Witajcie, chciałbym zaprezentować swoja kolejną konstrukcję. Tym razem będzie to wzmacniacz lampowy zbudowany na lampach 6SQ7 / 6Г2 (6G2) - triodzie i duodiodzie w jednej obudowie oraz popularnych lampach EL34 - pentodach mocy.
Wstęp:
Historia tego projektu sięga stycznia 2021 r., kiedy postanowiłem sprawić sobie pierwszy wzmacniacz lampowy. Zakupiłem stosunkowo prosty i tani wzmacniacz zbudowany na lampach 6N8C (6H8S) i EL34, który był obiecujący pod względem podatności na przeróbki. Kiedy już do mnie dotarł, okazał się być strasznym bublem – proporcjonalnym do ceny. Posiadał całą masę bardzo dziwnych połączeń (opisałem je na jednym z forów internetowych), które znacząco zmodyfikowałem. Przede wszystkich wykorzystałem obie połówki lampy 6N8C poprzez połączenie równoległe obu triod. Dźwięk był przyzwoity, być może dlatego, że był to mój pierwszy kontakt z lampowym brzmieniem. Wzmacniacz napędzał wówczas świeżo wyremontowane pochodzące z 1975 r. 25 watowe kolumny Siemens RL 203. Jednocześnie zacząłem chłonąć wiedzę o budowie wzmacniaczy lampowych i zasadach ich działania. Doprowadziło mnie to do decyzji o kolejnej już poważnej modyfikacji mojego wzmacniacza.
Schemat wzmacniacza po pierwszej modernizacji.
Zainteresowałem się bardzo popularnym obecnie układem z obciążeniem aktywnym - SRPP (Series Regulated Push-Pull), który został opatentowany przez Maurica Artzta w lutym 1943 r. („Balanced Direct and Alternating Current Amplifiers”, US patent 2,310,342), a znalazł zastosowanie przede wszystkim w sprzęcie telewizyjnym i innych układach wysokiej częstotliwości. Układ ten pozytywnie wpływa na dźwięk, jednak pomiary i liczne artykuły pokazują, że jest nieco przereklamowany i jego stosowanie bardziej wynika z poszukiwania pomysłu na wykorzystanie obu triod lamp 6SN7 / 6N8C niż z przyczyn obiektywnych i technicznie uzasadnionych.
Schemat wzmacniacza z zastosowaniem układu SRPP.
Rozważałem również kwestię pozostawienia innego popularnego wśród konstruktorów rozwiązania – odczepu UL (ultra linear) transformatora głośnikowego. Ta z kolei koncepcja zaproponowana w 1937 r. przez Alana D. Blumleina, w późniejszym czasie rozwinięta przez Davida Chaflera i Gerberta Keroesa w 1951 r., przez wielu konstruktorów jest krytykowana, jednak uważam osobiście, że wzmacniacz z odczepem UL brzmi dużo lepiej niż bez niego. W międzyczasie kupiłem prościutki oscyloskop i odkryłem, że wzmacniacz przy niektórych pomiarach zachowuje się dziwnie. Dziś już wiem, że problemem były słabo wykonane trafa głośnikowe. Zatem poszukiwania trwały…
Wreszcie niezadowolony z całości podjąłem decyzję o stworzeniu czegoś zupełnie nowego. Po długich poszukiwaniach natknąłem się na kilka pomysłów z zastosowaniem mało popularnych lamp 6SQ7 lub ich radzieckich odpowiedników 6Г2 (6G2) oraz pentod EL34. Układ zaprojektowałem, zamówiłem nowe 15 watowe trafa głośnikowe od firmy EDIS pana Ogonowskiego oraz trafo zasilające rodem z Azji.
Po tak długim wstępie (za który przepraszam) zapraszam serdecznie do zapoznania się z projektem.
Schemat wzmacniacza - wersja finalna.
Zasilacz:
Źródłem napięć zasilających jest dość spory transformator o mocy 200 wat dostarczający 5V napięcia żarzenia duodiody prostowniczej 5U4G / 5Ц3С (5C3S), 6,3V napięcia żarzenia lamp 6SQ7 / 6Г2 z odczepem środkowym, 2 x 6,3V napięcia żarzenia lamp EL34 oraz 320V napięcia anodowego z odczepem środkowym. W celu zmniejszenia udaru prądowego spowodowanego stosunkowo dużą pojemnością kondensatorów elektrolitycznych zaraz za lampą prostowniczą jest niewielki 11Ω rezystor. Następnie jest zespół dwóch kondensatorów: elektrolityczny 47µF / 500V oraz foliowy 100nF / 630V; cewka indukcyjna 5H (która także ogranicza udar prądowy lampy prostowniczej); kolejny zespół dwóch kondensatorów: elektrolityczny 220µF / 450V oraz foliowy 100nF / 630V. Tak wyprostowane napięcie anodowe 330V zasila lampy EL34. Napięcie to stanowi również zasilanie anod lamp 6SQ7 / 6Г2 gdzie trafia przez rezystor 20kΩ, zestaw kondensatorów opisany wyżej i kolejny rezystor 68kΩ, co daje w konsekwencji napięcie anodowe 235V. Zastosowanie tak dużych pojemności kondensatorów elektrolitycznych okazało się niezbędne ze względu na wysokie wzmocnienie lamp 6SQ7 / 6Г2, które „łapią” wszystko dookoła i są wrażliwe na słabą filtrację napięcia anodowego. W moim przypadku pierwotny zestaw kondensatorów 2 x 47µF, 200µF był nieskuteczny – brum z zasilacza 100Hz był wyraźnie słyszalny w głośnikach (mierzony na oscyloskopie wynosił około 14mV), a w docelowej konfiguracji jest praktycznie niezauważalny – wynosi około 1-2mV.
Wzmacniacz:
Sygnał wejściowy po przejściu przez 100k potencjometr ALPS trafia na siatkę lampy 6SQ7 / 6Г2. Lampy te są bardzo starą, ciekawą konstrukcją zaprojektowaną w 1938 r., stosowaną w lampowych superheterodynowych odbiornikach radiowych. W jednej bańce posiadają one duodiodę prostowniczą (w moim projekcie nieużywane) oraz triodę o dużym wzmocnieniu (amplification factor 100V/V). Korzystam z dwóch rodzajów tych lamp – 6SQ7GT produkcji nieistniejącej już włoskiej firmy FIVRE (Fabbrica Italiana Valvole Elettriche - Milano) z końca lat 30-tych, wytwarzanych na amerykańskiej licencji firmy R.C.A. Radiotron (obecnie RCA - Radio Corporation of America) oraz radzieckich lamp 6Г2 wyprodukowanych w 1971 r.
Sygnał ze stopnia napięciowego trafia poprzez kondensator foliowy Mundorf Mcap 0,68µF / 400V i rezystor 1,2kΩ (zapobiegający ewentualnym oscylacjom) na kolejny stopień wzmacniający oparty na lampach EL34. Obecnie używam jeszcze lampy z pierwotnej konstrukcji chińskiej firmy PSVANE, jednak docelowo będą zamontowane już zakupione lampy amerykańskie firmy Elektro-Harmonix. Następnie sygnał trafia na transformatory głośnikowe posiadające odczep UL w 43% uzwojenia pierwotnego.
We wzmacniaczu zastosowałem dwa dość nietypowe rozwiązania. Zamiast klasycznego polaryzującego rezystora katodowego lamp 6SQ7 / 6Г2 są połączone szeregowo: czerwona dioda LED oraz rezystor 160Ω. Układ taki ma wiele zalet – uzyskujemy dość precyzyjny spadek napięcia (można go z łatwością regulować zmianą barwy diody LED) przy bardzo małej rezystancji wewnętrznej, to tak jakbyśmy zastosowali rezystor katodowy z kondensatorem obejściowym o dużej wartości, zapewnia to także lepszy stosunek sygnału do szumu i nieco wyższe wzmocnienie (bardzo dobrze opisuje to rozwiązanie Morgan Jones w swoim potężnym dziele „Valve Amplifiers”).
Drugim nietypowym rozwiązaniem jest specyficzna pętla sprzężenia zwrotnego pomiędzy anodami stopnia wejściowego i stopnia mocy oparta o rezystor 300kΩ. Pierwszy raz tego rodzaju sprzężenie zwrotne zostało opisane przez pracownika R.C.A. Radiotron Otto H. Schade’a w 1938 r. w artykule „Beam Power Tubes”, szeroko omawiane, chwalone i krytykowane na wielu forach internetowych. Pozwala ono nieco obniżyć poziom zniekształceń wzmacniacza, w moim subiektywnym odczuciu słuchowym brzmi znacznie lepiej niż popularne globalne sprzężenie zwrotne pomiędzy uzwojeniem wtórnym trafa głośnikowego i rezystorem katodowym stopnia wejściowego. Warto też podkreślić, że niższa wartość tego rezystora ma wpływ na niższe częstotliwości, a wyższa wartość rezystancji podkreśla tony wysokie, co pozwala nadać wzmacniaczowi specyficzny charakter brzmienia.
Z punktu widzenia konstrukcyjnego bardzo istotną rolę w wykonaniu tego wzmacniacza lampowego odgrywa prowadzenie mas. Zastosowałem tutaj dwa układy gwiaździste: jeden to schodzące się w jednym punkcie masy połączone do lamp, drugi to schodzące się w jednym punkcie masy transformatora zasilającego, transformatorów głośnikowy oraz wejść i wyjść wzmacniacza. Oba punkty następnie łączone są razem. Łączenie mas, tam gdzie to było możliwe przeprowadziłem grubym drutem miedzianym. Całość jest podłączona przez układ mostka prostowniczego, rezystora 10Ω / 5W i kondensatora 100nF / 630V klasy X1 z przewodem uziemiającym sieci energetycznej.
Widok wnętrza wzmacniacza.
Odsłuch i pomiary:
Po wielu różnych doświadczeniach z poprzednimi konstrukcjami uważam, że wzmacniacz brzmi niesamowicie. Głębia, wyrazistość dźwięku, szerokość sceny muzycznej są nieporównywalne z tym co dotychczas miałem okazję słyszeć. Basu nie brakuje, jest umiarkowany i przyjemny w odbiorze. Dodam, że mój wzmacniacz lampowy działa ze świetnymi wyremontowanymi przeze mnie trójdrożnymi 4 omowymi kolumnami CANTON GLE 70 z 1978 r. Swoją drogą polecam te wielokrotnie nagradzane i bardzo chwalone monitory.
Parametry techniczne wzmacniacza:
- pasmo przenoszenia od 10Hz do 37kHz
- moc wyjściowa wynosi nieco ponad 6W na kanał na 8 omach
- współczynnik zawartości harmonicznych (THD) 1,30%
- zniekształcenia intermodulacyjne (IMD + szum) 1,32%
- poziom szumów - 77,8 dB
- przesłuch międzykanałowy -71,3 dB
- pobór prądu około 100 VA
(Pomiary audio wykonałem programem RightMark Audio Analyzer używając karty dźwiękowej Creative SB X-FI HD)
Wynik pomiaru oscyloskopem sygnałem prostokątnym - odpowiednio 20Hz, 1kHz i 20kHz.
Wynik pomiaru współczynnika zawartości harmonicznych (THD)
Wynik pomiaru pasma przenoszenia.
Na koniec zachęcam każdego do budowy swojego wzmacniacza lampowego, jest to naprawdę ciekawa edukacyjna przygoda i wielka frajda z samodzielnego projektowania i budowy. W moim przypadku efekt końcowy przeszedł moje najśmielsze oczekiwania. Oczywiście gdyby ktoś się zdecydował zastosować moje rozwiązania to służę pomocą merytoryczną.
Widok z przodu wzmacniacza lampowego (lampy 6Г2, EL34, 5U4G / 6SQ7GT, EL34, 5Ц3С).
Widok z góry wzmacniacza lampowego (lampy 6SQ7GT, EL34, 5Ц3С).
P.S. Może pojawić się pytanie co to za tajemnicza płytka uniwersalna obok lampy prostowniczej Śpieszę z odpowiedzią, że jest to zwykły układ czasowy oparty o NE555, który po włączeniu zasilania odmierza około 2 minuty i gasi podłączoną do niego diodę LED - informując tym samym, że lampy już są gotowe do pracy
Wstęp:
Historia tego projektu sięga stycznia 2021 r., kiedy postanowiłem sprawić sobie pierwszy wzmacniacz lampowy. Zakupiłem stosunkowo prosty i tani wzmacniacz zbudowany na lampach 6N8C (6H8S) i EL34, który był obiecujący pod względem podatności na przeróbki. Kiedy już do mnie dotarł, okazał się być strasznym bublem – proporcjonalnym do ceny. Posiadał całą masę bardzo dziwnych połączeń (opisałem je na jednym z forów internetowych), które znacząco zmodyfikowałem. Przede wszystkich wykorzystałem obie połówki lampy 6N8C poprzez połączenie równoległe obu triod. Dźwięk był przyzwoity, być może dlatego, że był to mój pierwszy kontakt z lampowym brzmieniem. Wzmacniacz napędzał wówczas świeżo wyremontowane pochodzące z 1975 r. 25 watowe kolumny Siemens RL 203. Jednocześnie zacząłem chłonąć wiedzę o budowie wzmacniaczy lampowych i zasadach ich działania. Doprowadziło mnie to do decyzji o kolejnej już poważnej modyfikacji mojego wzmacniacza.
Schemat wzmacniacza po pierwszej modernizacji.
Zainteresowałem się bardzo popularnym obecnie układem z obciążeniem aktywnym - SRPP (Series Regulated Push-Pull), który został opatentowany przez Maurica Artzta w lutym 1943 r. („Balanced Direct and Alternating Current Amplifiers”, US patent 2,310,342), a znalazł zastosowanie przede wszystkim w sprzęcie telewizyjnym i innych układach wysokiej częstotliwości. Układ ten pozytywnie wpływa na dźwięk, jednak pomiary i liczne artykuły pokazują, że jest nieco przereklamowany i jego stosowanie bardziej wynika z poszukiwania pomysłu na wykorzystanie obu triod lamp 6SN7 / 6N8C niż z przyczyn obiektywnych i technicznie uzasadnionych.
Schemat wzmacniacza z zastosowaniem układu SRPP.
Rozważałem również kwestię pozostawienia innego popularnego wśród konstruktorów rozwiązania – odczepu UL (ultra linear) transformatora głośnikowego. Ta z kolei koncepcja zaproponowana w 1937 r. przez Alana D. Blumleina, w późniejszym czasie rozwinięta przez Davida Chaflera i Gerberta Keroesa w 1951 r., przez wielu konstruktorów jest krytykowana, jednak uważam osobiście, że wzmacniacz z odczepem UL brzmi dużo lepiej niż bez niego. W międzyczasie kupiłem prościutki oscyloskop i odkryłem, że wzmacniacz przy niektórych pomiarach zachowuje się dziwnie. Dziś już wiem, że problemem były słabo wykonane trafa głośnikowe. Zatem poszukiwania trwały…
Wreszcie niezadowolony z całości podjąłem decyzję o stworzeniu czegoś zupełnie nowego. Po długich poszukiwaniach natknąłem się na kilka pomysłów z zastosowaniem mało popularnych lamp 6SQ7 lub ich radzieckich odpowiedników 6Г2 (6G2) oraz pentod EL34. Układ zaprojektowałem, zamówiłem nowe 15 watowe trafa głośnikowe od firmy EDIS pana Ogonowskiego oraz trafo zasilające rodem z Azji.
Po tak długim wstępie (za który przepraszam) zapraszam serdecznie do zapoznania się z projektem.
Schemat wzmacniacza - wersja finalna.
Zasilacz:
Źródłem napięć zasilających jest dość spory transformator o mocy 200 wat dostarczający 5V napięcia żarzenia duodiody prostowniczej 5U4G / 5Ц3С (5C3S), 6,3V napięcia żarzenia lamp 6SQ7 / 6Г2 z odczepem środkowym, 2 x 6,3V napięcia żarzenia lamp EL34 oraz 320V napięcia anodowego z odczepem środkowym. W celu zmniejszenia udaru prądowego spowodowanego stosunkowo dużą pojemnością kondensatorów elektrolitycznych zaraz za lampą prostowniczą jest niewielki 11Ω rezystor. Następnie jest zespół dwóch kondensatorów: elektrolityczny 47µF / 500V oraz foliowy 100nF / 630V; cewka indukcyjna 5H (która także ogranicza udar prądowy lampy prostowniczej); kolejny zespół dwóch kondensatorów: elektrolityczny 220µF / 450V oraz foliowy 100nF / 630V. Tak wyprostowane napięcie anodowe 330V zasila lampy EL34. Napięcie to stanowi również zasilanie anod lamp 6SQ7 / 6Г2 gdzie trafia przez rezystor 20kΩ, zestaw kondensatorów opisany wyżej i kolejny rezystor 68kΩ, co daje w konsekwencji napięcie anodowe 235V. Zastosowanie tak dużych pojemności kondensatorów elektrolitycznych okazało się niezbędne ze względu na wysokie wzmocnienie lamp 6SQ7 / 6Г2, które „łapią” wszystko dookoła i są wrażliwe na słabą filtrację napięcia anodowego. W moim przypadku pierwotny zestaw kondensatorów 2 x 47µF, 200µF był nieskuteczny – brum z zasilacza 100Hz był wyraźnie słyszalny w głośnikach (mierzony na oscyloskopie wynosił około 14mV), a w docelowej konfiguracji jest praktycznie niezauważalny – wynosi około 1-2mV.
Wzmacniacz:
Sygnał wejściowy po przejściu przez 100k potencjometr ALPS trafia na siatkę lampy 6SQ7 / 6Г2. Lampy te są bardzo starą, ciekawą konstrukcją zaprojektowaną w 1938 r., stosowaną w lampowych superheterodynowych odbiornikach radiowych. W jednej bańce posiadają one duodiodę prostowniczą (w moim projekcie nieużywane) oraz triodę o dużym wzmocnieniu (amplification factor 100V/V). Korzystam z dwóch rodzajów tych lamp – 6SQ7GT produkcji nieistniejącej już włoskiej firmy FIVRE (Fabbrica Italiana Valvole Elettriche - Milano) z końca lat 30-tych, wytwarzanych na amerykańskiej licencji firmy R.C.A. Radiotron (obecnie RCA - Radio Corporation of America) oraz radzieckich lamp 6Г2 wyprodukowanych w 1971 r.
Sygnał ze stopnia napięciowego trafia poprzez kondensator foliowy Mundorf Mcap 0,68µF / 400V i rezystor 1,2kΩ (zapobiegający ewentualnym oscylacjom) na kolejny stopień wzmacniający oparty na lampach EL34. Obecnie używam jeszcze lampy z pierwotnej konstrukcji chińskiej firmy PSVANE, jednak docelowo będą zamontowane już zakupione lampy amerykańskie firmy Elektro-Harmonix. Następnie sygnał trafia na transformatory głośnikowe posiadające odczep UL w 43% uzwojenia pierwotnego.
We wzmacniaczu zastosowałem dwa dość nietypowe rozwiązania. Zamiast klasycznego polaryzującego rezystora katodowego lamp 6SQ7 / 6Г2 są połączone szeregowo: czerwona dioda LED oraz rezystor 160Ω. Układ taki ma wiele zalet – uzyskujemy dość precyzyjny spadek napięcia (można go z łatwością regulować zmianą barwy diody LED) przy bardzo małej rezystancji wewnętrznej, to tak jakbyśmy zastosowali rezystor katodowy z kondensatorem obejściowym o dużej wartości, zapewnia to także lepszy stosunek sygnału do szumu i nieco wyższe wzmocnienie (bardzo dobrze opisuje to rozwiązanie Morgan Jones w swoim potężnym dziele „Valve Amplifiers”).
Drugim nietypowym rozwiązaniem jest specyficzna pętla sprzężenia zwrotnego pomiędzy anodami stopnia wejściowego i stopnia mocy oparta o rezystor 300kΩ. Pierwszy raz tego rodzaju sprzężenie zwrotne zostało opisane przez pracownika R.C.A. Radiotron Otto H. Schade’a w 1938 r. w artykule „Beam Power Tubes”, szeroko omawiane, chwalone i krytykowane na wielu forach internetowych. Pozwala ono nieco obniżyć poziom zniekształceń wzmacniacza, w moim subiektywnym odczuciu słuchowym brzmi znacznie lepiej niż popularne globalne sprzężenie zwrotne pomiędzy uzwojeniem wtórnym trafa głośnikowego i rezystorem katodowym stopnia wejściowego. Warto też podkreślić, że niższa wartość tego rezystora ma wpływ na niższe częstotliwości, a wyższa wartość rezystancji podkreśla tony wysokie, co pozwala nadać wzmacniaczowi specyficzny charakter brzmienia.
Z punktu widzenia konstrukcyjnego bardzo istotną rolę w wykonaniu tego wzmacniacza lampowego odgrywa prowadzenie mas. Zastosowałem tutaj dwa układy gwiaździste: jeden to schodzące się w jednym punkcie masy połączone do lamp, drugi to schodzące się w jednym punkcie masy transformatora zasilającego, transformatorów głośnikowy oraz wejść i wyjść wzmacniacza. Oba punkty następnie łączone są razem. Łączenie mas, tam gdzie to było możliwe przeprowadziłem grubym drutem miedzianym. Całość jest podłączona przez układ mostka prostowniczego, rezystora 10Ω / 5W i kondensatora 100nF / 630V klasy X1 z przewodem uziemiającym sieci energetycznej.
Widok wnętrza wzmacniacza.
Odsłuch i pomiary:
Po wielu różnych doświadczeniach z poprzednimi konstrukcjami uważam, że wzmacniacz brzmi niesamowicie. Głębia, wyrazistość dźwięku, szerokość sceny muzycznej są nieporównywalne z tym co dotychczas miałem okazję słyszeć. Basu nie brakuje, jest umiarkowany i przyjemny w odbiorze. Dodam, że mój wzmacniacz lampowy działa ze świetnymi wyremontowanymi przeze mnie trójdrożnymi 4 omowymi kolumnami CANTON GLE 70 z 1978 r. Swoją drogą polecam te wielokrotnie nagradzane i bardzo chwalone monitory.
Parametry techniczne wzmacniacza:
- pasmo przenoszenia od 10Hz do 37kHz
- moc wyjściowa wynosi nieco ponad 6W na kanał na 8 omach
- współczynnik zawartości harmonicznych (THD) 1,30%
- zniekształcenia intermodulacyjne (IMD + szum) 1,32%
- poziom szumów - 77,8 dB
- przesłuch międzykanałowy -71,3 dB
- pobór prądu około 100 VA
(Pomiary audio wykonałem programem RightMark Audio Analyzer używając karty dźwiękowej Creative SB X-FI HD)
Wynik pomiaru oscyloskopem sygnałem prostokątnym - odpowiednio 20Hz, 1kHz i 20kHz.
Wynik pomiaru współczynnika zawartości harmonicznych (THD)
Wynik pomiaru pasma przenoszenia.
Na koniec zachęcam każdego do budowy swojego wzmacniacza lampowego, jest to naprawdę ciekawa edukacyjna przygoda i wielka frajda z samodzielnego projektowania i budowy. W moim przypadku efekt końcowy przeszedł moje najśmielsze oczekiwania. Oczywiście gdyby ktoś się zdecydował zastosować moje rozwiązania to służę pomocą merytoryczną.
Widok z przodu wzmacniacza lampowego (lampy 6Г2, EL34, 5U4G / 6SQ7GT, EL34, 5Ц3С).
Widok z góry wzmacniacza lampowego (lampy 6SQ7GT, EL34, 5Ц3С).
P.S. Może pojawić się pytanie co to za tajemnicza płytka uniwersalna obok lampy prostowniczej
Śpieszę z odpowiedzią, że jest to zwykły układ czasowy oparty o NE555, który po włączeniu zasilania odmierza około 2 minuty i gasi podłączoną do niego diodę LED - informując tym samym, że lampy już są gotowe do pracy 
Cool? Ranking DIY
