Ламповый усилитель на г 811. Г811 прямонакальный триод, в двухтактном ламповом усилителе

     Оговорюсь сразу, что к созданию данного усилителя я не имею никакого отношения. Мне он достался на ремонт из одного орловского клуба. Сей усилитель интересен не только своей выходной мощностью (более 100 Ватт), но и конструктивом. В нем всего две лампы (Г-811), они раскачиваются микросхемой TDA7294, связь между каскадами - трансформаторная. Мощность межккаскадного трансформатора примерно 50-60 Вт, в качестве выходного применен, чудя п всему, перемотанный ТСА-270 . ООС отсутствует. Выходные лампы, что естественно для триодов Г-811, работают с токами сетки. Так же в усилителе есть регулятор тембров на микросхеме, но его я касаться не буду по известным причинам.Примерная схема усилителя приведена ниже.

     Особо бросаются в глаза конденсаторы. точнее - их малая емкость. 4 электролита по 180 микрофарад. Всего лишь. Соединены последовательно для высокого напряжения. В параллель каждому электролиту установлено по резистору. Дроссели в фильтре питания усилителя отсутствуют.

     Лампы в темноте.

     Собственно, сам усилитель.

     Вот так вот при помощи двух ламп и микросхемы, а так же БЕЗ огромных электролитов в фильтре питания прекрасно работает действительно мощный усилитель.

Комментарии к статье:

Говорят, что каждый в детстве мечтает стать космонавтом. Почти также – сделать усилитель на лампе Г-811 (811A если по-западному) – это мечта каждого ламповика. Почему? Говорят, что она дает необыкновенный живой звук. Несколько попыток подступиться к этой лампе я уже сделал – смотрите и Но, как это часто бывает с мечтой стать космонавтом, пока это осталось только мечтой. Перед вами – очередная попытка.

Чем таким особенна эта лампа? Есть несколько моментов, которые сильно осложняют создание УНЧ на Г-811. Наверно – это высокое внутреннее сопротивление и пентодный характер ВАХ – это создает дополнительные сложности в конструировании выходного трансформатора. Но самое неприятное – это то, что лампа это “левая”, то есть работающая в области токов сетки – а это создает дополнительные сложности с раскачкой. Ну, и последнее – это высокая емкость Миллера, которая обусловлена высоким мю этой лампы – все это вкупе значительно повышает требования к драйверу.
Конечно, уже до нас сделано очень много усилителей на этой лампе. Однако есть немного счастливых обладателей готовых приборов. Готовые усилители весьма дороги – например знаменитый WAVAC – http://www.enjoythemusic.com/magazine/equipment/0900/md811.htm , или например знаменитая схема Шишидо http://lagarto-ex-infoseek.jp/shishido/shishido-skema.htm . Еще больше попыток совладать с этой лампой сделано среди дийеров – http://sarris.info/main/811a-single-ended-triode-power-amp , или вот есть ветка по этой лампе на diyaudio.ru http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=376.60 и вот эта http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=2748.0

Один из упомянутых моментов – токи сетки – отличают Г-811 от большинства остальных ламп. Поэтому логично выдвинуть гипотезу, что именно токовый характер управления делает звучание наполненным и очень натуральным. Поэтому теперь я поставил себе задачу – сделать весь тракт усилителя с управлением каждого каскада током с непосредственной или трансформаторной связью между каскадами. Пока эта задача на 100 % не решена, но осталось немного – организовать вход без конденсатора. Макет вот этой схемы уже звучит:

Но сначала о деталях и параметрах схемы. Межкаскадный трансформатор – от Аудиоинструмента на базе TW10 , первичка 5К, вторичка 1К. Такое понижение важно для “прокачки” емкости Миллера, 6Э5П в этом случае видит в пять раз меньшую входную емкость Г-811. Выходной трансформатор – от той же фирмы, TWB50, с Ra 5,3K на 8 Ом, его индуктивность первички – 62 Генри (замерено на 50Гц, 5 вольт RMS). На катоде 6Э5П – 6 вольт, на сетке – 2 вольта, ток анода 6Э5П – 15 мА. АЧХ – пока не фантастическая – на минус три дБ от 15 Гц до 26 КГц, причем ограничение сверху дает выходной каскад. Входное сопротивление первого каскада – около 30 КОм. Блок питания – двухэтажный на ультрафастах, сетевой трансформатор содержит две обмотки по 230 вольт. Питание 16 вольт – от LM-ки. Максимально удалось выжать 15 ватт на 8 Омах, первый ватт очень чистенький – минус 40 дБ вторая гармоника, остальные заметно ниже минус 60 дБ. Чувствительность усилителя – 0,45 вольт на входе обеспечивают 1 ватт на выходе (2,83 Вольта на 8 Омах). Режим Г-811 – ток анода 77 мА, рассеиваемая анодом мощность – 45 ватт. Картинки спектра гармоник загружаются. Нагрузочная линия:


Из нагрузочной прямой находим, что максимальная амплитуда входного напряжения Г-811 составляет 20/1,4 = 14,3 V RMS. Также из ВАХ можно вычислить ориентировочное значение Ri в рабочей точке – это 28 килоом. Немало однако! Вот для чего нужна высокая индуктивность первички выходного трансформатора.
Почему выбрана 6Э5П для раскачки? Эта лампа обладает массой достоинств, главное из которых – прекрасное звучание, я имел возможность в этом убедиться в своих проектах на лампе 2А3. Ну а из физики упомяну низкое внутреннее сопротивление Ri в триоде – 1200 Ом при относительно высоком усилении – в данном каскаде К=29 по напряжению.

Звук макетика в моно варианте очень порадовал, слушал на колонке от Симфонии. Он очень наполненный, бархатистый, есть что-то от пентодов старых радиол, особенно середина – мне очень понравился вокал. Звук также детальный, как у 2А3. И, в отличие от 2А3 – с ровным, сбалансированным и глубоким басом. Верха немного выдают наличие германия в тракте – есть характерное “серебро”, но в общем мне показалось, что звук это не портит, а даже совсем наоборот. Если в чисто транзисторном тембре оно выпирает и скоро начинает надоедать, то здесь оно хорошо дополняет богатое в общем звучание и очень скоро я перестал это замечать. Прослушал балетную музыку Чайковского и немецкий тест-CD – итого два часа и не мог оторваться.
После чего решил собрать макет в стерео варианте для доработки. Вдохновило, короче.

На данной страничке своего сайта
я решил рассказать о своем усилителе на лампах Г-811
который был изготовлен мной в 1998 году.

За всю мою практику работы в эфире, мной были ранее изготовлены и налажены различные усилители с применением различных имеющихся у меня радиоламп, таких как ГУ-50,(2хГу50,4хГУ-50),2х6П45С,ГИ-7Б,ГУ-74Б,ГУ-43
Все усилители прекрасно работали, перекрывая все радиолюбительские диапазоны и как всякое изделие имели свои минусы и плюсы, будь то чисто конструктивные недостатки (а куда без них?), так и чисто энергетические, требовавшие своих, определенных условий, в зависимости от установленной радиолампы.

С течением времени я пришел к выводу, что применение металлокерамических ламп в усилителях мощностью до 500-600 ватт, вообще не оправданна, ввиду того, что металлокерамика нуждается в блоках питания повышенной сложности, где необходимо применять стабилизацию экранного напряжения, анода, вводить кучу автоматики с последовательным включением источников питания и охлаждения, где на выходе порой, мы имеем все тот же примерно порядок выходной мощности,а разброс плюс минус 100вт по сути не на что не влияет, но зато в целом значительно усложняет всю конструкциюи не только...

Таким образом, перебирая все доступные на тот момент для меня лампы, решил изготовить усилитель на "стекле", который по своим параметрам, был бы близок или аналогичен одной лампе ГУ-74б, но гораздо проще и экономичней последней.

За основу был взят имеющийся у меня готовый корпус от старого усилителя на ГИ-7Б, где и были размещены 4 лампы Г-811.Коробка оказалась довольно тесной, что всегда является минусом в PA, но тем не менее, впихнуть туда лампы, выходной П-контур, вентилятор и накальный трансформатор я все же умудрился...)))

Усилитель содержит входные П-контура и подстроечную емкость на входе, для идиального согласования с транзисторным трансивером и на всех диапазонах и обеспечивает КСВ между трансивером и входом PA, не более 1.2
Имеется кнопка включение "обхода PA", а так же может работать автоматически в режиме FM, при наличии на входе несущей с уровнем от 3-4 ВТ. Встроенные три стрелочных прибора, показывают уровень ВЫХОДА при согласовании с нагрузкой, степень согласования по входу (маленький прибор) и ток анода (полное отклонение стрелки - 1 А)
Так же применен небольшой моторчик на 110 вольт от старого проигрывателя, который работает обсолютно безшумно и охлаждает лампы потоком воздуха.

Усилитель выполнен по классической схеме.Рисовать полную схему усилителя я не счел нужным, так как по сути, схематехника таких усилителей практически одна и та же и хорошо известна радиолюбителям. Просто для наглядности, приведу схему усилителя Америтрон на 3-Г811.

Блок питания усилителя у меня выполнен по классической схеме и в отдельном ящике, корпусе от старого советского осциллографа С1-19 и задумывался как универсальный БП УМС, где очень хорошо разместился анодный трансформатор,выполненный на торроидальном кольце от ЛАТРА на 2 КВТ. Анодник содержит вторичную обмотку проводом 1.2мм и может выдавать переключаемое напряжение от 300 вольт и до 2.2 киловольта, обеспечивая хороший ток, достаточный и для более мощного усилителя. Так же в этом БП выдается ряд дополнительных напряжений, таких как +24в, - 100в (с регулировкой напряжения), +12.8в и +5в, которые в данном усилителе не применяются.
В качестве фильтров, применены 2 масленные емкости на 6КВ/100 мкф. Соединяется УСМ и БП при помощи двух кабелей. Один кабель с толстой изоляцией (автомобильный,высоковольтный,свечной)по которому подключается АНОД и второй кабель, подводит сеть 220в и ряд низких напряжений - 22в, +24в для питания реле,схем, и управления лампами.

Основные технические характеристики:

Ток анода, в режиме максимальной,предельной мощности - 800ма, при анодном 1500в
-Ток анода, штатный режим работы - 650ма, при анодном 1300в
-Падение анодного напряжения под нагрузкой, не более 5 вольт.
-Накал, последовательное питание ламп - 12.8в/9А
-Мощность раскачки, от 30-65 вт.
-Ток покоя (суммарный, для 4 ламп),не более 80-120ма (зависит от анодного напряжения).
-Выходная мощность,при Анодном 1500в, раскачке 40вт, 80м-600вт; 20м-550вт; 10м-450вт;
-Диапазоны -80м-40м-20м-15м-11м-10м

Особенности построения и наладки усилителя на Г-811

Собственно, их три, в данном усилителе. Первое и самое важное, это наличие хорошего корпуса, с достаточным местом для размещения П-контура с таким расчетом, что бы уместить и диапазон 160м. У меня к сожалению,этого не получилось.
Хотя я и разместил почти все в таком небольшом корпусе, сам удивляюсь, как только нигде не шьет куда либо, ведь при максимальной раскачке усилителя, до верхней крышки и анодами ламп, зазор всего в 12-15мм...)))

Вторая особенность заключается в том, что лампа Г-811,это триод. Свойство этой лампы,это подвозбуд на УКВ! Как позже выяснилось, все кто собирал усилитель на подобных лампах,так или иначе, сталкивались с этой проблемой. Не обошла и меня стороной эта участь. Каких только мер я не применял, что бы избавиться от этой напасти...

Ну и последнее. Поскольку мне так и не удалось найти готовых панелек под эти лампы, то пришлось сделать самодельный вариант, из расчета на 4 лампы сразу. В качестве основы применил пластину из толстого стеклотекстолита, толщиной 12 мм, в котором точно по размеру пришлось просверлить отверстия под ножки ламп. В самих отвестиях, вставлены кусочки медных трубочек и развальцованы с двух сторон пластины. Все оказалось достаточно надежно и в процессе эксплуатации, проблем не было замечено!

Итог

На данном усилителе я проработал в эфире более 14 лет! Настолько все понравилось, что даже и не возникло желания, строить что то новое, на других лампах.Энергетика усилителя достаточная для повседневной работы и работы с DX-ми, даже на 80-метром диапазоне! Усилитель неприхотлив и экономичен. Корреспонденты всегда отмечали отлчиную работу этого усилителя, где даже на предельных уровнях раскачки, выше всех паспортных значений, особенно по сеточному току, сигнал на выходе PA, всегда оставался на хорошем по качеству уровне!
Для большей экономии, можно сделать отключение накала ламп, но я даже не счел это необходимым... Накал усилителя происходит в течении 5 секунд. Можно просто выключить и включить, 4-5 сек. и он готов к работе.

По сравнению с усилителем на ГУ-50, в вариантах 3-4 лампы, данный усилитель выигрывает по мощности, практически вдвое и значительно по отдаче мощи на 28 мгц. Усилитель настолько понравился, что за все эти годы, достал тройной комплект запасных, новых ламп. В мыслях есть желание изготовить миниатюрный усилитель в одном корпусе всего на 2 лампочках Г-811, с выходной мощностью порядка 250-300вт для работы в полевых условиях.

Блок питания и усилитель на 4хГ-811

Лампа Г811 внешне похожа на широко распространённый лучевой тетрод Г807, хотя чуток крупнее. Но Г811 совершенно другая лампа. Хуже или лучше? Это вопрос риторический. Но фактом остётся факт, что это триод прямого накала. В отношении прямого накала в сети много различных измышлений, обосновывающих особое качество звучания. А по факту прямой накал не имеет никаких объективных преимуществ перед косвенным. Дело как раз обстоит наоборот. Поскольку приходится применять гальваническую развязку накальных цепей, это отражается на массогабаритных показателях всей конструкции.

Пример схемы лампового усилителя показан на рисунке ниже. Учитывая хорошую управляемость триода, для построения двухтактной схемы можно применить простую реализацию с одной лампой в узле предварительного усиления. Можно начать сразу с фазоинвертора. А можно применить схему Вильямсона. Кому что нравится. Главное обеспечить развязку с накальными цепями выходных ламп и сделать автономные истоники симметричного питающего напряжения, прямо на переменном токе промышленной частоты. Накальники придётся намотать, и понадобятся 4 тороида по 25 ватт или пара тороидов по 50 ватт соответственно. Здесь стандартного решения нету и придется применять рукоприкладство. Провода от накальных трансформаторов сильноточные, поэтому их нужно прокладывать витой парой по короткому растоянию прямо от тороидальных накальных трансформаторов, расположенных в подвале. Пересечения с сигнальными проводами желательно избегать.

Поскольку анодные напряжения выходных ламп Г811 сравнительно большие, следует ограничить напряжения питания анодов предварительного каскада. Для этого неплохо будет применить параметрический стабилизатор. Стабильное напряжение значительно улучшит режим работы фазоинверсного каскада. А поскольку собственное потребление по анодам мелкого двойного триода невелико, стабильность будет крайне высокой. В качестве выходных трансформаторов удобно применить дифференциальную пару, расчитанную на небольшие токи и повышенное напряжение. Выходные лампы имеют допустимые токи катода не более 150 мА. Поэтому сильно здесь не разбежаться. Пара согласующих трансфоматоров в габарите около 60-80 ватт будет вполне достаточной.

Триоды Г811 довольно симпатичные по внешнему виду. Количество их ограничено. Но их можно купить здесь проверенными парами, по цене на 25% ниже, чем в Истоке. Ламповый усилитель на таких красавицах здесь купить также можно по предоплате. Но это будет стоить довольно дорого, от 100К и выше. Для приобретения достаточно связаться со мной по почте, обговорить цену и условия поставки, самовывоз возможен. После этого желающему следует позвонить по указанному на сайте телефону для обсуждения деталей, а уж затем выполнить предоплату 20% от договорной суммы на мой счёт в сбербанке. Получив перевод я отправляю оповещение и в течение двух недель сам перезвоню с подтверждением надлежащей упаковки изделя и готовности к отправке, а на почту направлю фотографии именно этого агрегата, в открытом и упакованном виде. Для отгрузки покупатель обязан перевести оставшуюся сумму, после получения которой я выполняю отгрузку и отправляю на майл копию квитанции. Если обстоятельства покупателя в указанном промежутке времени изменились, то от покупки можно отказаться. Перечисленный задаток не возвращается. Гарантия на усилитель 12 месяцев с момента поставки. На стекло в условиях почтовой пересылки и перевозки транспортной компанией гарантия не распространяется. Искренние всем пожелания доброго здоровья и успехов.

Евгений Бортник, Красноярск, Россия, ноябрь 2017