понедельник, 16 ноября 2015 г.

Лампы для усилителя напряжения. Часть 3.

Лампы 6Н23П и 6Н6П

Добрый день.

Ранее я уже рассказывал о результатах измерений спектров искажений для нескольких типов ламп. Подробнее можно посмотреть в статьях "Гибридный усилитель. Выбираем лампы. Часть 1." и "Выбор ламп для предусилителя. Часть 2.".

Выбор лампы был сделан и я собрал на ней предварительный усилитель. Уже после появления статей нам предложили посмотреть спектр лампы 6Н23П в "высоковольтном" и "низковольтном" режимах. Мы пообещали это сделать. Вот теперь пора обещание выполнить.


Лампа 6Н23П. 

Лампа 6Н23П

"Низковольтный" режим

Внимание! Появилась новая статья с более подробными измерениями низковольтного режима для лампы 6Н23П. Кроме "обычного" резистивного каскада в ней рассмотрен каскад с источником тока в анодной цепи, который дает значительно лучшие результаты. Статью можно найти по ссылке "Лампа 6Н23П. В поисках ответов"

Все началось с обсуждения схемы гибридного усилителя для наушников. Ее отличительной особенностью является использование лампы 6Н23П в режиме с низким напряжением питания (и с малыми анодными токами). Близкий по режимам входной ламповый каскад изображен на рисунке

Простой низковольтный усилитель напряжения на лампе 6Н23П

Примечание: точных значений режима у нас не было. Поэтому режимы оригинальной схемы я определил расчетно с учетом исходной схемы усредненных ВАХ лампы и напряжения питания каскада (60В). В тестовом каскаде выставлен близкий режим. Вполне возможно, что в оригинальной схеме результаты измерений незначительно отличались бы от полученных для нашего каскада.

Измерения провел как обычно: для нескольких уровней выходного сигнала и разных частот. Графики приведу только для частоты 1 КГц. Потому что для частот 100 Гц и 10 КГц результаты отличались незначительно (в пределах ошибки измерений).

В первую очередь привожу графики для выходных сигналов с амплитудой 1 В и 2 В. Вероятно, именно такие уровни были в гибридном усилителе, с которого все началось.

Спектр искажений для лампы 6Н23П (низковольтный режим)

Уровень искажений высокий и быстро растет с увеличением амплитуды выходного сигнала. Уже при уровне 2 В вторая гармоника достигает 1 %, третья -  0,03 %... Хорошо это или плохо? Мне кажется, что честным и чистым звук такого усилителя называть не стоит. Скорее он "сильно окрашенный".

Примечание: при использовании этого каскада в реальной схеме уровень искажений, наверняка, будет выше. Скажется влияние следующего каскада.

Увеличим уровень выходного сигнала:

Спектр искажений для лампы 6Н23П (низковольтный режим)

Искажения выросли (более 3 %), в спектре появились гармоники до 7-ой. Но лампа в этом не виновата. Просто мы слишком много от нее хотим. Вывод: не надо мучить лампы :).

Общий вывод: 6Н23П приемлемо работает с напряжением питания 60В (на аноде 40В) при уровне выходного сигнала до 1-2 В.

Теперь посмотрим, что эта лампа может в каскаде с высоким напряжением питания.

Итак: лампа 6Н23П в "высоковольтном" режиме:

Измерения проведем для обычного резистивного каскада и для SRPP. Начнем с резистивного. Надо выбрать режим. Анодное напряжение, ток анода, напряжение питания и сопротивление нагрузки могут сильно влиять на параметры каскада. Так на каком же режиме остановиться?

Признаюсь: я не захотел заниматься оптимизацией или пробовать все режимы, которые для этой лампы заявляются как "самые лучшие". Поэтому выбирал на свое усмотрение. "Подвигал" настройку, проводя пробные измерения спектра. Серьезных изменений в результатах не заметил. Остановился на режиме который показался лучшим.

Простой усилитель напряжения на лампе 6Н23П

Примечание: допускаю, что мог ошибиться с выбором режима работы каскада. Может быть есть более "правильный"?

Измерения проведены для четырех уровней выходного сигнала. Вот графики:

Спектр искажений для лампы 6Н23П (Uпит - 300В)

Спектр искажений для лампы 6Н23П (Uпит - 300В)

Результат такой, как и следовало ожидать. Линейность выросла: уровни гармоник снизились, а спектры укоротились. Каскад вполне можно применить в "ушном" усилителе с уровнем выходного сигнала до 5-8 В (для высокоомных наушников).

Наверное, звук станет более чистым и достоверным (по сравнению с "низковольтным" режимом).

Посмотрим 6Н23П в SRPP:

Усилитель SRPP на лампе 6Н23П

Результаты измерений:

Спектр искажений для лампы 6Н23П (SRPP)

Спектр искажений для лампы 6Н23П (SRPP)

Спектр искажений для лампы 6Н23П (SRPP)

Линейность еще немного подросла. Если использовать эту лампу в гибридном усилителе для низкоомных наушников (Uвых < 2 В), то уровень искажений каскада не превысит 0.1 %. Так как спектр в этом режиме представлен только второй гармоникой, то можно предполагать, что искажения будут совершенно не заметны на слух и не дадут окраски.

Пусть каждый сам решает для себя: стоит ли использовать эту лампу в предварительном каскаде гибридного усилителя для наушников или поискать что-нибудь другое.

Изменением типа каскада и режима работы лампы ее звук можно поменять в широком диапазоне: от сильно "окрашенного" до практически "честного". А выбор того, что и как слушать - дело личное :). И любой выбор будет совершенно правильным, если звук будет нравиться именно вам...

Пора перейти ко второй участнице сегодняшних измерений.

Лампа 6Н6П

Лампа 6Н6П

Лампу 6Н6П применять в усилителе напряжения я не планировал и проводить для нее измерения не собирался. Я обратил на нее внимание после недавней дискуссии на фейсбуке.

Некоторое время назад один активный ценитель_лампового_звука попытался донести до моего коллеги Никиты мысль о том, что полупроводники супротив ламп то же, что "плотник супротив столяра" (с).

Примечание: Никита - один из соавторов этого блога и незаменимый участник нашего небольшого коллектива. Среди множества прочих своих дел он еще представляет нас на фейсбуке... Поэтому ему и пришлось общаться с любителем_лампового_звука.

Манера общения ценителя была не очень корректной и не располагала к дружеской беседе. А недостаток аргументации он компенсировал эмоциями и безапелляционностью заявлений. Создавалось ощущение, что общение становится совершенно бессмысленной тратой времени. Такими являются почти все беседы на тему "что лучше? Лампы или полупроводники?"

В тот момент, когда стало совсем грустно и скучно, собеседник озвучил утверждение о том, что лампа 6Н6П при питании 300 В способна выдать на выходе сигнал с амплитудой 100 В и уровнем искажений 0.01 %  Появились цифры и конкретика. Общение наконец-то могло стать конструктивным, полезным и интересным. 

В каком же каскаде и при каких режимах нужно запустить лампу для того, чтобы получить такие результаты? Почему-то оппонент не захотел ответить на этот  вопрос :(. Он потерял к нам интерес и перестал отвечать. Остается только догадываться, что его отпугнуло. Может неспособность Никиты проникнуться тотальной любовью к лампам, а может его собственная не любовь к точным цифрам... если собеседник Никиты вновь появится мы, возможно, узнаем это. 

Из-за неожиданного завершения общения так и осталось непонятно: в каком режиме мерить... Но я никак не мог отделаться от желания проверить лампу. Даже сходил до магазина и приобрел несколько штук 86 года рождения.

Вообще в дискуссии речь шла о простых предварительных каскадах, поэтому я посчитал, что можно попробовать все те же резистивный каскад и SRPP. Режимы опять-таки выбрал на свое усмотрение по серии коротких тестовых измерений. 

6Н6П. Резистивный каскад

Простой усилитель напряжения на лампе 6Н6П

Результаты измерений

Спектр искажений для лампы 6Н6П

Спектр искажений для лампы 6Н6П

Примечание: судя по всему, в измерении для выходного сигнала 5 В потеряна информация о третьей гармонике. Так как это выяснилось только на этапе подготовки статьи (все уже разобрано), то данные восстановить не удалось. Можно предположить, что значение должно было быть примерно -85дБ.

Пока ничего особенного. При малых выходных сигналах искажения порядка 0.03%. При больших (10В) - подбираются к 1%. Результаты примерно такие же как для 6Н23П. Но за счет большего тока покоя эта лампа сможет работать при меньшем входном сопротивлении последующего каскада.

Посмотрим SRPP. Может там что-нибудь особенное увидим?

Усилитель SRPP на лампе 6Н6П

Результаты

Спектр искажений для лампы 6Н6П (SRPP)

Спектр искажений для лампы 6Н6П (SRPP)

Линейность подросла. Теперь даже для выходного сигнала 10 В уровень искажений составляет 0.3-0.4%. Но все равно ни о каких 0.01% речи не идет. К отметке 0.02-0.03% удается приблизиться только при малом выходном сигнале. 

Примечание: возможно я просто не смог заставить лампу работать в нужном режиме. Если кто-нибудь знает как это сделать, подскажите :)

Итоги:

Все полученные в результате измерений цифры я свел в одну общую таблицу. В нее также добавлены результаты полученные ранее для лампы 6Н1П в разных схемах (SRPP и резистивный каскад)

Сводная таблица спектров искажений для ламп 6Н6П 6Н23П 6Н1П

Каждый сделает свои выводы. Но для себя я подтвердил, что для построения каскадов с минимальными искажениями (для гибридных усилителей), из представленных ламп, лучше всего подходит 6Н1П. 

С уважением, Константин М.

Приглашаю в гости:). Все самое новое и интересное тут :

Наше сообщество на G+
И еще одно на FB

Мой профиль в G+
Моя страничка на Facebook'е




Другие статьи по проекту:


Про лампы:


Про корпус: