Лампы для усилителя напряжения. Часть 3.

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.

Внимание: Я меееедленный: пишу тут редко, чаще всего когда хочется отлынить от работы)). А все новое и интересное, неизменно в свежем виде, сразу попадает в инстаграм. Кликайте СЮДА, переходите на мой аккаунт и подписывайтесь :) Я всегда буду очень Вам рад! Приятного чтения :)

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

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.

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:

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.

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

Измерения проведены для четырех уровней выходного сигнала. Вот графики:

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:

Результаты измерений:

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

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

Результаты измерений

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?

Результаты

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)

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:

Новый проект. Начало.

Про лампы:

Гибридный усилитель. Выбираем лампы. Часть 1.

Выбор ламп для предусилителя. Часть 2.

Собираем лаповый предварительный усилитель.

Про корпус:

Займемся рисованием. Корпус для "Самурая"

Опилки и пыль. Создаем основу корпуса "Самурая"

Поиграем в пирамидки? Черновая сборка корпуса "Самурая"

Грязная работа. Грунтуем и красим корпус гибридного усилителя "Самурай"