Сергей Никитин

Двухтактный стереофонический ламповый усилитель.

Эта статья - продолжение начатой темы про ламповые усилители, где мы рассматривали изготовление стереофонического SE-усилителя на лампах EL34 (6П3С), или КТ88.
В этой заключительной части моего повествования, мы попробуем собрать вместе с Вами двухтактный (РР) стереофонический усилитель на лампах КТ88.

Но для начала, как всегда напомню правила техники безопасности:

Как и в предыдущей статье, здесь будут описаны личные ощущения в восприятии звука, некоторые моменты с которыми я столкнулся в процессе работы, ошибки и прочее.

А теперь всё по порядку, о том, как это у меня начиналось. Расскажу немного предысторию своего творчества, постараюсь по короче, чтобы Вам не очень надоесть.

Обычно люди начинают конструировать что по легче, проще, но у меня это почему-то не катит. И я начал сразу делать не простенький однотактный, а сразу двухтактный, и как всегда из того что есть в наличии или можно найти почти бесплатно.
Нашёл подходящее железо, на мой взгляд, какой то трансформатор от блока питания, но не китайский это точно, мощностью около 30-20 Вт. Начал прикидывать, на что он может сгодиться - и получилось что анодная обмотка только под провод 0,1мм.
Вот когда я его намотал, то решил для себя - таким проводом больше не мотаю, пусть лучше трансформатор будет больше чем надо (запас, как говорится не тянет), но тонким проводом мотать - это очень трудно, а тут ещё звуковой «пирог».
Это был мой первый макет, который понравился и с которого всё и началось.
Колонки на которых и слушал своё творение, были 25АС-126, которые пришлось переделывать, потому что очень громкая середина резала уши. Примерно такой же эффект наблюдается и у S-90.
Про переделку 25АС-126 на этом сайте я уже писал.

Следующий усилитель уже делался полной и законченной конструкцией, и сразу на 6Р3С-1, потому что они у меня уже были в наличии от доставшегося ТУ-100, это старый ламповый усилитель, кстати, в нём приличный силовой трансформатор есть и не плохое железо на звуковом.
Покопавшись в загашниках нашёл его фото и данные по звуковым трансформаторам. Вот в этом усилителе и были применены выходные трансформаторы с коротким сердечником (35мм) и огромным окном (высота намотки 25мм), на фото ниже за лампой видно, что они не стандартные.

На каждый анод было намотано по 1440 витков и выходная обмотка 116 витков. Диаметры проводов уже не помню.
Как видно на фото здесь и регулятор баланса, и регулятор тембра. Но в последствии, оказалось что кроме регулятора громкости ничего не нужно, отказ от лишних прибамбасов ещё и лишний каскад сэкономило.
Анодное напряжение было 350В, фазоинвертор на 6Н2П. Этого одного каскада было достаточно для раскачки 6Р3С-1, чувствительность правда была около 1В.

Не удобно измерять ток анодов у 6Р3С-1, катод у них общий, и приходилось изгаляться, измеряя падение напряжения на трансформаторе при известном сопротивлении его обмоток.
Измерял очень аккуратно, потому что высокое напряжение и длинные концы измерительных проводов - всячески пытаются загнать каскад в самовозбуждение.
Внешний вид этого усилителя конечно не очень, я и не старался, так как нужно было быстрее его "сварганить", вот "оно" и получилось таким.

Следующий усилитель уже был на 6П1П, и тоже из того что нашлось в закромах.
Пробовал там 6П14П, не понравился мне у них звук, очень такой сильно ретро, и лампа 6П14П с внешним смещением, быстро уходит в саморазогрев.

Вот он на фото, с 6П1П. Очень не плохо звучал, и звучит сейчас в Москве, но его мощности для меня не хватало и я снова вернулся к 6Р3С.

И получилось это. Монстр.

Но его внешний вид мне очень быстро разонравился, и я «зарядил» собрать усилок ещё мощнее, пытаясь выжать из ламп 6Р3С под 100Вт.

И у меня получилось вот это.

Но в этой конструкции меня ждало разочарование - параллельно соединённые аноды ламп, сделали звук ужасным.

В наличии у меня уже были ГУ-50 в количестве, позволяющем их немножко портить, да и панели под них такие же как у 6Р3С.
Решил попробовать собрать усилитель на них.

И получилось вот это.

Звук конечно не такой бархатный получился как в самом первом случае с 6Р3С-1 (одна лампа на канал), но довольно зачётно. Напрягало только 540 Вольт анодного, не приятно там под таким напряжением измерения производить.
Эта конструкция проработала у меня с 2010 года по 2015 год.

Параллельно с этим усилителем, был сделан ещё вот такой вариант на 6Р3С, для себя и удовольствия, потому что, ну очень они (6Р3С) мне понравились по звучанию.

Но не долго я им наслаждался.
Как то в гости ко мне друг привёз своего друга, и он ему понравился ещё больше меня и усилитель уехал уже с ним...

Затем были эксперименты с 6П3С и кенотронами. Очень удачная конструкция, жаль что пришлось там четыре диода поставить в выпрямитель смещения выходных ламп, а так всё было бы на лампах.

Там даже электролиты стоят и работают старые из советских телевизоров и резисторы в основном ВС.

Как я уже говорил, что каждая конструкция - это эксперимент.
Появились у меня лампы 6С41С (мощные триоды), да ещё большие стрелочные индикаторы долго лежат без дела, ну и ко всему прочему я в триодном режиме ещё не слышал лампы (не собирал) и опять появилась новая конструкция.

По звуку она мне очень понравилась, в драйвере стояла 6Н6П, пробовал поставить 6Н23П ( у них цоколёвка одинаковая и за пределы характеристики не заходят), оказалось, что с 6Н23П звук гораздо мягче.

Вот на этой-то конструкции, я напоролся на эти жёлтые конденсаторы (при них говорилось в предыдущей статье), которые и испортили звук. Теперь я знаю, что это плохо. Конденсаторы потом были заменены.

Но скажу - 6С41С это "тяжёлая" лампа, с большим током накала, с большим запирающим напряжением около 140 Вольт, очень долго греется и пока греется и даже работает - всё время сама потрескивает (главное что не в колонках). Остывает опять потрескивает.
Панельки под неё нужны очень хорошие, керамические.
Для того что бы не греть катодный резистор (а там около 140 вольт и при токе 0,07А) и не делать очень большое анодное напряжение питания (на минус эти 140 Вольт, которые теряются на катодном резисторе) сделал усилитель с внешним смещением. Но тогда лампа стала не стабильна, уходит в саморазогрев.
Пришлось комбинировать. Около 30 Вольт автосмещения, остальное принудительно. Тогда стала работать отлично, правда уже не у меня.

Индикаторы стрелочные использовались для контроля выходной мощности, и самое главное могли использоваться для контроля тока анода (катода) выходных ламп.
На этом усилителе выжималось около 30Вт.

 

Наверно я Вас уже утомил, извините, теперь возвращаемся к описываемой конструкции, которую и будем собирать.
Первоначально я во всех своих конструкциях двухтактных усилителей использовал вот эту классическую схему фазоинвертора.

Очень достойная схема, как не странно до 54 кГц с ней усилители прокачивали. На 6Н2П получался бОльший коэффициент усиления и мягче звук. 6Н1П звучали как бы детальнее, она на 6Н8С похожа по звучанию.

Как видно на фото 2016 года, внешний вид нашего усилителя немножко изменился. Верхняя панель в процессе творчества, была испилена и изрезана под разные лампы и панели, поэтому пришлось делать сверху вот такие декоративные накладки, чтобы закрыть те отверстия, которые там образовались.

Теперь по схеме и деталям. Входной каскад сделан на 6Н9С, она немножко мягче звучит чем 6Н8С, но если хотите детальности, то лучше 6Н8С. Их для пробы можно менять без изменения схемы, но для правильной их работы - нужно менять режим работы лампы.

У 6Н9С большое выходное сопротивление, поэтому раскачать выходной каскад ею без завала АЧХ трудно, но пробовать можно.

Фазоинвертор сделан на 6Н8С уже по другой схеме, для «пробивания» бОльшей входной ёмкости выходных каскадов, и вроде он симметричнее работает. По звуку мягкости не добавило, но вроде ничего не испортило. До этого стояли там 6С5С (1960 года выпуска, новые), как на фото, но одна сгорела, в магазин снова идти не захотелось, а 6Н8С есть ещё в запасах, по этому немножко изменив на ламповой панельке распайку поставил туда 6Н8С. Правда один триод остался не у дел, а параллелить не стал, имею не очень хорошие впечатления от этого.

Выходной каскад сделан на КТ88, дорогие стали они сейчас около 70 уёв за штуку, по этому с ними осторожнее.

Пробовал их в триодном режиме не понравились (усилитель был заряжен на триод и пентод, там даже переключатель остался), в рекомендуемом в справочниках пентодном включении (это когда вторая сетка соединяется с питанием анодных цепей) мне не понравились тоже, резкий звук. По этому потихоньку уменьшая напряжение на второй сетке при поддержании анодного тока около 80мА, вышел вот на такие параметры резистора R23.
Анодный ток измеряется путём измерения падения напряжения на катодных резисторах R32-R33 (в пределах 0,8-0,9В). Главное чтобы в канале токи были как можно одинаковыми, иначе будет небольшая "бяка" со звуком и главный минус - фон в колонках. Я заказывал подобранную четвёрку КТ88, по этому после их приработки, они уже никуда не «уплывают».

В этой схеме сделана задержка подачи высокого напряжения, на реле Р1-Р2, они на 24В от бесперебойника UPS-1200 . Для более плавного пуска стоят терморезисторы NTC R26-R27 на 16 Ом, можно их вообще не ставить, а можно и 25 Ом. При включении в сеть, конденсаторы блока питания начинают плавно заряжаться через резисторы R24 и R25, так же заряжается через резистор R36 конденсатор С33. По достижении напряжения пробоя неоновой лампочки HL1, лампа пробивается, конденсатор С33 разряжается через управляющий электрод тиристора, он открывается, включает реле Р1-Р2, которые своими контактами шунтируют резисторы R24 и R25, и разряжают времязадающий конденсатор С33 для подготовки его к последующему включению. У меня получилось время задержки около минуты. Почему неоновая лампочка, а не динистор? Она не даёт тока утечки, по этому конденсатор С33 можно ставить небольшой ёмкости (только не электролит!!!) при большом сопротивлении время задающего резистора R36, да и у меня много этих неонок, поэтому нашёл им применение. Даже неонки от стартера на 127В ламп дневного света в «полевых» условиях ставил, до сих пор работает, но в другой конструкции.

В выпрямительных мостах нужно использовать быстрые диоды (они меньше помех дают) на соответствующее напряжение.
Можно ставить КД226, применялись в телевизорах 3УСЦТ и им подобных, можно и импортные Шотки, но имейте в виду, что Шотки очень боятся малейшего перенапряжения, поэтому их нужно брать с запасом по обратному напряжению (не менее двух напряжений питания).
Здесь на схеме я не нарисовал, но желательно в мосту каждый диод шунтировать конденсатором около 0,022-0,01мкФ 400В. Это всё для подавления помех.
Резисторы R46 и R35 нужны для снижения пусковых токов. Благодаря всем этим "наворотам", предохранители у меня ещё ни разу не сгорали (они установлены на платах в подвале шасси), поэтому про удобство их замены думать не надо.

В качестве дросселей используется один стандартный Д25 (тоже нашёлся в закромах), другой не известный, намотан проводом 0,4мм, индуктивность около 1 Генри, с какой то аппаратуры. Можно намотать самим, на подходящем железе, и не забывать про электрическую изоляцию, тут уже 460 Вольт!!

Межкаскадные конденсаторы нужно ставить как я уже писал ранее из вот этих.

Кстати, для эксперимента в питании второй сетки выходной лампы, зашунтировал электролиты жёлтыми конденсаторами. Не понравилось. Заменил старыми КБГ. Стало лучше. Здесь на фото вид его «потрохов». Между входным каскадом и фазоинвертором стоят конденсаторы 0,1 мкФ 200В, это те очень старые советские, и думаю что они ещё 100 лет проработают. Не бойтесь старых деталей, они надёжнее современных. Единственно с электролитами можно не угадать, хотя тоже работают.

Теперь снова про самое главное и муторное, это выходные трансформаторы.

Были у меня сначала здесь трансформаторы меньшей мощности, но потом решил перемотать из того что было. А была пара ТСШ-170, это от ламповых телевизоров, не ахти что, железо толстовато, на пределе.
Для расчёта выходных, данные брал из других источников, не сам считал, но немножко витков добавил в первичке.
Получилось в реале, а потом и пересчитал по своей методике, оказалось что совсем мало добавил, ниже 30 Гц заметно искажается сигнал, на слух не режет, но факт остаётся фактом.

И так это уже сделано, половинка (для одного анода) 800 витков плюс второй анод 800 витков, вторичка 64 витка, 800+800=1600 и делим на 64 витка получаем 25, коэф. трансформации, возводим в квадрат, получаем 625. Так как изначально делался этот трансформатор под 5000 Ом выходного сопротивления, то 5000/625=8 Ом, это то сопротивление нагрузки которое нужно. Но…. здесь теперь стоят лампы КТ88 у которых выходное сопротивление 3500 Ом, следовательно для такого расклада и 4-6 Ом нагрузки будет не критично.

Повторю ещё раз, мне эти трансформаторы не нравятся, по этому в проекте на будущее их заменить. Пока думаю из ОСМ-0,25, но может что ещё попадётся подходящее.
По мне анодная обмотка должна быть около 1200 витков каждая (1200+1200) на ТСШ-170, а вторичку нужно считать под конкретное сопротивление динамиков.
ТСШ-170 сам большой, а окно маловато, по этому нужно прикидывать всё точнее, что бы все обмотки влезли без проблем.

Первичная (анодная) обмотка моталась проводом 0,25мм, а выходная 0,51мм.

Намотка шла в следующей последовательности:
 - выходная обмотка - половина первого анода - выходная обмотка - половина второго анода - выходная обмотка - половина второго анода - выходная обмотка - половина первого анода - выходная обмотка.

Почему так? Это сделано для выравнивания активного сопротивления обмоток двух анодов.
Первая обмотка имеет самое маленькое сопротивление, а последняя самое большое при одинаковом количестве витков (диаметр обмотки больше). При таком раскладе они получаются почти идеальными.

Теперь пропитываем, сушим, проливаем. Всё как было в однотактном усилителе.
Проверяем АЧХ трансформаторов, вот здесь Вы измерите уже реальную АЧХ трансформаторов, потому как здесь нет подмагничивания сердечника, если конечно оба анода с одинаковым током работают.

Теперь силовой.

Силовой изначально был от ТУ-100, перематывались только накальные обмотки, но у него бумажные щёчки, и от старости после второго пробоя между лепестками на этих щёчках - было принято решение его заменить. Да, трансформатор мощный. Долго искать не пришлось, так как отходы ещё есть, и тут пригодились старые неисправные беспербойники UPS-1200.
Был намотан первый трансформатор, первоначально проверен ток Х.Х. при напряжении 220В, 180мА, вроде многовато, но намотал силовой, поставил…. и ужас, при включении магнитные экраны (между силовым и звуковыми) так хлопали об него (примагничивались), да ещё фон в колонках…. Короче пришлось его выкидывать, потому что он уже был залит и пропитан, а я заливаю так, что повторно уже не разобрать.

Взял с другого UPS-1200, фирма другая, там ток Х.Х. при 220 Вольт составил 38мА, мотал его вот так:

Сначала подаём на него 220вольт и измеряем выходное напряжение на его выходной (низковольтной) обмотке. Потом разбираем, сматываем и считаем витки, (до сетевой обмотки сматываем), делим их число на измеренное напряжение на этой обмотке, у меня получилось ровно 2 витка на вольт.

Ток суммарный всех анодов на который я рассчитываю этот усилитель 0,5А, по этому провод тоже получился 0,51мм и его у меня предостаточно. Потому как анодное напряжение большое (460 Вольт, а электролиты максимум 450 Вольт есть в природе), то его будем получать из двух соединённых последовательно источников, следовательно нам нужно и две обмотки. Считаем 460/1,4=326Вольт/2 обмотки=163вольт, но это без нагрузки, добавляем для круглости 17 вольт и получаем 180 Вольт переменки должна выдавать каждая анодная обмотка.

Для смещения самих ламп нам нужно около 40 Вольт, но на всякий случай и на падение на фильтрующих резисторах и запаса пусть там будет около 100Вольт, следовательно 100/1,41= около 70 вольт переменки. Ток там будет не большой несколько миллиампер, по этому это соотношение будет близким к истине. Теперь провод, каким мотать, у меня был 0,35 мм, предостаточно и не тонкий и не толстый. На нём остановлюсь.

Для питания реле нужно 24-28 вольт, по этому тут без расчётов я уже знаю что 20 Вольт переменки хватит отлично. Какой диаметр провода? Реле берут до 200мА, плюс светодиод, плюс ещё что то может быть, после прикидок места хватает, и 0,51мм думаю тоже достаточно.

Теперь конкретно по виткам.

W1-W2 − сетевые готовые.

W3-W4 − по 360 витков провода ПЭВ 0,51, у них сделаны отводы на 300-м витке, для универсальности трансформатора. На схеме я это не показал.

W5 − 140 витков провода 0,35 мм.

W6 − 40 витков провода 0,51 мм.

W7-W8 − по 13 витков провода 1,7мм., который кстати, был смотан с этого же трансформатора. Эти обмотки были намотаны с отводом от 11 витка, это 5В для накала двух кенотронов, и тоже для универсальности трансформатора, и ещё влезли две обмотки по 13 витков проводом 1,7 мм, это 6,3В чисто для накала.
Я стараюсь делать трансформатор более универсальным, потому что начинаешь делать один усилитель, а пока делаешь его, то в процессе работы вдруг потребуется изменить напряжение, или ещё что то, а с универсальным трансформатором всё это можно попробовать.

Не забываем хорошо изолировать между обмотками, особенно там где обмотка под кенотрон и его накал. Между другими обмотками достаточно два-три слоя изоляции, Внутри одной обмотки ряды изолируем одним слоем изоляции, этого достаточно.

Пропитываем, сушим, проливаем. Не забываем, что после первой пропитки пластины нужно будет подтянуть, так как наш лак растворит старый и они уложатся плотнее, может даже влезут оставшиеся «лишние» пластины.

Корпус здесь был сделан из фанеры, но видимо нужна качественная фанера, у меня она за это время немножко лопнула.

Как видно на всех фото размещение трансформаторов одинаковое и вид усилителей тоже практически одинаковый. Это получается из-за того, что я не нашёл другого более компактного размещения трансформаторов, чтобы силовые трансформаторы давали минимум помех на выходные звуковые.
Перед установкой трансформаторов нужно найти оптимальное положение при котором минимум помех в динамиках. Об этом я уже рассказывал в предыдущей статье про однотактные усилители.

Для удобства контроля анодных токов у меня стоят маленькие гнёзда от старой советской аппаратуры на верхней панели сзади, напротив каждой выходной лампы. Там же стоят резисторы для регулировки тока анода и симметрии токов.
Мне так удобнее, выставил ток каждой лампы, а потом подключаешь мультиметр, (а он у меня вот такой, с 1978 года служит мне верой и правдой), между катодами и выставляешь симметрией «Ноль».

Первое включение усилителя нужно производить через ЛАТР. Вообще самое первое включение я делаю без анодного питания, проверяю накалы, напряжение запирания ламп, и другие вспомогательные питания. Затем выставляю максимальное запирающее напряжение на сетках ламп (движок резистора R21 в самый верх по схеме), а движок резистора R18 «симметрия» в среднее положение, и после этого только включаю уже с анодным напряжением.

При первом включении с ЛАТРом!!!! необходимо перемкнуть анод-катод тиристора в цепи задержки высокого напряжения, либо соответствующие контакты реле К1.1-К1.2, плавно увеличивая напряжение питания измерить анодные питания и ток анода, дабы он случайно не «убежал» за пределы по каким то причинам. Смотрим что б ничего не дымилось и не взрывалось.
После вывода на номинальное напряжение питания начинаем уменьшать запирающее напряжение и смотрим за током анода обоих ламп, можно по очереди, но обязательно за обоими. Когда один из токов выходит на номинальный режим, резистором «симметрия» подгоняем второй к первому. И так пока не установим примерно одинаковые режимы.
Затем тоже делаем со следующим каналом. И опять возвращаемся к тому с которого начинали.

Эту операцию нужно будет повторять несколько раз, потому что с появлением нагрузки на анодное питание, оно будет проседать и уже выставленные анодные токи будут уменьшаться. К этому ещё добавляется приработка ламп, особенно первый час работы.

Окончательную «чистовую» регулировку нужно проводить не ранее чем через 1-1,5 часа работы. Но потом необходимо будет периодически контролировать токи анода, это первые несколько дней работы, затем это нужно будет делать не чаще раза в месяц или реже.

Что хочется сказать в заключении, это ещё не окончательная конструкция. Есть желание её переделать, попробовать другие варианты и детали.
Но ещё очень важное значение имеет какая у вас акустика. Я начал с 25АС-126, она дорабатывалась не однократно, оконечный вариант описан здесь. Получился волшебнейший звук, это просто фантастика, я мог по пол дня сидеть и слушать этот звук, очень трудно передать эмоции. Очень нравилось слушать «Релакс ФМ» через спутниковый ресивер (он кстати там на фотках попадается), выбрал один из двадцати наверное марок по звуку, была такая возможность выбирать. Но переехав в другую квартиру, в предыдущей была комната квадратная 4,2х4,2, этого бархатнейшего звука уже не стало.
Но самое интересное, что в новой квартире он работал ещё со строительной отделкой (пока шёл ремонт) и звучал вроде ничего, но… после шпатлевания стен всё резко изменилось в очень худшую сторону.
Немножко стало лучше после оклеивания стен обоями и заполнением комнаты мебелью, но это совсем не то что было в старой квартире. И даже новые колонки 80-ти литровые полноценные напольники, сделанные почти по Фен-Шую не вернули тот звук. Комната по площади почти такая же, только прямоугольная.
Вот так бывает со звуком. Очень хочется услышать именно тот звук, где были моменты когда от инфранизких частот пробирал животный страх, и кайф от звучания.

Желаю удачи.