Selene - przeciwsobny klasyk na 6L6

[Piotr]

Po dłuższej przerwie postanowiłem znów uraczyć was wzmacniaczem.

Zastanawiałem się jaka lampa mocy pozwoli na stosowanie największej ilości zamienników, odpowiedników, podobnych typów itd. Oczywiście stara, dobra 6L6. Nawiasem mówiąc jest to ponoć najdłużej produkowana lampa na świecie. Jeżeli zaprojektuje się układ wedle specyfikacji dla oryginalnej 19-watowej 6L6, będzie można wetknąć w niego wszystko, od rzeczonej metalowej 6L6, przez wszelkie 6L6-G, 6P3S, po 5881 i większe 6L6-GC. Do wyboru, do koloru.

Wziąłem więc układ przeciwsobny w klasie A dający eleganckie 15W mocy, dołożyłem staromodny odwracacz parafazowy na 6SN7, pojedynczy stopień wejściowy na tejże, a do smaku dorzuciłem fikuśny transformator wyjściowy z paroma ciekawymi odczepami zapiętymi w sprzężenie zwrotne.
Całość wrzuciłem do niewielkiej obudowy w formie wzmacniacza stereofonicznego ze wspólnym zasilaczem, regulatorem głośności i 4-pozycyjnym przełącznikiem wejść.

Parametry, jakie udało mi się osiągnąć okazały się nadspodziewanie dobre, mianowicie pasmo przy spadku -1dB sięga od 14Hz do niemal 70kHz.
Poniżej kilka zdjęć i schemat, jeżeli ktoś będzie miał ochotę się wgryzać.

Smacznego

[Tomek Janiszewski]

A ja mimo wszystko pomarudzę
1. Lampa 6L6 w tym wykonaniu jest tak piękna (zupełnie jak nie oktal!) że 6SN7 na bakelitowym cokole pasuje do niej jak wół do karety Przy okazji: dlaczego znajduje się ona bliżej transformatorów wyjściowych niż lampy końcowe: żeby ich nie zasłaniać? Malutkie ECC82 lub ECC83 (a może jeszcze mniejsze EC92 +ECC91) też nie zasłaniałaby 6L6 a mogłyby być usytuowane w korzystniejszym miejscu.

I już zupełnie na poważnie:

2. Każdy odwracacz fazy z definicji jest parafazowy. Tutaj mamy po prostu kołyskę, z bardzo w tej konfiguracji pożądanym pomocniczym sprzężeniem katodowym. Spotykany niekiedy w tym miejscu elektrolit tylko ją psuje. Więc to oczywiście plus.

3. Czym kierowałeś się czerpiąc ogólne sprzężenie zwrotne z przeciwnego uzwojenia katodowego, niż to do którego dołączone jest obciążenie? Na mój gust lepiej było kontrolować napięcie bezpośrednio na końcówkach głośnika.

4. Jak mają się do siebie oba uzwojenia katodowe? Powinny oczywiście mieć tę samą liczbę zwojów, ale co z grubością drutu? Ten obciążony głośnikiem powinien oczywiście być odpowiednio gruby, ale wówczas drut nieobciążonego uzwojenia katodowego byłby słabo wykorzystany. Nie lepiej było zdecydować się na symetryczne włączenie obciążenia (ciekawe czy dałoby się wmówić audiofilom że takie włączenie zapewnia idealną symetrię sceny czy coś w tym stylu )

5. Przymierzałeś się może do wykonania transformatora głośnikowego typu QUAD w którym uzwojenia anodowe i katodowe mają tyle samo zwojów? Można by wówczas spiąć kondensatorami katodę każdej z lamp z anodą lampy przeciwnej, co zniwelowałoby negatywny wpływ indukcyjności rozproszenia między połówkami uzwojeń pierwotnych, zaś w przypadku pracy w klasie B pełne wykorzystanie drutu tych uzwojeń (prąd płynąłby przez cały okres a nie tylko połówkami). Jest to jak wiadomo podstawową zaletą Circlotrona, ale tutaj analogicznie jak w zwykłym układzie PP wystarczyłby jeden uziemiony zasilacz na oba kanały. Ceną za to byłaby konieczność zastosowania jeszcze bardziej złożonego układu odwracacza fazy (zdolnego dostarczyć bardzo wysokich napięć sterujących), najlepiej Williamsona z obciążeniami bootstrap.

Pozdrawiam
Tomek Janiszewski

[Piotr]

1. Hehe, dlatego dałem lampy mocy do pierwszego rzędu
Ale 6N8S z Nowosybirska produkowane w latach '50 mają swój niezaprzeczalny urok.

2. Właśnie często spotykam się z nazwą "parafazowy" właśnie dla takiego rozwiązania, przynajmniej w materiałach anglojęzycznych.
Nawiasem mówiąc, próbowałem ulepszyć ten układ dodając zamiast wspólnego rezystora katodowego źródło prądowe. Okazało się, że przy połączeniu siatki drugiej triody do sumy wyjść, układ się wzbudza. Za to klasyczny układ z nieblokowanym Rk sprawdza się znakomicie.

3. To czysto audiofilska fanaberia. Globalne USZ nie jest duże, a uzwojenia katodowe bardzo dobrze sprzężone, więc nie przywiązywałem do tego zbyt dużej wagi.

4. Od dawna zastanawiałem się nad różnymi rozwiązaniami uzwojeń katodowych. Wyszło mi, że symetryczne podłączenie obciążenia przy zadanej przekładni (np. dla głośnika 6R) spowoduje, że uzwojenia katodowe będą za małe dla skutecznego działania. Stąd dodatkowe uzwojenie połączone szeregowo. Ilość zwojów dodatkowego uzwojenia jest oczywiście identyczna, a drut cieńszy.

5. Rozwiązanie, które proponujesz jest bardzo ciekawe, ale wymagałoby kilku modyfikacji. Po pierwsze 50% uzwojenia w katodzie powoduje automatycznie powstanie odpowiednika działania układu UL o takim procencie odczepu, co niepotrzebnie zmniejszy sprawność. Dlatego siatki ekranujące powinny być podłączone do anod po przeciwnej stronie. Również z przeciwnych anod powinno być pobierane napięcie dla bootstrapu stopnia sterującego. Wtedy dostaniemy coś na kształt McIntoshowego Unity-Gain, który pierwotnie również był budowany na 6L6.

[Tomek Janiszewski]

3. To czysto audiofilska fanaberia. Globalne USZ nie jest duże, a uzwojenia katodowe bardzo dobrze sprzężone, więc nie przywiązywałem do tego zbyt dużej wagi.

Ależ nie miałem na myśli niczego w stylu "kontroli wzmacniacza nad głośnikiem" . Rozumiem zatem że tak wypadło (przy dołączeniu USZ do wyjścia układ wzbudzał się wskutek dodatniego sprzężenia zwrotnego), więc najprostszym wyjściem okazała się zmiana punktu pobierania napięcia USZ zamiast prucia paru innych połączeń?

4. Od dawna zastanawiałem się nad różnymi rozwiązaniami uzwojeń katodowych. Wyszło mi, że symetryczne podłączenie obciążenia przy zadanej przekładni (np. dla głośnika 6R) spowoduje, że uzwojenia katodowe będą za małe dla skutecznego działania.

Zawsze można było przedłużyć oba uzwojenia głośnikowe uzwojeniami katodowymi. Wtedy skuteczność byłaby taka jakiej się chce, a symetria transformatora całkowita.

5. Rozwiązanie, które proponujesz jest bardzo ciekawe, ale wymagałoby kilku modyfikacji. Po pierwsze 50% uzwojenia w katodzie powoduje automatycznie powstanie odpowiednika działania układu UL o takim procencie odczepu, co niepotrzebnie zmniejszy sprawność.

Oczywiście przemilczałem ten fakt, pisałem o tym zresztą przy innej okazji.

Dlatego siatki ekranujące powinny być podłączone do anod po przeciwnej stronie.

Można też wykonać odczepy na uzwojeniach anodowych (często wychodzą one same, przy okazji sekcjonowania) i tam przyłączać siatki ekranujące, zwykle "na krzyż". Możliwości doboru sprzężenia zwrotnego w takim stopniu końcowym robi się dużo.

Również z przeciwnych anod powinno być pobierane napięcie dla bootstrapu stopnia sterującego. Wtedy dostaniemy coś na kształt McIntoshowego Unity-Gain, który pierwotnie również był budowany na 6L6.

Jest to standardowe rozwiązanie także i w Circlotronie. Dodam jeszcze (na użytek innych Forumowiczów) że kołyska z bootstrapami byłaby nie na miejscu, z uwagi na przenikanie tętnień zasilania z anod lamp końcowych do siatki triody przez dzielnik równoważący. Zamiast inwertera Williamsona można zastosować prostszy inwerter ze sprzężeniem katodowym, lecz symetria będzie wówczas nieco gorsza.

[Piotr]

Rozumiem zatem że tak wypadło (przy dołączeniu USZ do wyjścia układ wzbudzał się wskutek dodatniego sprzężenia zwrotnego), więc najprostszym wyjściem okazała się zmiana punktu pobierania napięcia USZ zamiast prucia paru innych połączeń?

No właśnie nie. Zrobiłem tak celowo, tylko i wyłącznie dlatego, że można. W ten sposób schemat bardziej mi się podoba wizualnie.

Zawsze można było przedłużyć oba uzwojenia głośnikowe uzwojeniami katodowymi. Wtedy skuteczność byłaby taka jakiej się chce, a symetria transformatora całkowita.

Z jednej strony masz rację, a z drugiej proponujesz transformator o większej ilości wyprowadzonych uzwojeń i prawdopodobnie większej ilości sekcji, a więc droższy. Ponadto mam wrażenie, że w moim układzie można uzyskać lepsze sprzężenie między uzwojeniami, a to bywa cenniejsze, niż super-dokładna symetria, szczególnie przy pracy w klasie A.

Dodam jeszcze (na użytek innych Forumowiczów) że kołyska z bootstrapami byłaby nie na miejscu, z uwagi na przenikanie tętnień zasilania z anod lamp końcowych do siatki triody przez dzielnik równoważący.

Chyba nie za bardzo zrozumiałem drogę przenikania tętnień, o której mówisz. Możesz to uściślić? Chyba, że masz na myśli inny bootstrap. Mnie chodziło o prosty pomysł z zasilaniem stopnia sterującego napięciem z anody przeciwnej lampy mocy. Podłączenie dzielnika w siatkach triod nie ulega wtedy zmianie.

[Tomek Janiszewski]

Zrobiłem tak celowo, tylko i wyłącznie dlatego, że można. W ten sposób schemat bardziej mi się podoba wizualnie

Hehe, tak rozumiane poczucie estetyki i mnie nie jest obce. Trudno np. byłoby mi się wyrzec detektora stosunkowego w odbiornikach FM na rzecz jakiegoś UL1200 a nawet enneody EQ80, niezależnie od tego że ta lampa nie jest łatwo dostępna

Z jednej strony masz rację, a z drugiej proponujesz transformator o większej ilości wyprowadzonych uzwojeń i prawdopodobnie większej ilości sekcji, a więc droższy.

Ano fakt, czasem może zabraknąć tej jednej czy dwóch końcówek na fabrycznym karkasie. I ten argument może przeważyć.

Ponadto mam wrażenie, że w moim układzie można uzyskać lepsze sprzężenie między uzwojeniami, a to bywa cenniejsze, niż super-dokładna symetria, szczególnie przy pracy w klasie A.

W klasie A istotnie traci na znaczeniu sprzężenie między połówkami uzwojeń pierwotnych (stąd pokusa stosowania Circlotrona i innych odmian układu SEPP które są niewrażliwe na niedokładne sprzężenie także i w klasie B), jednak silne sprzężenie między uzwojeniem pierwotnym a wtórnym jest jednakowo istotne bez względu na klasę (choć zapewne nie jest aż tak krytyczne jak sprzężenie między połówkami uzwojenia pierwotnego w standardowym układzie PP klasy B). Tymczasem przy symetrycznym uzwojeniu wtórnym jakie zaproponowałem dochodzi było nie było dodatkowa sekcja, dzięki której sprzężenie uzwojenia pierwotnego z wtórnym się poprawia.

Chyba, że masz na myśli inny bootstrap. Mnie chodziło o prosty pomysł z zasilaniem stopnia sterującego napięciem z anody przeciwnej lampy mocy.

Dokładnie to miałem na myśli.

Podłączenie dzielnika w siatkach triod nie ulega wtedy zmianie.

Zgodzimy się chyba co do tego że napięcie zasilające przeciwsobny stopień mocy może być skażone tętnieniami o znacznym poziomie? Przez stopień końcowy tętnienia te nie przenikają jednak na wyjście, dzięki symetrii transformatora i lamp końcowych. Na anodach tych ostatnich tętnienia występują w niemal pełnym wymiarze, za sprawą znacznej impedancji wewnętrznej tych lamp. Gdy do anod zostaną podłączone rezystory obciążenia triod stopnia sterującego - również wystąpią na ich anodach tętnienia, co prawda nieco stłumione gdyż impedancja wewnętrzna triod jest współmierna ze stosowanymi zwykle rezystancjami obciążenia. Dla dalszych rozważań istotne będzie spostrzeżenie że tętnienia te, podobnie zresztą jak i tętnienia na anodach lamp końcowych będą synfazowe. Oczywiście, przy pełnej symetrii triodowego stopnia sterującego (np. gdy jest to wzmacniacz różnicowy sterowany odwracaczem z dzielonym obciążeniem, jak to jest we wzmacniaczu Williamsona) również i one ulegną pełnej kompensacji. To samo stanie się gdy wzmacniacz zostanie uproszczony poprzez powierzenie stopniowi sterującemu roli odwracacza fazy o sprzężeniu katodowym. Siatka jednej triody jest w takim wypadku umasiona dla sygnału, siatka zaś drugiej sterowana sygnałem ze stopnia poprzedzającego, gdzie pełna eliminacja tętnień z zasilania nie przedstawia najmniejszego problemu. W konsekwencji napięcie tętnień nie występuje na żadnej z siatek, tym samym od strony zasilania symetria stopnia sterującego zostaje zachowana. Inaczej jednak będzie gdy w trosce o poprawę symetrii napięć wyjściowych przekształci się stopień odwracacza ze sprzężeniem katodowym w kołyskę. Tętnienia napięcia zasilającego obecne na anodach triod nie ulegną oczywiście kompensacji z uwagi na synfazowość i w pełnym wymiarze wystąpią na punkcie środkowym dzielnika rezystorowego. Po czym zostaną wprowadzone na siatkę jednej z triod odwracacza, podczas gdy na siatkę drugiej triody oczywiście dochodzi nadal tylko sygnał użyteczny, bez tętnień. I kompensacja tym razem nie wystąpi. Tym samym w przeciwieństwie do odwracacza fazy ze sprzężeniem katodowym kołyska okazuje się wrażliwa na tętnienia napięcia zasilania, co wyklucza stosowanie bootstrapu.

[Piotr]

Tym samym w przeciwieństwie do odwracacza fazy ze sprzężeniem katodowym kołyska okazuje się wrażliwa na tętnienia napięcia zasilania, co wyklucza stosowanie bootstrapu.

Rzeczywiście, masz rację. Natomiast kusi mnie, żeby sprawdzić jak duże będzie to zjawisko i ewentualnie, czy wprowadzenie odpowiedniej niedoskonałości zasilacza również do pierwszego stopnia nie spowodowałoby kompensacji tego zjawiska. Obecnie w zasilaczu mojego wzmacniacza znajduje się filtr CLC w postaci 100uF - 7H - 330uF. Dławik ma rezystancję ok. 30R i sprawdziłem, że przy obecnym schemacie zastąpienie go rezystorem 33R nie powoduje zauważalnego przydźwięku na głośnikach 91dB/W.