Содержание

Проверка работоспособности усилителя

Двигатели для гоночных автомобилей достигают своих выдающихся характеристик за счет работы всех без исключения деталей на пределе допустимой нагрузки — именно поэтому малейшая ошибка может оказаться катастрофической. Двойной триод типа 6528, примененный в разработанной выше конструкции усилителя мощности может уподобиться двигателю гоночного автомобиля в том отношении, что он рассчитан на номинальную рассеиваемую мощность 30 Вт на аноде, и что в реальной жизни она рассеивает на аноде 31,5 Вт тепловой мощности в пике сигнала. От баллона такого двойного триода, на которой выполнены оконечные каскады двух усилителей мощности стереопары, требуется отвести вдвое большую мощность, учитывая при этом сравнительно небольшие размеры самого баллона. Следовательно, самые первые испытания усилителя были выполнены с целью удостовериться в том, что лампа типа 6528 при номинальной выходной мощности «не испустит дух», так и не дойдя до «финиша».

Панель лампы 6528 была установлена на проволочной защитной сетке, предназначенной для монтажа электровентилятора с диаметром лопастей 80 мм, затем был смонтирован 80-мм абсолютно бесшумный вентилятор, который обеспечивал обдув цоколя установленной лампы снизу. В результате, даже при работе лампы с максимальной мощностью Р_а, температура, измеряемая на баллоне лампы, всегда оставалась в установленных пределах, а шасси оставалось холодным.

Рис. 7.30 Практическая схема разработанного усилителя мощности

При первоначальной проверке напряжения подогревателя катода на ламповой панели 6528, выполненной измерителем среднеквадратичных значений напряжения, было установлено, что напряжение составляло 6,5 В вместо положенных 6,3 В, поэтому было изменено подключение первичной обмотки силового трансформатора: с обмотки, рассчитанной на напряжение 240 В на обмотку, рассчитанную на 250 В, что снизило напряжения подогревателя катода до значения 6,296 В, то есть вполне приемлемой величины. (Так как сетевое напряжение питания содержит весьма значительные помехи и его форма весьма далека от синусоидальной, измерения переменного напряжения питания подогревателя должны выполняться с использованием прибора, предназначенного для измерений среднеквадратического значения и имеющего достаточную точность измерений до частот, не ниже 1 кГц.)

Дополнительно к этому оказалось, что одна из ламп типа 6J5, установленная в предоконечном каскаде, должна была быть забракована из-за низкого значения сопротивления подогреватель-катод (вопреки полученному при измерениях значению более 25 МОм по результатам проверки на ламповом испытателе типа Avo VCM163). Даже несмотря на то, что подогреватели были развязаны с землей, данная неисправность приводила к тому, что фоновое напряжение величиной 5 мВ и импульсные помехи из-за выбросы напряжения при переключении вентилей выпрямителя просачивались в выходной каскад.

Проверка звучания усилителя

В силу важности испытаний, разработанный усилитель мощности очень тщательно проверялся на качество звучания с использованием пары громкоговорителей типа LS3/5a в течение длительного времени. Хотя громкоговорители типа LS3/5a являются прекрасными миниатюрными громкоговорителями, все же они не являются идеально подходящими для маломощных усилителей. К сожалению, они являются единственными громкоговорителями, обладающими пассивным кроссовером и удовлетворяющими всем требованиям к качеству, которые имеются у автора.

Усилитель начал работать достаточно сносно, но значительно улучшил качество звучания после первых четырех часов прослушивания.

Наблюдения

Сборка усилителя была завершена всего за несколько выходных дней, за которыми последовали два дня национального праздника. Закон Мэрфи гласит, что утерянная деталь может быть обнаружена позже, но не ранее вечера следующей пятницы. Автор собирался использовать собственный вариант демпфирующего (сглаживающего) дросселя для высоковольтного источника питания, но в шкафу самым необъяснимым образом отсутствовал фольговый пленочный полипропиленовый конденсатор с емкостью 220 нФ, поэтому автор был вынужден использовать традиционный вариант из фольгового пленочного конденсатора с емкостью 10 нФ и демпфирующего резистора 10 кОм (причем, этот дефект был устранен только через неделю). Оценивая произошедшее, можно сказать, что это оказалось своеобразной удачей, так как более худшая фильтрация фона позволила обнаружить, что недорогой выпрямительный кенотрон типа EZ81 открывался и закрывался на удивление чисто и провоцировал крайне незначительные низкочастотные помехи типа «звон» (рис. 7.31).

Рис. 7.31 Форма выходного напряжения выпрямительного кенотрона типа EZ81 при использовании упрощенного сглаживающего фильтра

Примечание. На нижнем графике в увеличенном масштабе показано поведение выпрямителя в момент его запирания и отпирания

Сборка рассматриваемого усилителя возродила давно таившееся убеждение автора, что с течением времени характеристики сердечников дросселей и трансформаторов подвержены серьезной деградации. Предварительно рассчитанное значение пульсации выпрямленного тока после первого звена высоковольтного сглаживающего фильтра должно было составлять 56 мВ среднеквадратического значения, однако полученная на практике после измерений величина была на 7 дБ выше и составляла 124 мВ среднеквадратического значения. Конденсаторы емкостью 120 мкФ были проверены первыми и оказались оправданными, после чего подозрения пали на дроссели (один из которых к тому же уже имел отбраковку в прошлом, так как оказался ответственным за гудение в одной из более ранних конструкций усилителя на лампах типа EL84). Поэтому казалось весьма вероятным, что величина индуктивности могла снизиться из-за повреждения магнитопровода. Дополнительно к этому, силовой трансформатор с увеличенным U-образным сердечником вибрировал даже до того, как был нагружен высоковольтным источником питания. Более того, в сети питания для него оказался необходимым предохранитель с плавкой вставкой на 5 А, чтобы выдержать первоначальный бросок тока при его включении. Был сделан вывод: магнитные материалы, отслужившие около 40 лет, вполне могут оказаться «самым слабым звеном», а полученные при измерениях посредственные характеристики не обязательно могут быть следствием ошибок проектирования.

Внимательно прослушивая включенный усилитель (до того, как реле задержки включило высоковольтный выпрямитель), удалось установить, что слабый сетевой фон индуцировался в выходном трансформаторе прямиком из силового. Если у читателя возникнет желание повторить приведенную автором конструкцию, то будет лучше использовать для усилителя два шасси: один для звукового тракта и второй для источника питания, это позволит уменьшить влияние источника питания на собственно усилитель.

Выводы

Испытания усилителя показали, что его звучание при воспроизведении высококачественной программы на слух воспринимается достаточно комфортно, несмотря на то, что неравенство сопротивления нагрузки расчетному значению вызывает слабо приглушенное воспроизведение нижних частот. Усилитель очень массивен (примерно 6 кг массы на 1 Вт мощности) по сравнению, например, с рассмотренным ниже двухтактным усилителем (1,58 кг массы на 1 Вт мощности) и почти вдвое больше его по размерам. Не смотря на все это, этот усилитель не относится к категории вещей, с которыми автор мог бы без сожаления расстаться.

При тестировании максимальная мощность усилителя на частоте 1 кГц составила 6,8 Вт, суммарное значение коэффициента нелинейных искажений и шумов составило 3,2%. Усилитель проверялся как с введением катодной обратной связи, так и без таковой при пониженном на 1 дБ уровнем мощности относительно максимального значения.

Введение обратной связи снижает коэффициент усиление на 3 дБ, хотя данные табл. 7.4 свидетельствуют о значительно более высоком улучшении подавления всех гармоник, за исключением четвертой, что является вполне тривиальным результатом. По критерию искажений, усилитель вполне конкурентоспособен профессиональным полупроводниковым усилителям.

Что касается эксплуатационных качеств усилителя, то созданный экземпляр почти не подвергался специальным испытаниям на определение подобных и иных технических характеристик.

Основной вывод можно сформулировать так: усилители с несимметричным выходом весьма определенно являются делом индивидуального вкуса.

Информация

Продолжение