пятница, 7 августа 2015 г.

Гибридный усилитель. Выбираем лампы. Часть 1.


Лампы применяемые в предварительном усилителе

Добрый день.

После длительного перерыва, я продолжаю рассказ о проекте гибридного усилителя. 

В прошлый раз мы определились со структурой будущего усилителя. Решили в качестве «гармонизатора» использовать ламповый предусилитель.

Теперь пришло время выбрать тип каскада и лампу для него. Предусилитель должен придавать звуку "мягкий ламповый окрас". Для этого, на наш взгляд, необходимо воспроизвести характерный спектр искажений, подобный приведенному на рисунке:

Примечание: уровни гармоник приведены относительно уровня основного сигнала (он на графике представлен первой гармоникой)

Гипотетический спектр искажений

Спектр короткий, быстроспадающий, с явным преобладанием второй гармоники. Если бы гармоник выше второй вовсе не было, то спектр можно было бы считать идеальным для наших целей. 

Хорошо маскируемая и "благозвучная" (за счет интервала с основным тоном в одну октаву) вторая гармоника увеличивает «насыщенность» и кажущуюся «детальность» звучания. Так же это свойственно (пусть и в меньшей степени) четвертой гармонике.

Любые другие гармоники более высоких порядков нежелательны. Они плохо маскируются и «музыкальностью» не отличаются. Уровень их должен лежать ниже уровня шума каскада.

Такие «ламповые» искажения, вполне можно получить от простых ламповых каскадов. Мы будем рассматривать только два возможных варианта. Первый вариант - классический каскад с резистивной нагрузкой в аноде. Второй вариант – каскад с динамической нагрузкой (SRPP).

Ламповый каскад с резистивной нагрузкойЛамповый каскад с динамической нагрузкой

Забегая вперед хочу сказать: вариант с динамической нагрузкой был исключен почти сразу. Причина исключения… слишком высокая линейность. Мы хотим окрасить звук, и, в этот раз, высокая линейность нам только помешает.

Тем не менее, результаты измерений каскадов SRPP мы все же приведем. Они нам понадобятся в следующем проекте.

Теперь разберемся с лампами.

Набор ламп, для которых хотелось бы посмотреть спектр, возьмем небольшой. Рассмотрим только самые распространенные лампы. Это пальчиковые 6Н1П и 6Н2П

лампа 6Н2П

и их условные «аналоги» (хотя таковыми в прямом смысле не являющиеся) 6Н8С и 6Н9С.

лампы 6Н8С и 6Н9С

Пальчиковые мы выбрали за их доступность, распространенность и удобство применения в нашем усилителе. Октальные - для сравнения.

Итак, перейдем к измерениям

Примечание: при проведении измерений не ставилось задачи получения точных данных для конкретных экземпляров ламп. Было желание сравнить спектры и их изменение при смене схем и режимов. Поэтому графики спектров приведены усредненные по нескольким независимым измерениям. Данные в них округлены. 

Измерения мы начали с лампы 6Н1П, включенной в каскаде с динамической нагрузкой. Варьирование режимов (в разумных пределах) влияло на результирующий спектр незначительно. Один из вариантов (его мы планируем применить в следующем проекте) приведен на рисунке:

Ламповый каскад с динамической нагрузкой

Измерения проводились на разных частотах (50Гц, 1КГц, 10КГц) и с разными амплитудами выходного сигнала (10В, 20В). Но так как от частоты состав и уровень спектра искажений не изменялся, то тут приведу графики только для частоты 1КГц.

В тестировании участвовали лампы разных годов выпуска (с 65 по 92 год). Для всех экземпляров результаты оказались довольно близки. Разброс относительно среднего значения не превышал 5Дб. Вот усредненные графики спектров:

Спектр искажений при уровне выходного сигнала 10В

Спектр искажений при уровне выходного сигнала 20В

На мой взгляд каскад показал весьма неплохую линейность. При амплитуде выходного сигнала 10В, присутствует только вторая гармоника и ее уровень, примерно, 0,06%. Такой спектр можно считать "идеальным". С увеличением амплитуды выходного сигнала наблюдается рост искажений, но их спектр и уровень остаются приемлемыми.

Итог: Каскад с динамической нагрузкой на лампе 6Н1П, показал хорошие результаты. Но именно в текущем проекте он не подходит. Нам не нужна такая высокая линейность. Тем не менее схему и результат запомним, они нам пригодятся в будущем.

На этом все. В следующий раз мы сравним лампы в каскаде с резистивной нагрузкой.

С уважением, Константин М.

Приглашаю в гости, посмотреть все самое новое и интересное:) Буду рад общению ) :

Наше сообщество на G+
И еще одно на FB

Моя страничка на Facebook'е
Мой профиль в G+


Другие статьи по проекту:


Про лампы:


Про корпус: