов разного типа). Номинал резистора утечки сетки лампы 300В выбран = 470кОм, что необычно много для каскада с фиксированным регулируемым смещением. На мой взгляд, такой номинал потенциально может привести к “саморазогреву” лампы на пиках сигнала при длительной эксплуатации усилителя и (или) при “старении” лампы выходного каскада. Номинал резистора утечки сетки можно было бы уменьшить, но для сохранения полосы и минимального фазового сдвига в области НЧ одновременно требуется увеличить номинал межкаскадного конденсатора – что, по всей видимости было сделать затруднительно по тем или иным причинам. Отрицательное напряжение смещение на сетке лампы 300В регулируется в пределах -62…-85V, что позволяет установить ток покоя каскада в дипазоне примерно от 30 до 80mA. При анодном напряжении = +350…+360V это хороший, “безопасный” режим работы 300В. Срок службы при работе лампы в таком режиме будет долгим, но, конечно выходная мощность каскада при этом будет меньше “ожидаемой”.
Выходной трансформатор усилителя имеет сопротивление  первичной обмотки постоянному току= 270 Ом, сопротивление постоянному току вторичной обмотки ~ 0.9 Ом, что несколько больше ожидаемого.  Для 300В было бы оптимально, чтобы сопротивление первичной обмотки выходного трансформатора не превышало бы 200 Ом, а вторичной обмотки ~ 0.5 Ом, это позволило бы получить лучший КПД каскада (выходная мощность была бы выше) и меньшее выходное сопротивление. Коэффициент трансформации выходного трансформатора = ~ 31, что при подключении на вторичную обмотку нагрузки сопротивлением 5 Ом дает расчетное значение Ra ~ 4.8 кОм. С учетом сопротивления первичной обмотки постоянному току можно считать Ra = ~ 5 кОм. Измеренное выходное сопротивление каскада при этом составляет ~ 2.4 Ом, максимальная выходная мощность ~ 4W.  Совершенно очевидно, что сопротивление постоянному току обмоток выходного трансформатора слишком велико.
Блок питания усилителя – трансформаторный, с выпрямителем анодного напряжения на кенотронах. Накальные цепи первого каскада питаются напряжением переменного тока, накальные цепи выходного каскада – выпрямленным напряжением постоянного тока. Помимо этого, у трансформатора есть дополнительные обмотки для питания выпрямителя напряжения смещения и выпрямителя для питания модулей дистанционного управления громкостью и модуля стрелочных индикаторов уровня. Все эти выпрямители выполнены по простой мостовой схеме с одним фильтрующим конденсатором, без дополнительных балластных/фильтрующих RC цепочек. Выпрямитель анодного напряжения выполнен по схеме с конденсатором на входе и LC фильтром. Напряжение питания первого каскада дополнительно фильтруется RC фильтром. Я не могу назвать вариант размещения всех служебных обмоток на одном трансформаторе – разумным. Для уменьшения взаимовлияния и взаимопроникновения помех от пиков зарядных токов мостовых выпрямителей было бы правильным разместить часть обмоток (например для питания накалов выходных ламп) на отдельном трансформаторе и применить дополнительные балластные/фильтрующие RC цепи хотя бы в выпрямителе источника питания накала ламп выходного каскада. На мой взгляд, величина помех и их проникновение между каналами были бы существенно (на 15…20dB) меньше при питании накалов ламп выходного каскада стабилизированным напряжением постоянного тока. Или, как самый простой, но хороший по “звуку” вариант – переменным напряжением с “центровкой” накала низкоомными подстроечными резисторами для минимизации помех. Ну и конечно – выбор конструктива силового трансформатора на броневом сердечнике ТС-250 – без экранирующих обмоток, без пропитки – как-то плохо сочетается со стремлением получить хороший звук. И таки да – расположение силового трансформатора на правом крае шасси и фильтрующих дросселей под ним, рядом с выходным трансформатором правого канала – совершенно не оптимально как в плане уменьшения уровня наводок и помех, так и в плане оптимального, симметричного монтажа стереоусилителя. И кстати – насчет примененных комплектующих – ну никак они не соответствуют “статусу” лампы 300В.

В ходе обсуждения с заказчиком было принято решение о некоторой доработке с сохранением всех функциональных особенностей и внешнего вида, но с полным пересмотром внутреннего содержимого. Усилитель на 300В должен звучать как полагается 🙂

Что сделано в ходе доработки:

  • В рамках возможностей корпуса 🙂 пересмотрена концепция монтажа – трассировка общего сделана шиной, изменено расположение фильтрующих конденсаторов и резисторов нагрузки первого каскада, фильтрующие емкости в питании первого каскада были разделены на две части – первая емкость рядом с дросселями фильтра, вторая – непосредственно рядом с каскадом.  Убраны многочисленные монтажные планки, таким образом число переходных соединений значительно уменьшилось.
  • Заменены почти все сигнальные и вспомогательные проводники (за исключением цепей накала), проводники в цепях накала были свиты более плотно.  Заменены проводники, подключающие в схему первичную и вторичную обмотки выходных трансформаторов. Накальные обмотки трансформатора питания для ламп драйверного каскада “отцентрованы” резисторами, средняя точка заземлена. Это существенно снизило уровень наводок и помех в накальных цепях.
  • Заменены все резисторы в фильтрующих и сигнальных цепях. Я применил Panasonic и Vishay Dale (NOS). Резисторы во вспомогательных цепях (индикация, комутация реле, ДУ) остались те же.
  • Заменены почти все конденсаторы в фильтре цепей питания, остался только первый конденсатор CLC фильтра выпрямителя и конденсаторы в фильтре в источника напряжения смещения. Я применил Panasonic и Jensen.
  • Межкаскадные полипропиленовые конденсаторы были заменены на “фольга+бумага+масло”, я применил “наши” К-40У9 (NOS) военной приемки.
  • Крепеж элементов был выполнен при помощи высокачественных клеевых площадок и хомутов, термоклей был полностью убран.
  • Схема была немного доработана – пересчитан и скорректирован режим работы первого каскада, пересчитаны входные цепи выходного каскада. Для улучшения термостабильности режима в выходной каскад добавлена цепь автоматического смещения. Доработаны цепи регулировки смещения – теперь регулировка происходит более плавно и в более широком диапазоне.


В результате – усилитель “запел” 🙂 Тембры стали естественно-привычные, звучание приобрело насыщенность, динамику и объем. Теперь уже слышно, что это усилитель на 300В. На мой взгляд – это максимально-минимальная 🙂 доработка конструкции – без замены ламп и трансформаторов, без доработки шасси.

Схема конструкции после доработки –

Собственно, новая схема не очень сильно отличается от старой. 🙂 Напряжения в скобках /+332V (например)/ – это напряжения под нагрузкой, то есть с установленными лампами выходного каскада и с током покоя = 80 mA на канал. Напряжения под нагрузкой зависят от типа и характеристик примененного кенотрона и могут отличаться от указанных на 20…30 Вольт.
Усилитель по-прежнему двухкаскадный, первый каскад на пентоде 6Ж52П в триодном включении, с резистивной анодной нагрузкой и катодным автосмещением. Я немного увеличил напряжение смещения первого каскада до +1.7… /+2.0V/, это значит, что максимальное входное напряжение увеличено до уровня ~ 1.7*0.7 = 1.2V RMS. Я так же увеличил сопротивление анодной нагрузки (до 11 кОм) и напряжение на аноде, теперь оно = +174…/+219V/. Это значит, что запас по максимальному выходному напряжению первого каскада стал больше, а линейность – лучше. Коэффициент усиления каскада ~ 67, что при входном напряжении 1.2V RMS позволяет получить на выходе 1.2*67 = 80V RMS (~ 113V Peak), что с большим запасом достаточно для “раскачки”  выходной лампы 300В. 
Второй каскад – на прямонакальном триоде 300В, с трансформаторной нагрузкой и с автоматическим регулируемым (комбинированным) смещением, что позволяет устанавливать и подстраивать ток рабочей точки каскада в желаемых пределах, сохраняя при этом стабильность рабочей точки лампы при возникновении сеточных токов при саморазогреве и (или) перегрузке.  Номинал резистора автосмещения = 100 Ом, он же используется как “контрольный” резистор, по падению напряжения на нем можно проконтролировать и установить ток покоя лампы выходного каскада. Контрольное напряжение в 1V соответствует 10 mA тока покоя, то есть при токе покоя = 80 mA напряжение на этом резисторе будет = +8V. Контрольные напряжения для каждого канала выведены на клеммы на задней панели усилителя.Связь между каскадами – емкостная, я применил конденсатор K40-У9 (фольга + бумага + масло). Номинал резистора утечки сетки лампы 300В был уменьшен до вполне безопасного значения  = 330 кОм. Отрицательное напряжение смещение на сетке лампы 300В регулируется в пределах примерно от  -40 до -80V, что позволяет установить ток покоя каскада в диапазоне примерно от 20 до 100 mA, рекомендовванный ток покоя = 75…80 mA При анодном напряжении = +340…+360V это по-прежнему хороший, “безопасный” режим работы 300В.
В блоке питания усилителя я заменил NoName конденсаторы фильтра питания на Panasonic и Jensen,  организовал и присоединил на общий “среднюю точку” напряжение питания накала ламп первого каскада. Это улучшило тембральный баланс и дало ощущение “динамики”, “подвижности” звука и уменьшило уровень проникновения помех из цепей накала.

Несколько фото –

Март-Апрель 2020 г. Владивосток

6 thoughts on “Еще одни грабли. Продукт известного происхождения.

  1. Здравствуйте,подскажите если для лампы при автоматическом смещении рекомендованный максимальный резистор утечки сетки 220кОм ,а при фиксированном 50кОм тогда какую величину резистора использовать при комбинированном смещении, и какое соотношение автоматического и фиксированного лучше выбрать.
    Спасибо.

    • Александр, добрый день.

      Это зависит от лампы, точнее от значения паразитного тока утечки первой сетки, то есть насколько сильно он возрастает при нагреве лампы. Пусть номинал резистора утечки сетки = 200 кОм, тогда ток сетки, который приведет к значительному изменению напряжения смещения – например на 10 Вольт будет Itc = 10/200 =0,05mA. Исходя из типовых характеристик мощных триодов и пентодов (тетродов) это довольно большой ток утечки первой сетки и такое его значение это скорее исключение, чем правило.
      Исходя из моего опыта, я бы сказал что близкие к этому значения тока первой сетки могут наблюдаться при большой наработке ламп (полной выработке геттера) и (или) при нарушении геометрии электродной системы и (или) нарушении вакуума. Если в усилителе предусмотрен периодический контроль и подстройка тока покоя ламп выходного каскада, то процесс старения ламп обычно удается вовремя отследить и принять соответствующие меры 🙂
      Поэтому в практическом смысле нет особой необходимости уменьшать резистор сетки до минимального справочного значения и можно выбрать более удобный номинал, принимая во внимание наиболее распространенные номиналы емкостей межкаскадных конденсаторов. Для большинства ламп номинал от 180 до 330 кОм вполне безопасен, при этом, доля автоматического смещения может составлять от 15 до 50%.

      Есть лампы очень чувствительные к “саморазогреву” – например 6С33С, 6С41С, 6П45С, некоторые экземпляры 6П20С – и конечно для таких ламп долю автоматического смещения нужно выбирать побольше, а номинал резистора утечки сетки – поменьше.

      С Уважением,

      Виктор

  2. Спасибо за подробный ответ,хотел бы уточнить, в суммарную величину резистора утечки сетки при фиксированном смещении нужно учитывать величину резисторов в делителе источника отрицательного напряжения? В моём усилителе на 6550 от сетки до “земли” идёт антизвонный резистор 1к, утечки сетки 100к, часть подстроечного резистора 20к(если принять что движок находится в среднем положении это 10к) и резистор под потенциометром 47к, в сумме получается 158кОм.
    Спасибо.

  3. Здравствуйте, подскажите в моём силовом трансформаторе есть отвод для фиксированного смещения ,но может быть установка отдельного трансформатора для фиксированного смещения оправдана для улучшения звучания , и какая схема выпрямителя предпочтительнее для звука : на одном диоде ,двухполупериодная со средней точкой или мостовая? Есть в наличии отдельный трансформатор с которым можно реализовать любую из вышеперечисленных схем,понимаю что потребление тока минимальное.
    Прочитал на одном сайте по поводу применения отдельного трансформатора для фиксированного смещения:

    “для смещения применил отдельный
    силовой трансформатор, что дает некоторую свободу маневра. Обычно обмотка смещения располагается на общем силовом трансформаторе, что делает усилитель на лампах более простым и дешевым. Но при этом, по неизвестной причине – она «отъедает» часть достоинств фиксированного смещения. Проявляется это в том, что тонкой энергии, отвечающей за разнообразие эмоций и настроений – воздействующих на слушателя, яркость и живость звука приходится «тесниться» в прижатых друг к другу слоях провода.”

    Спасибо.

    • Александр, добрый день.

      Это вопрос удобства и габаритов. В случае отвода от анодной обмотки логично применить однополупериодный выпрямитель или умножитель напряжения. В случае отдельной обмотки – мост или выпрямитель со средней точкой – зависит от того, как выполнена обмотка. На мой взгляд – выпрямитель со средней точкой предпочтительнее.

      Насчет свободы маневра – согласен – да, если габариты и вес конструкции позволяют – отдельный трансформатор это удобно.
      И – на всякий случай – трансформатор конечно должен быть изготовлен самостоятельно или выполнен мастером или уважаемой компанией. Нет никакого смысла обсуждать архитектуру выпрямителя если трансформатор(ы) питания серии ТПП-ТАН и т.п. 🙂

      Насчет передачи “тонких планов” – я примерно представляю, что это за сайт.
      Есть несколько моментов.

      Во-первых, нужно точно быть уверенным в том, что музыка, которую вы слушаете – в принципе может быть охарактеризована как возможно имеющая некие тонкие духовные планы и они точно как-то были учтены при производстве записи. В данном случае я имею ввиду не некий “message” от композитора, переданный посредством исполнителя – который очевидно проявляется на оборудовании высокого класса, а нечто более тонкое, не столь очевидное.

      Во-вторых – в передаче “тонких планов”, если они все-таки присутствуют в записи – особо важное значение имеют комната для прослушивания, акустика, устройство звуковоспроизведения (источник), лампы, пассивные компоненты из которых собраны звуковоспроизводящие устройства, общая схемотехническая идея. И источник напряжения смещения – это только малая часть общей схемотехнической идеи.

      С Уважением,

      Виктор.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *