Внимание! В середине-конце октября запланирован запуск нового курса, посвящённого поверхностному монтажу печатных узлов. Поддержать новый курс можно на странице «О сайте» (в конце). Ознакомиться с предыдущим курсом можно тут (Visual Analyser — Измерительный комплекс на базе ПК).

Классический усилитель на 6Ф12П+6П43П

Добрый день, уважаемые радиолюбители.

Как известно, в любительском творчестве бывают перерывы… В такие перерывы часто хочется вернуться к чему-то старому, проверенному, классическому… Вот и у меня наступил один из таких перерывов, поэтому сегодня я хотел бы предложить Вам схему классического усилителя на радиолампах 6Ф12П+6П43П. Давайте разберёмся кратко как она работает.

Схема электрическая принципиальная спроектированного усилителя показана на схеме ниже.

Схема электрическая принципиальная усилителя

Итак, сигнал с выхода Вашего аудиоустройства, через разделительный конденсатор С1 и антипаразитный резистор R2 поступает на вход предварительного усилителя напряжения, выполненного на пентодной половинке лампы Ла1 [1] в триодном включении по схеме с общим катодом.

Триодное включение было выбрано для уменьшения коэффициента усиления предварительного усилителя напряжения т.к. во время первых испытаний чувствительность усилителя с пентодным предварительным усилителем получилась около 100-150 мВ, что для меня слишком много.

Нагрузкой предварительного усилителя напряжения является резистор R5. Резистор R6 выполняет защитную роль – предотвращает превышение тока второй сетки (рассеиваемой на второй сетке мощности) в критических режимах работы предварительного усилителя.

С выхода предварительного усилителя усиленный сигнал поступает на вход фазоинвертора с разделённой нагрузкой, выполненного на триодной половинке радиолампы Ла1 [1, 2]. Нагрузкой фазоинвертора со стороны анода являются резисторы R8, R9, а со стороны катода резистор R10.

С выхода фазоинвертора пара противофазных сигналов, через разделительные конденсаторы С7, С8 поступает на вход выходного каскада, реализованного на пентодах Ла2, Ла3 [3], включенных в пентодном включении с автоматическим смещением.

Нагрузкой выходного каскада усилителя служит трансформатор Tr1 с подключённой ко вторичной обмотке акустической системой.

Резистор R7, конденсаторы С2, С3 – дополнительный фильтр питания предварительного усилителя напряжения.

Резистор R11, конденсаторы С5, С6 – дополнительный фильтр питания фазоинверсного каскада усилителя.

Конденсаторы С11, С12 – дополнительный фильтр питания выходного каскада усилителя. Данные конденсаторы необходимо установить как можно ближе к точке соединения плюса источника питания и средней точки первичной обмотки выходного трансформатора.

Резистор R16 – резистор общей отрицательной обратной связи охватывающей усилитель полностью.

Настройка усилителя не представляет сложности. После включения усилителя необходимо дать усилителю прогреться 3-5 минут, после чего необходимо подстройкой резистора R3 выставить напряжение на аноде Ла1.1 равное 120 Вольт, а резисторами R14, R15 токи покоя радиоламп Ла2, Ла3 равные 30 мА. На этом настройку по постоянному току можно считать законченной.

В качестве источника питания вторых сеток выходных пентодов Ла2, Ла3 мной был использован параметрический стабилизатор на газовом стабилитроне СГ13П [4]. Гасящий резистор при этом равен 15 кОм мощностью 10 Вт. Шунтирующий стабилитрон конденсатор равен 0.1 мкФ, шунтирующий резистор равен 150 кОм (Резистор необходим для понижения добротности стабилизатора и уменьшения риска его самовозбуждения в совокупности с фильтрующим конденсатоором).

Настройка по переменному току производится резистором R8 по минимуму искажений на выходе усилителя любым известным способом. После настройки усилителя по переменному току настройку усилителя можно считать законченной.

Если при подключении резистора обратной связи R16 усилитель возбуждается либо повышается выходная мощность, значит вместо отрицательной обратной связи у нас получилась положительная. В этом случае необходимо поменять местами концы первичной либо вторичной обмотки трансформатора.

После настройки усилителя и проработки в течение 50-ти часов с целью проконтролировать стабильность параметров было произведено измерение основных параметров усилителя.

На скрине ниже показана АЧХ спроектированного усилителя при номинальной выходной мощности равной 6Вт.

АЧХ усилителя

По скрину видно, что полоса пропускания усилителя по уровню -3 дБ грубо равна от 10 Гц до 32-33 кГц. Замерить АЧХ в большую сторону не позволяют параметры звуковой карты установленной в ПК.

На скрине ниже показан спектр сигнала на выходе усилителя при номинальной выходной мощности равной 6 Вт.

Спектр сигнала на выходе усилителя

По спектру видно, что суммарный коэффициент гармоник грубо равен 0.57%, а уровень самой высокой гармоники 3-ей (относительно первой — все уровни гармоник указаны относительно уровня первой гармоники т.е. основного испытательного тона) грубо равен -37 дБ.

На скрине далее показан спектр сигнала на выходе усилителя при половинной выходной мощности.

Спектр сигнала на выходе усилителя

По скрину видно, что суммарный коэффициент гармоник грубо равен 0.28%, а уровень самой высокой гармоники 3-ей, грубо равен -45 дБ.

После превышения номинальной выходной мощности равной 6 Вт усилитель начинает плавно входить в ограничение (клиппинг). В таком режиме усилитель способен развивать на выходе мощность равную 12 Вт. Спектр сигнала в таком режиме работы представлен на скрине далее.

Спектр сигнала на выходе усилителя

По скрину видно, что суммарный коэффициент гармоник грубо равен 3%, а уровень самой высокой гармоники 3-ей грубо равен -24…-25 дБ.

После измерения основных параметров усилителя было произведено контрольное прослушивание.

Усилитель на выходе даёт практически нейтральный звук, НЧ отыгрываются хорошо, хотя и несколько не чётко с подбубниванием, инструменты в верхней части звукового диапазона прослушиваются хорошо. Для уменьшения эффекта подбубнивания на НЧ необходимо лампы выходного каскада более точно подобрать в пары, после чего можно будет уменьшить величину ООС, увеличив резистор R16 до 12-15 кОм.

В подборке фото ниже показана работа макета усилителя во время проведения испытаний.

В подборке видео ниже показана работа макета усилителя во время проведения испытаний.

Не стоит судить о качестве воспроизведения по данным видеозаписям т.к. микрофон фотоаппарата обладает посредственным качеством + ужасная акустика помещения со множеством эхо (по видео это прекрасно видно). Видео предназначено исключительно для демонстрационных целей.

Все интересующие вопросы по этой и ранее опубликованным конструкциям пишите на майл: Sobiratel_sxem@mail.ru . На этом на сегодня всё, с уважением, Андрей Савченко.

Список использованной литературы

1. Параметры 6Ф12П

2. Н. Трошкин. Фазоинверторы, журнал Class A, Апрель 1997 г, стр. 16-21

3. Параметры 6П43П

4. Параметры СГ13П

Обновление от 22.08.2020:

Во-первых, коэффициент нелинейных искажений данного усилителя можно значительно уменьшить, если повысить напряжение питания вторых сеток ламп выходного каскада, как минимум, до 200 Вольт (лучше 230-250 Вольт). При этом сетки необходимо запитать от выпрямленного и хорошо сглаженного источника питания (а в идеале стабилизированного). После повышения напряжения питания настройка усилителя выполняется повторно. При более высоком напряжении получается более линейный режим. Впрочем, об этом как раз пойдёт разговор в последующих частях данной статьи.

Во-вторых, извиняюсь за качество прикреплённых скринов замеров. К сожалению, оригиналов данных скринов у меня не сохранилось — пришлось скопировать с ранее размещённой на Радиокоте статьи.