9zip.ru - технологии для людей
9zip.ru Ламповый звук hi-end и ретро электроника Укрощаем 6Н5С (6Н13С) в однотактном усилителе

Лампа 6Н5С (и очень похожая по параметрам 6Н13С) известна многим. Это двойной триод, предназначенный для работы в стабилизаторах напряжения. Лампа красива, имеет фигурный баллон и прямо просится в ламповый усилитель. Но из-за существенно нелинейной вольтамперной характеристики использовать её можно разве что в двухтактных усилителях, где эта самая нелинейность практически не проявляется.

ВАХ лампы 6Н5С

Откуда же взялась эта самая нелинейность? Обратимся к ВАХ лампы. Возьмём рабочую точку с анодным напряжением 160 вольт и напряжением смещения сетки -60 вольт. Если подать на сетку сигнал амплитудой 60 вольт, то напряжение на ней будет изменяться в диапазоне от 0 до -120 вольт. Соответственно, напряжение на аноде будет меняться в диапазоне 45 - 235 вольт, на графике поставлены соответствующие точки. А теперь сравним длину отрезков AB и AC. Как видно, она отличается: положительная волна сигнала будет усиливаться до амплитуды 160-45=115 вольт, а отрицательная - до 235-160=75 вольт. Таким образом, сигнал на выходе не будет симметричным в однотактном применении данной лампы.

Как же компенсировать эту нелинейность? Один из вариантов - создать такие же искажения в предварительном каскаде усиления, но в противофазе, например, используя разбалансировку входного SRPP каскада, чтобы он давал также несимметричный сигнал. В результате оба искажения взаимно компенсируют друг друга, что позволяет получить итоговые искажения на выходе всего в доли процента.

Один из вариантов описанной выше реализации компенсации нелинейности лампы 6Н5С в однотактном усилителе описал пользователь с ником ogmetr ещё в 2012 году на форуме



Введя небольшую разбалансировку предварительного SRPP каскада, он смог получить нелинейные искажения всего 0,1% (при мощности до 8 Вт), без обратных связей. Частотный диапазон усилителя - от 20 Гц до 22 кГц.

Схема однотактного усилителя на лампе 6Н5С (6Н13С)

Выходной трансформатор для данного усилителя выполнен на железе от ОСМ-0,1 (ШЛ 25x40). Первичная обмотка содержит 1400 витков провода диаметром 0,33мм, вторичная - 90 витков диаметром 0,74 мм. Немагнитный зазор - 0,14 мм.

Второй вариант аналогичной конструкции описал там же пользователь с ником gsaorion:

Усилителю требуется входной сигнал амплитудой 1 вольт. Подбором резистора R3 добиваются симметричной синусоиды на выходе усилителя. Как и в предыдущем варианте, автор запараллелил обе половинки лампы для увеличения выходной мощности. Для получения напряжения анодного питания выходного каскада 181 вольт используется резистор R12. Ток каждой половинки триода у автора получился 73 мА, что даёт падение на резисторах R7 и R10 73 мВ. На эквиваленте нагрузки получился ровный синус в диапазоне 30 Гц - 20 кГц.

Компенсация нелинейности лампы 6Н5С в однотактном усилителе

Выходной трансформатор выполнен на железе от ТВК110Л1 (ШЛ 20x32) с зазором 0,08 мм под каждую половинку магнитопровода. Первичная обмотка трансформатора содержит 1392 витка провода диаметром 0,3 мм. Вторичная - 132 витка диаметром 0,64 мм. Индуктивность первичной обмотки получилась 5,5 Гн.

Так как лампа 6Н5С - это двойной триод, то автор посчитал заманчивым не параллелить половинки лампы, с использовать их по одной на каждый канал, получив таким образом двухканальный усилитель. Автор провёл макетирование, получив такой режим работы одной половинки лампы: смещение -71 вольт, ток анода - 80 мА при напряжении анода равным 170 вольт.

Обратите внимание, что на схеме указано заниженное напряжение питания предварительного каскада - его необходимо увеличить, пересчитав резисторы R3 и R4.

Для чего нужно столь высокое напряжение для питания SRPP каскада? Рассмотрим вариант, когда напряжение его питания равно 400 вольт. На каждой из ламп напряжение анод-катод будет равно 200 вольт. Чтобы получить на выходе данного каскада напряжение с амплитудой 70 вольт, нужное для раскачки 6Н5С, напряжение на аноде нижней лампы каскада должно меняться от 130 до 270 вольт. То же и для верхней лампы.

Если мы снизим напряжение питания этого каскада, допустим, до 260 вольт, то анодное напряжение на нижней лампе будет равно 150 вольт, на верхней - 110. При той же амплитуде выходного сигнала 70 вольт, на нижней лампе напряжение должно меняться в диапазоне 70 - 220 вольт, что ещё приемлемо, а на верхней - от 30 до 180 вольт. Но при таком низком анодном напряжении (30В) лампа 6Н9С попадает в область большой нелинейности вольтамперной характеристики, что приведёт к сильным искажениям сигнала.

Не стоит бояться запитывать предварительный каскад таким высоким напряжением: если накал ламп гальванически не связан с землёй, то пробоя катод-накал не произойдёт.


22 декабря 2021
При построении SRPP каскадов возникает проблема с превышением максимально допустимого напряжения катод-накал для верхней лампы. Интересное схемное решение по смещению питания накала верхней лампы SRPP было найдено в проекте гибридного усилителя "Zarathustra". В нём нет резистора с анодного питания на накал. Кроме того, данное решение позволяет снижать фон, вносимый сетевым питанием. На схеме видно, что к накальным обмоткам подключены конденсаторы. Ток утечки анод-катод работающей лампы заряжает эти конденсаторы, пока этот ток не станет нулевым. При таком напряжении фон будет как раз минимальным. Происходит "автосмещение" накала. Также благодаря конденсаторам переменное напряжение накала становится симметричным относительно земли схемы. Номиналы конденсаторов некритичны, могут быть в диапазоне от 0,1 до 0,33 мкФ. Для симметрии на каждой накальной обмотке они должны быть одинаковыми. Лучше выбирать плёночный тип. Верхнюю и нижнюю лампы нужно питать от отдельных обмоток. Для верхней лампы напряжение конденсаторов должно быть не менее 400 В. Устанавливать их необходимо рядом с трансформатором и заземлять на корпус там же, где заземлено железо трансформатора.

Для тех, кому интересно - более детальное описание происходящих процессов. Нить накала располагается внутри трубчатого катода. При работе она раскаляется докрасна, а это значит, что происходит термоэлектронная эмиссия, как с подогревателя, так и со внутренней поверхности катода. С подогревателя эмиссия немного выше, так как он сильнее нагрет, а с катода тепло ещё и отводится наружу. Даже несмотря на то, что нить накала покрыта изоляцией, часть электронов просачивается сквозь неё, и мы имеем небольшой ток утечки.

На катоде нижней лампы напряжение сигнала нулевое, т.к. он заземлён по переменному напряжению, а постоянное напряжение там слабое, что даёт весьма малую утечку, влиянием которой можно пренебречь. Напряжение на катоде верхней лампы большое, с учётом сигнала влияние этой утечки уже может быть ощутимым. Здесь на помощь и приходят конденсаторы, которые заряжаются током этой утечки до тех пор, пока он не станет нулевым, при этом напряжение на них станет на пару вольт выше напряжения на катоде из-за упомянутой выше асимметрии эмиссии между нагревателем и катодом. При достижении этой величины заряд конденсаторов прекратится, и напряжение накала будет давать минимальный фон. А, так как ёмкость конденсаторов одинакова, то напряжение 6,3 В на них будет представлять собой два противофазных напряжения 3,15 В на выводах накальной обмотки, их влияние из-за противофазности также будет скомпенсировано, как и ВЧ помехи из сети. Проникновение звукового сигнала через паразитную ёмкость между катодом и накалом в обмотку накала также будет скомпенсировано. Таким образом, конденсаторы выполняют две функции: держат напряжение смещения накала на нужном уровне и симметрируют напряжение накала.

Если при работе конкретного накального трансформатора в конкретной сети напряжение на накале ламп оказалось чуть выше нормы, его можно немного снизить, подключив в разрыв два встречно-параллельных диода, на которых упадёт часть напряжения. Следует также напомнить, что монтаж цепей накала ламп следует производить скрученными проводами.



Автоматическое смещение накала верхней лампы в SRPP


комментировать

12 нравится? 25


28.10.2020 © 9zip.ru
Авторские права охраняет Роскомнадзор

Понравилась статья?
Иосиф Виссарионович говорит:
поделись с друзьями!

Хочешь почитать ещё про ламповый звук? Вот что наиболее популярно на этой неделе:
Усилитель 2,4 Вт SE на одной телевизионной лампе 6П9 (6AG7) или 6П15П
Усилитель на лампах 6П7С и 6Н8С
Декорируем корпус усилителя: оклейка виниловой плёнкой



Есть вопросы, комментарии? Напиши:

Имя
Комментарий
Длина текста:
число с картинки
Правила прочитал(а)

Виктор23 ноя 2021 6:55
Не только, ещё он и как фильтр работает, вместе с C6 и C9.

Иван22 ноя 2021 22:06
Знатоки ламповой схемотехники, подскажите, пожалуйста, новичку. По второй схеме какое назначение резистора R12? Просто понизить напряжение с 205 до 181 вольт?

Алексей29 ноя 2020 17:59
Предварительный каскад, в данном случае это SRPP, делать нужно так. Одна двойная лампа - это "верх", для двух каналов, вторая лампа - это "низ". Накалы верха и низа нужно питать от разных накальных обмоток. У накала верхней лампы сделать среднюю точку через резисторы и подать на неё чуть больше половины андного напряжения питания, или через резистор на 100-200к соединить с катодом верхнего этажа. Среднюю точку нижней лампы сделать через резисторы по 100 Ом и посадить на землю.

Пользовательские теги: 6н5 мостом унч чем отличие 6н5 от 6н13 [ Что это? ]

Дальше в разделе ламповый звук hi-end и ретро электроника: Быстрый расчёт однотактных ламповых усилителей, проверенная на практике авторская методика упрощённого расчёта однотактных ламповых усилителей. приводятся расчёты анодного и катодного резисторов для триодов, тетродов и пентодов, расчёт сеточных резисторов. Горюнов авто эвакуатор дешево москва измайлово 24/7. . Подробное описание вскрытие замков здесь.

Главная 9zip.ru База знаний радиолюбителя Контакты
Девять кучек хлама:

Радиотехника, электроника и схемы своими руками Ремонт домашней электроники Виртуальный музей старых радиодеталей XX века Ламповый звук hi-end и ретро электроника Катушки Теслы Радиодетали и модули с Aliexpress Интернет и сети, компьютеры и программы Сотовые операторы Инструкции


Дайджест
радиосхем

Новые схемы интернета - в одном месте!

 19.5 Питание мультиметра от литий-ионного аккумулятора. ...
 11.5 Усилитель для наушников LOTOS
 5.5 Зарядка на PB0056E для Li-Ion и datasheet на ...


Рассылка для радиолюбителей


17.2 Мультиметр в форме смартфона
22.10 Портативные болгарочка и сварочник
18.1 SIM-карты с безлимитным интернетом






Новые видео: