История лампы 6П3С восходит к 1935 году, её прабабкой была металлическая лампа 6L6 родоначальник всех лучевых тетродов, разработанная инженером фирмы RCA O.H. Schade. Пройдя тернистый путь эволюции от 6Л6, полностью скопированной в 1938 году с американского прототипа, в нынешнем варианте 6П3С предстала в 50 годы, и благополучно дошла до наших дней. Лампа, по совокупности свойств, оказалась настолько удачной, что серийно выпускается как в виде близких к оригинальной конструкции версий так и в виде модификаций, в течении 75 лет. За это время было выпущено более миллиарда экземпляров 6L6 и ее клонов.
Данные транса блока питания
Этот тип свечения обычно темно-синий. Он может появляться вне анода, на поверхности стекла внутри лампы и в виде пятен на других частях внутри трубки. Пятна могут иметь вид пятен и таким образом, что они есть. Это области на стекле, которые обладают свойствами, позволяющими синее свечение. По словам фабричных людей в Лабораториях выбросов, это связано с поверхностное сопротивление поверхности стекла в вакууме. Это показатель наличия вакуума, но никакого полезного индикатора. Вакуум измеряется другим способом.
В СССР лампа широко применялась в оконечном каскаде усилителя НЧ в отечественных радиоприемниках и т.н. КИНАПовских усилителях. Она была очень доступна и продавалась за 90 копеек, лампы большей мощности в открытую продажу не поступали. Высокие эксплуатационные и звуковые характеристики привели к обилию схемотехнических решений с этой лампой. Доступность обусловила выбор лампы радиолюбителями для экспериментов с радиосвязью и подвальными рок–группами для «усилков» своих электрогитар.
Перед закрытием трубчатого стекла он измеряется специальным счетчиком и после его закрытия может быть оценена по электрическому поведению трубки. Вакуум может быть не очень хорошим, и синее свечение все еще сохраняется. Не самая маленькая информация о функционировании трубки, качестве или ожидании жизни может быть получена из эффектов флуоресценции. Не следует путать с ионизацией небольшого остатка газа, который, однако, не загорается стеклом, а освещает трубку между пластинами.
При использовании очень прочных трубок иногда можно увидеть слабое пятно на стекле, в том месте, где появляется флуоресценция, также, когда трубка выключена. Это происходит от электрохимических процессов. В большинстве случаев вы найдете его с силовыми трубками. Это результат электронной бомбардировки стекла, проходящего внутри трубки. Как правило, это не оказывает негативного влияния на производительность. Конечно, трубки, демонстрирующие это явление, имеют очень хороший вакуум. Трубы сетчатой пластины будут отображать это синее свечение под высоким анодным током, так как они имеют отверстия в аноде, позволяя электронам проходить.
Второе дыхание популярности этого прибора, дало повальное увлечение качественным, «ламповым звучанием» музыки в 2000–х годах. Оказалось, что 6П3С очень "певучая" лампа и её "бархатистость" особо выделяют тонкие ценители высококачественного звуковоспроизведения. Некоторые мастера ламповой схемотехники достигали выдающихся результатов. Чего стоят, например, такие поэтические строки из описания прибора: «Звучание усилителя мягкое, с приятным средним регистром, чётким басом. Хорошо прорабатывает сцену "вглубь". На сольных номерах усилитель очень точно передает возраст и настроение исполнителя».
Эти отверстия предназначены для размещения сеток во время производства. Типичным для этого вида свечения является то, что если вы удерживаете проводящую поверхность против флуоресцентных пятен, пятно изменит его форму. С пальцами вы когда-нибудь сможете привлечь электроны в трубах к месту, где вы касаетесь стекла. Это замечание плохо, просто приятно смотреть. Некоторые из них так быстро, они приземлятся на стекло. Однажды на стекле они являются электростатическим зарядом. Это означает, что они не могут легко перемещаться, потому что стекло не является проводником.
В чем же причина столь долгой и успешной жизни этой лампы? Во–первых, это уникальное сочетание электрических параметров. Лампа имеет достаточно большую мощность рассеяния анода (20вт) и большой ток эмиссии (до 250…300 мА) при очень экономичной цепи накала (всего 5.7 Вт). То есть коэффициент термоионной эмиссионной эффективности (грубо говоря отношение мощности рассеяния анода к мощности, потребляемой цепью накала), составляющий ETE=3.86 для оригинальной версии лампы, был и по сей день остается очень высоким для ламп косвенного накала. Более того, версия 6L6GC с увеличенной мощностью рассеяния на аноде и второй сетке, обладает величиной ETE=6.14, по сей день не превзойденной ни в одной из выходных приемно–усилительных ламп косвенного накала.
Поэтому они получат все больше и больше, и не смогут двигаться. Как вы можете понять, это не может продолжаться вечно, и что-то произойдет. Таким образом, электроны будут течь по непроводящему пути, что не является нормальным путем для их перемещения. Локально на стекле синее свечение будет строить проводящий путь. В вакууме нет короны, но здесь у нас очень высокое локальное напряжение заряда, намного выше самого напряжения пластины. Это связано с тем, что сопротивление синего сияния динамическое и имеет отрицательное сопротивление.
Отрицательное сопротивление означает, чем выше ток, тем ниже сопротивление. Таким образом, он меняет свой путь, сопротивление и внешний вид все время. Синее свечение может двигаться и мерцать от него. В большинстве трубок от этого не возникает шума. Знаете ли вы об этом: в вакууме поверхность горячего стекла немного тонкая. Это не очень много, но достаточно хорошо, чтобы высокий электрический заряд ползет по стеклу. Интересно, что они все еще участвуют в токе. В некоторых местах стекло может нагреваться.
На рисунке справа прототип и полный аналог современных 6П3С - американская 6L6 (1937 год). Эти лампы были также в металлической колбе, и выпускались под такими же названиями несколькими заводами США. Вид у них такой, как у расположенной рядом. Но это более редкая лампа, ибо уже не американская, а советская 6Л6 (1938 год). Ещё до войны они получили название 6П3, выпускались и в стеклянных баллонах и в металлических цоколях. Переход с обозначения 6П3 на 6П3С, произошел в 1951 в соответствии с утвердившимся ГОСТом. Ходят слухи, что была даже версия лампы 6П3С с золотым анодом, выпущенной на заводе с ласковым названием "Светлана".
Любой увлечённый школьник, по схеме в тетрадном листке, мог соорудить из лампы, пары деталей и «материнского» лампового радиоприемника свою «шарманку» - подпольный радиопередатчик. Шарманками их называли из–за части верньерного (полузабытое ламповое слово) устройства, заменяющего ручку подстройки переменного конденсатора, которая вращалась на манер шарманки. Постепенно движение «радиохулиганов» стало в большей степени не связью, а радиовещанием. Конечно, эта движуха и рядом не стояла с событиями фильма «Рок волна», но к ней вполне применим слоган «Мы лишим девственности ваши ушки!». В 70–е годы, в самом начале шкалы СВ, можно было услышать несколько станций с музыкой от бардов до «Пинк Флойд». Впрочем статья на БД об этом явлении когда–то была, правда с не совсем удачным заголовком.
На передатчике с одной лампой 6П3 по схеме с кварцевой стабилизацией частоты радиолюбителем UW9WN в 1950г. были проведены рекордные сеансы связи в диапазоне 40 м со всеми континентами, включая Антарктиду. Интересно, что только спустя несколько лет выяснилось, что лампа обладает хорошими высокочастотными характеристиками и способна генерировать на частотах до 100…150 МГц.
Довольно слабый микрофонный эффект сделал 6L6 (6П3С) чрезвычайно популярной лампой для усилителей электроакустических агрегатов, в которых громкоговоритель и усилитель располагались в одном корпусе. Нынешние представители таких устройств – гитарные усилители – «комбики» по сей день во многих случаях выполняются с применением в оконечном каскаде ламп 6L6 и их версий, их используют такие монстры промышленности музыкальных инструментов, как Fender и Gibson. Еще одна причина любви музыкантов к этой лампе – это возможность работы, как в линейном режиме, с очень низкими искажениями, так и в режиме перегрузки, «овердрайва», когда искажения резко растут, но сама перегрузка не представляет опасности для лампы.
Когда в 90–х разваливался Саратовский ЗАО "Рефлектор", то его ламповый цех выкупил американский рокэнрольщик, владелец возникшего в 1968г. и обанкротившегося в 1984 г. "Electro–Harmonix"(ЕН) Майк Метьюс, кстати бывший промоутер Джими Хендрикса. Говорят, что Метьюс выкупил и питерскую "Светлану", но не с целью производства ламп, просто боялся конкуренции и планов выпускать там лампы не было. Там же в Питере нашел себе русскую жену Ирину Битюкову на которую оформил "Sovtek", где сейчас маркируются произведенные в Саратове на переименованном предприятии ЗАО "ЭкспоПУЛ", а потом уж идут на экспорт.
Лампе посвящали песни и стихи. Например, такие пронзительные строчки.
6П3С замечена и в кино, например в эпизоде нападения льва на радиорубку в фильме "Полосатый рейс" (на 52–ой минуте).
Схема 2. Двухтактный почти "триодный" УНЧ на 6П3С, 6П3С-Е (6L6 G, 5881)
Типовой режим ламп выходного каскада (из справочника):
Еа = 360 В, Еg2 = 270 В, Eg1 = минус 22,5 В, Raa = 6,6 КОм,
Ia = 2 x 44 mA, Ig2 = 2 x 2,5 mA, При Uвх = 0.
Ia = 2 x 66 mA, Ig2 = 2 x 7,5 mA, При Uвх = 45 В амп. P = 26,5 Вт, Кни = 2 %.
В справочных данных для этой лампы не было найдено рекомендации по проценту напряжения на экранной сетке для ультралинейного включения. Поэтому, волевым решением, основываясь на собственном опыте разработчика, было принято значение 33 %. Однако, надо понимать, что ультралинейное включение значительно снижает выходную мощность усилителя относительно приведенных справочных данных для "чистого" двухтактного усиления в режиме класса AB. Это происходит за счет того, что при открывании лампы, при положительной полуволне входного напряжения, снижается не только анодное (выходное) напряжение, но и напряжение экранной сетки, что приводит к уменьшению амплитуды анодного тока, относительно значения, до которого могла бы открыться лампа при постоянном напряжении экранной сетки. Характеристики лампы выходного каскада за счет введения ультралинейной обратной связи приближаются к триодным. Плавно же изменяя процент переменного напряжения на экранной сетке, ну, например, с помощью потенциометра, можно установить оптимальное соотношение между максимальной выходной мощностью и "триодностью" звучания. Но это лучше делать каждому радиолюбителю индивидуально на свой вкус. Разумеется, приведенные в справочных данных 26,5 ватт при переменном напряжении на экранной сетке в 33 процента от анодного, не могут быть получены, но усилитель при этом будет звучать особенно нежно.
Проведя аналогичные расчеты, как и для предыдущей схемы, Находим:
Uaa = 592 В, Ua = 296 В, Ua эфф = 210 В.
По приведенным выше расчетам также замечаем, что выходную мощность в 26,5 Вт мы сможем получить с трансформатора ТАН лишь на нагрузке 4 Ома. На нее и будем рассчитывать наш усилитель. Нужный коэффициент трансформации для соотношения сопротивлений 6600 к 4-ем, составит 40,6.
Поскольку напряжение на нагрузке в 4 Ома при выходной мощности 26,5 Вт должно быть 10,3 В, мы можем использовать при точном подборе нужного соотношения витков отводы накальных обмоток. Нас устроят такие варианты включений: 5 + 5 = 10 В (с небольшой перегрузкой на 0,3 В), 5 + 5 + 1,3 = 11,3 В и полное включение: 5 + 5 + 1,3 + 1,3 = 12,6 В.
Итак, нам надо подобрать трансформатор, имеющий двойной набор обмоток с напряжениями в двух комбинациях: 110 + 100 и 127 + 83. В реальном подобранном трансформаторе эти напряжения могут быть немного больше, но ни в коем случае - меньше! И при этом, чтобы нашлась еще одна (пара, разумеется) обмотка для питания экранной сетки с напряжением 210 / 3 = 70 В.
Как уже говорилось ранее, мощность выбираемого трансформатора должна быть в районе 100 Вт. Однако, представляет интерес использовать для этой схемы чуть более мощные трансформаторы со стержневым сердечником и расположением обмоток на двух симметричных катушках. Это ряд трансформаторов от ТАН69 до ТАН82 с мощностью 122 Вт.
По рассчитанным исходным данным нас удовлетворяют два трансформатора:
ТАН72-127/220-50, - комбинация обмоток 127 + 80 + 24 (анод) и 56 - экран;
ТАН73-127/220-50, - комбинация обмоток 127 + 80 + 20 (анод) и 80 - экран;
При этом "ультралинейная" экранная обмотка у ТАН72 составит 24 % от анодной, а у ТАН73 - 35 %. Схемы включения обоих трансформаторов одинаковы.
При этом, чтобы максимально точно выдержать нужный коэффициент трансформации, нагрузку надо подключать к выходным накальным обмоткам, соединенным на напряжение 11,3 В (5 + 1,3 + 5). В этом случае коэффициент трансформации составит:
для ТАН72 коэффициент: 2 х (127 + 80 + 24) / 11,3 = 40,9 и при этом Raa = 6686 Ом.
для ТАН73 коэффициент: 2 х (127 + 80 + 20) / 11,3 = 40,2 и при этом Raa = 6457 Ом.
Наличие обоих трансформаторов (а они стоят очень не дорого) открывает возможность для эксперимента с величиной переменного напряжения на экранной сетке.
В анодную цепь лампы нужно включать начало первичной (сетевой) обмотки. У этого вывода минимальная емкость на остальные обмотки. Затем, последовательно включаются секции анодных обмоток в порядке увеличения их нумерации выводов. Такое включение обмоток позволяет получить максимальную полосу пропускания трансформатора, в общем-то не предназначенного для использования в качестве выходного. Из этих же соображений выбиралось включение обмоток выходного трансформатора в схеме 1, с учетом специфики их размещения на броневом сердечнике.
В данной схеме использовано комбинированное смещение на управляющие сетки ламп выходного каскада. Автоматическое смещение за счет общего тока обеих ламп обеспечивает 40 % напряжения смещения, а остальные 60 % - задаются от отдельного выпрямителя и схему балансировки.
Единственное отличие предварительного каскада от предыдущей схемы в том, что фазоинвертор с расщепленной нагрузкой питается более высоким анодным напряжением, чтобы обеспечить хорошую линейность усиления при значительном размахе (двойной амплитуде) парафазных напряжений (два раза по 45 вольт).
Первое включение и регулировка усилителя полностью идентичны предыдущей схеме. Выпрямители собраны по классическим двухполупериодным схемам и в пояснениях не нуждаются.
Чувствительность усилителя на частоте 1 КГц при максимальной выходной мощности составляет 0,775 вольта эффективного значения. А полоса пропускания при средней выходной мощности 8,5 Вт от 24 Гц до 24КГц по завалам минус 3 дБ.
Усилитель, собранный автором с трансформатором ТАН73 показал великолепное звучание с очень сочными низшими частотами, жесткой "серединой" и очень нежными и прозрачными высокими частотами. В этой схеме были опробованы не только лампы 6П3С и 6П3С-Е, но и 6Ф6С, EL34 и 6550.
Самое "вкусное" и приятное звучание обеспечили выходные лампы 6Ф6С, правда, при нагрузке 8 Ом и полном включении выходных обмоток.
Вот кратенькое эмоциональное описание звучания усилителя с разными лампами:
6П3С-Е - Звук упругий, как будто слегка скомпрессированный, мощные низы, и очень четкие верхи. Но этот звук давит и долго его не послушаешь. Она по звучанию как раз под гитарные комбики! Это ж аналог американской 5881, которая в этих комбиках как раз и используется. Электрогитарный у нее звук. Она все-таки не совсем 6L6, которая почти точный аналог нашей 6П3С.
6П3С - Прозрачный естественный звук с очень хорошим разделением и слышимостью как тихих, так и мощных звуков. Четко слышны все призвуки и разные инструменты.
6Ф6С - Очень интересное звучание. Можно слушать целый день - не утомляет. Все очень прозрачно, нежно и музыкально!
6550 - Сильный мощный звук. Солидный, можно сказать. Низы звучат, как выражается мой братишка, что "аш шуба заворачивается"!
EL34 - Глубокие мощные низы, очень нежные верха и жесткая середина. Голос очень жестко звучит. Однако при этом нежно звучит рояль.
6П6С - никак. Дохло и невкусно. Не годится она в этот усилитель. Слабовата.
И еще увидел разницу в звучании, которую вносит предварительная лампа.
6Н8С - наша, классическая, дает немного размазанный мягкий звук.
6Н8С-6SN7 фирмы RFT 1954 года. Были такие с двойным названием, дают очень жесткий и четкий звук, - как будто по прописям он прописан! И верхи становятся как стальные!
6Н9С - в комплекте с EL34 дает довольно интересное звучание с подчеркиванием верхних частот. Очень сильно подчеркиваются щеточки. Однако, низы звучат относительно бесцветно. А в комплекте с 6П3С - вообще никакого звучания не было... так, что-то непонятное и "никакое".
Лампы 6550 и EL34 мощноваты для этого усилителя. Поставить их можно и они нормально работают, но для них надо более высокие напряжения и более мощные трансформаторы - раза в два-три! И питание разное. На 6550 надо, по хорошему-то, 600 вольт на аноды и 300 вольт на экранные сетки, а на EL34 - 800 и 400, соответственно. Тогда они запоют!!! Под них надо трансформаторы на заказ мотать! Или покупать у серьезных аудиофильных компаний. Это уже очень серьезные лампы.
Однако, оптимально этот усилитель работает на обычных лампах 6П3С с предварительным каскадом на 6Н8С. Что и рекомендую!
Поскольку в схеме 2 экранные сетки выходных ламп питаются в 1,38 раза более низким напряжением, чем аноды, это эквивалентно, если бы к экранным сеткам были бы приложены не 24 % и 35 % переменного анодного напряжения, а 33 % и 48% соответственно.
Автором был выполнен такой усилитель на трансформаторе ТАН73, и при столь большом значении переменного напряжения на экранной сетке, 48%, выходная мощность усилителя составила 12 ватт. При этом его звучание очень напоминало усилители на триодах.
У меня никогда не получается сделать усилитель с заданными заранее параметрами… Ну вот чтоб как – то так: «Мощность 100Вт, лампы ГУхх, выходные трансы размера x*y*z, провод 0,352488мм в изоляции из политетрафторэтилена» и далее по списку. Обязательно транс будет z*x*y, провода не окажется вообще никакого, а ближайшие лампы с панельками окажутся за пару тысяч километров по прямой… И сразу опускаются руки, а все остальное падает и, подпрыгивая, катится под стол… Начинаю сильно завидовать тем, кто может со списком на 32х листах смело шагать на рынок или в магазин и ни разу не споткнуться ни по одной позиции… У меня почему – то редко доходит до третьей или пятой. Но зато неожиданных стечений обстоятельств как всегда в избытке. Вот и в этот раз все было по заранее спланированному сценарию.
Начало
Мне нужен был груз. Чем – то прижать отклеившийся плинтус на кухне, пока не высохнет клей. Так как гирь на 16, а тем более на 32 кг в хозяйстве не держу из практических соображений, было решено тряхнуть шкаф с железками на предмет аналогов этого чудного девайса. Аналог девайса нашелся быстро, и даже упал при этом мне на ногу, вызвав дикий восторг и массу эпитетов непечатного содержания. Когда в хвосте последнего эпитета встала точка, я пригляделся и увидел перед собой самый обычный анодно – накальный транс, более известный в народе, как ТАН105 – 127/220 – 50. И, что самое интересное, рядом на полке стоял еще один такой же.– С чего бы это? – подумалось мне – ведь все свои трансы я отдал в цветмет взамен на лампы с панелькми, после перехода на импульсники? Отмотав кассету на пяток лет назад, вспомнил, что эти трансы я покупал для БП будущего SE на 6с33с, который маячил в планах на будущее, но так и не был сделан.
– Надо и их сдать в цветмет поменять на лампы! – тут же решил я.
– Солить их что – ли, эти лампы? – высунулся из – за плеча здравый смысл.
– Не поеду! Там пробки, парковки нет, ехать далеко! – сказала лень.
– А может их куда нибудь засунуть, не, не туда, куда ты подумал, а применить, чтоб не валялись! – снова встрял здравый смысл.
Ладно, возьму на работу – подумаю, что с ними сделать – решил я. То обстоятельство, что трансов было два, да еще и новых (в смысле не паяных) и решило их судьбу. Поклонникам Hi-End и направленных проводов можно дальше не читать – будет зря потрачено время. Помидорами покидаться можно, я как раз собираюсь на зиму пару приправ сделать…
Как то в сети проплывала статья про использование ТАН-ов в качестве выходных трансов, но в то время я их использовал как силовые, и поэтому ставить их на выход я не посчитал нужным. А потом вообще забыл. Но попробовать то надо! Повертев транс в руках, покурив даташит, попробовал прикинуть возможное Raa для полного включения всех обмоток. Результат меня приятно удивил. Для 4 Ом Raa получается около 5800, сердечник ПЛ, пара одинаковых катушек, приличный ток, а значит сопротивление первички будет минимальным. Один минус – полное отсутствие секционирования, что скажется на частотке сверху…
Ну ладно, усь для домашней дискотеки вполне должен получиться, на многое рассчитывать не буду – попробую. Как раз параллельно изготавливал два импульсных БП, и параметры одного из них были близки к желаемым. А желаемое было таким: РР на 6п3с + 6Н8С, ультралинейная классика, без изысков. Но раз уж пошла такая пьянка, то выжать по мощности все возможное! Поковыряв разные варианты включения обмоток транса остановился на этом.
Говорят, что для нормальной работы ультралинейной схемы нужно соотношение части сеточной обмотки от 25 до 33 процентов. Ну мне вариантов не дали – сделал 23% – самое близкое значение из возможных.
Ну и сама схема
Здесь я сильно не выёживался. Фикс, благо отрицательное напряжение легко получается с имеющихся обмоток БП, да и поиграться режимами всегда можно. Хотел было поставить свой любимый самобалансирующийся фазоинвертор, но вовремя вспомнил, что для фикса оно как – бы не пойдет, а точнее вообще никак не пойдет, и использовал другую классическую схему с возможностью ручной балансировки одного плеча. Питание 320В – стабилизировано. Смещение тоже стабилизировано – ну гурман я, что не сделаешь для любимой лампочки, чем более это не усложняет схему.Теперь БП
Тут ничего нового, все расписано в моих предыдущих статьях, за исключением пары моментов.И пускай у меня пострадали фронты – не критично, зато блок весело запускается из любого положения.
Данные транса блока питания:
1 – 20 витков ПЭВ – 2 0,82 – 4+3+3+4 коса 4*0,8
3 – 100 витков (345В постоянки) МС 0,08.
4 – 20 витков ПЭВ – 2 0,8
Подробнее о намотке в предыдущих сериях – все аналогично. Ну а теперь вернемся к нашим баранам трансам. Вот они, красавчики.
Начинаю строить корпус
Тут я не боюсь промахнуться с БП, так как он уже обкатан на статической нагрузке и может только понадобится охлаждение радиатора дросселя.
Как всегда пытаюсь добиться максимальной компактности.
Еще у меня были 2 готовые боковины – при заказе я ошибся с размерами и они оказались короче, применить их там, куда планировал, не смог, поэтому подгоняю корпус под них.
