Ламповые УНЧ на трансформаторах ТАН

(полная авторская версия)

Сергей Комаров, UA3ALW

Журнал "Радио" № 5 за 2005 г.

Схема 2. Двухтактный почти "триодный" УНЧ на 6П3С, 6П3С-Е (6L6 G, 5881)

Типовой режим ламп выходного каскада (из справочника):
Еа = 360 В, Еg2 = 270 В, Eg1 = минус 22,5 В, Raa = 6,6 КОм,
Ia = 2 x 44 mA, Ig2 = 2 x 2,5 mA, При Uвх = 0.
Ia = 2 x 66 mA, Ig2 = 2 x 7,5 mA, При Uвх = 45 В амп. P = 26,5 Вт, Кни = 2 %.

В справочных данных для этой лампы не было найдено рекомендации по проценту напряжения на экранной сетке для ультралинейного включения. Поэтому, волевым решением, основываясь на собственном опыте разработчика, было принято значение 33 %. Однако, надо понимать, что ультралинейное включение значительно снижает выходную мощность усилителя относительно приведенных справочных данных для "чистого" двухтактного усиления в режиме класса AB. Это происходит за счет того, что при открывании лампы, при положительной полуволне входного напряжения, снижается не только анодное (выходное) напряжение, но и напряжение экранной сетки, что приводит к уменьшению амплитуды анодного тока, относительно значения, до которого могла бы открыться лампа при постоянном напряжении экранной сетки. Характеристики лампы выходного каскада за счет введения ультралинейной обратной связи приближаются к триодным. Плавно же изменяя процент переменного напряжения на экранной сетке, ну, например, с помощью потенциометра, можно установить оптимальное соотношение между максимальной выходной мощностью и "триодностью" звучания. Но это лучше делать каждому радиолюбителю индивидуально на свой вкус. Разумеется, приведенные в справочных данных 26,5 ватт при переменном напряжении на экранной сетке в 33 процента от анодного, не могут быть получены, но усилитель при этом будет звучать особенно нежно.

Проведя аналогичные расчеты, как и для предыдущей схемы, Находим:
Uaa = 592 В, Ua = 296 В, Ua эфф = 210 В.

По приведенным выше расчетам также замечаем, что выходную мощность в 26,5 Вт мы сможем получить с трансформатора ТАН лишь на нагрузке 4 Ома. На нее и будем рассчитывать наш усилитель. Нужный коэффициент трансформации для соотношения сопротивлений 6600 к 4-ем, составит 40,6.

Поскольку напряжение на нагрузке в 4 Ома при выходной мощности 26,5 Вт должно быть 10,3 В, мы можем использовать при точном подборе нужного соотношения витков отводы накальных обмоток. Нас устроят такие варианты включений: 5 + 5 = 10 В (с небольшой перегрузкой на 0,3 В), 5 + 5 + 1,3 = 11,3 В и полное включение: 5 + 5 + 1,3 + 1,3 = 12,6 В.

Итак, нам надо подобрать трансформатор, имеющий двойной набор обмоток с напряжениями в двух комбинациях: 110 + 100 и 127 + 83. В реальном подобранном трансформаторе эти напряжения могут быть немного больше, но ни в коем случае - меньше! И при этом, чтобы нашлась еще одна (пара, разумеется) обмотка для питания экранной сетки с напряжением 210 / 3 = 70 В.

Как уже говорилось ранее, мощность выбираемого трансформатора должна быть в районе 100 Вт. Однако, представляет интерес использовать для этой схемы чуть более мощные трансформаторы со стержневым сердечником и расположением обмоток на двух симметричных катушках. Это ряд трансформаторов от ТАН69 до ТАН82 с мощностью 122 Вт.

По рассчитанным исходным данным нас удовлетворяют два трансформатора:
ТАН72-127/220-50, - комбинация обмоток 127 + 80 + 24 (анод) и 56 - экран;
ТАН73-127/220-50, - комбинация обмоток 127 + 80 + 20 (анод) и 80 - экран;

При этом "ультралинейная" экранная обмотка у ТАН72 составит 24 % от анодной, а у ТАН73 - 35 %. Схемы включения обоих трансформаторов одинаковы.

При этом, чтобы максимально точно выдержать нужный коэффициент трансформации, нагрузку надо подключать к выходным накальным обмоткам, соединенным на напряжение 11,3 В (5 + 1,3 + 5). В этом случае коэффициент трансформации составит:
для ТАН72 коэффициент: 2 х (127 + 80 + 24) / 11,3 = 40,9 и при этом Raa = 6686 Ом.
для ТАН73 коэффициент: 2 х (127 + 80 + 20) / 11,3 = 40,2 и при этом Raa = 6457 Ом.

Наличие обоих трансформаторов (а они стоят очень не дорого) открывает возможность для эксперимента с величиной переменного напряжения на экранной сетке.


В анодную цепь лампы нужно включать начало первичной (сетевой) обмотки. У этого вывода минимальная емкость на остальные обмотки. Затем, последовательно включаются секции анодных обмоток в порядке увеличения их нумерации выводов. Такое включение обмоток позволяет получить максимальную полосу пропускания трансформатора, в общем-то не предназначенного для использования в качестве выходного. Из этих же соображений выбиралось включение обмоток выходного трансформатора в схеме 1, с учетом специфики их размещения на броневом сердечнике.


В данной схеме использовано комбинированное смещение на управляющие сетки ламп выходного каскада. Автоматическое смещение за счет общего тока обеих ламп обеспечивает 40 % напряжения смещения, а остальные 60 % - задаются от отдельного выпрямителя и схему балансировки.

Единственное отличие предварительного каскада от предыдущей схемы в том, что фазоинвертор с расщепленной нагрузкой питается более высоким анодным напряжением, чтобы обеспечить хорошую линейность усиления при значительном размахе (двойной амплитуде) парафазных напряжений (два раза по 45 вольт).

Первое включение и регулировка усилителя полностью идентичны предыдущей схеме. Выпрямители собраны по классическим двухполупериодным схемам и в пояснениях не нуждаются.

Чувствительность усилителя на частоте 1 КГц при максимальной выходной мощности составляет 0,775 вольта эффективного значения. А полоса пропускания при средней выходной мощности 8,5 Вт от 24 Гц до 24КГц по завалам минус 3 дБ.

Усилитель, собранный автором с трансформатором ТАН73 показал великолепное звучание с очень сочными низшими частотами, жесткой "серединой" и очень нежными и прозрачными высокими частотами. В этой схеме были опробованы не только лампы 6П3С и 6П3С-Е, но и 6Ф6С, EL34 и 6550.

Самое "вкусное" и приятное звучание обеспечили выходные лампы 6Ф6С, правда, при нагрузке 8 Ом и полном включении выходных обмоток.

Вот кратенькое эмоциональное описание звучания усилителя с разными лампами:
6П3С-Е - Звук упругий, как будто слегка скомпрессированный, мощные низы, и очень четкие верхи. Но этот звук давит и долго его не послушаешь. Она по звучанию как раз под гитарные комбики! Это ж аналог американской 5881, которая в этих комбиках как раз и используется. Электрогитарный у нее звук. Она все-таки не совсем 6L6, которая почти точный аналог нашей 6П3С.
6П3С - Прозрачный естественный звук с очень хорошим разделением и слышимостью как тихих, так и мощных звуков. Четко слышны все призвуки и разные инструменты.
6Ф6С - Очень интересное звучание. Можно слушать целый день - не утомляет. Все очень прозрачно, нежно и музыкально!
6550 - Сильный мощный звук. Солидный, можно сказать. Низы звучат, как выражается мой братишка, что "аш шуба заворачивается"!
EL34 - Глубокие мощные низы, очень нежные верха и жесткая середина. Голос очень жестко звучит. Однако при этом нежно звучит рояль.
6П6С - никак. Дохло и невкусно. Не годится она в этот усилитель. Слабовата.

И еще увидел разницу в звучании, которую вносит предварительная лампа.
6Н8С - наша, классическая, дает немного размазанный мягкий звук.
6Н8С-6SN7 фирмы RFT 1954 года. Были такие с двойным названием, дают очень жесткий и четкий звук, - как будто по прописям он прописан! И верхи становятся как стальные!
6Н9С - в комплекте с EL34 дает довольно интересное звучание с подчеркиванием верхних частот. Очень сильно подчеркиваются щеточки. Однако, низы звучат относительно бесцветно. А в комплекте с 6П3С - вообще никакого звучания не было... так, что-то непонятное и "никакое".
Лампы 6550 и EL34 мощноваты для этого усилителя. Поставить их можно и они нормально работают, но для них надо более высокие напряжения и более мощные трансформаторы - раза в два-три! И питание разное. На 6550 надо, по хорошему-то, 600 вольт на аноды и 300 вольт на экранные сетки, а на EL34 - 800 и 400, соответственно. Тогда они запоют!!! Под них надо трансформаторы на заказ мотать! Или покупать у серьезных аудиофильных компаний. Это уже очень серьезные лампы.
Однако, оптимально этот усилитель работает на обычных лампах 6П3С с предварительным каскадом на 6Н8С. Что и рекомендую!

Поскольку в схеме 2 экранные сетки выходных ламп питаются в 1,38 раза более низким напряжением, чем аноды, это эквивалентно, если бы к экранным сеткам были бы приложены не 24 % и 35 % переменного анодного напряжения, а 33 % и 48% соответственно.

Автором был выполнен такой усилитель на трансформаторе ТАН73, и при столь большом значении переменного напряжения на экранной сетке, 48%, выходная мощность усилителя составила 12 ватт. При этом его звучание очень напоминало усилители на триодах.

В общем, игрушка что надо!!! И это на обычных дешевых ТАН-ах!

Ламповые кастрюльки!

Уважаемый Сергей!

Вы так профессионально и заразительно описали Ваши усилители на ТАН-ах , что я на старости лет решил попробовать собрать схему №2 на 6П3С-Е. Собрал два моноблока. Высылаю Вам их фотографии. Это моя вторая конструкция на лампах (первая — осциллограф была построена после школы в 1975 году).

Идея использовать 4-х литровую кастрюлю в качестве корпуса пришла после посещения хозяйственного магазина. Корпус, если его изготавливать, учитывая и эстетику и функциональность — дорогостоящая и трудоёмкая деталь, а тут — готовое изделие — никелированное, с ручками и не дорогое (350 р.). Случайно высота кастрюли совпала с высотой трансформатора. Вырезал электролобзиком крышку из 5-ти мм. дюраля и она стала главным несущим элементом. Кастрюля не претерпела никаких изменений. Можно в любой момент использовать по прямому назначению. Стоял вопрос вентиляции, но за полчаса работы ничего особенно не нагрелось. Самым горячим элементом оказался резистор в катодах 6п3с, но я увеличил его мощность в 2 раза. В конце-концов можно отверстий насверлить (как в дуршлаге), но этого пока не понадобилось.

Лампы закрыты от повреждения красивыми решеточками — подставками то ли для зубных щёток, то ли для чего то ещё, купленными в том же хозяйственном.

Вот, собственно, и всё.

Огромное спасибо Вам, Сергей за такой отзыв о моей конструкции. Покажу жене, может не так будет гундеть, что квартиру канифолью провонял. Осмелюсь пригласить Вас в гости на «рюмочку чая».

С уважением, Борис Трунов

Кастрюльки на кухонном подоконнике. Два оконечника и предварительный усилитель


Компоновка оконечного усилителя


Монтаж оконечного усилителя. Вид сбоку


Монтаж оконечного усилителя. Вид сверху.

Введение в тему, исходные положения и размышления
Схема 1. Двухтактный ультралинейный УНЧ на EL84 (6П14П)
Схема 2. Двухтактный почти "триодный" УНЧ на 6П3С, 6П3С-Е (6L6 G, 5881)
Схема 2-а. Двухтактный ультралинейный УНЧ на 6П3С, 6П3С-Е (6L6 G, 5881)
Схема 3. Двойной, двухтактный ультралинейный УНЧ на 4-х 6П3С (6L6 GC)
Схема 4. Ультралинейный дифференциальный УНЧ на 6П3С, 6П3С-Е (6L6 G, 5881)

Справочные данные на радиолампы, трансформаторы и дроссели