Sluchátkový elektronkový zesilovač na 12V

Cílem této konstrukce bylo postavit zesilovač, který bude napájený 12V z akumulátorů, pokud možno bez měniče a bez transformátorů a vezebních kondenzátorů v cestě signálu. Jako koncový stupeň jsem zvolil dvojčinné zapojení, což znamená, že anodové napětí na elektronkách je poloviční než na zdroji, tedy jen 6V. Zkoušel jsem různé typy elektronek a zkoumal grafy jejich charakteristik. Chtít po elektronce pracovat při anodovém napětí 6V je šílené, ale některé miniaturní triody i při tomto napětí dokázaly dosáhnout slušného anodového proudu. Nejlépe fungovala E88CC, která při kladném napětí na mřížce dosáhne až 10mA, což ostatně je přesně podle grafu, který udává výrobce, sice v rohu, ale je to tam. S výkonem koncového stupně až takový problém není, odpovídá miniaturním triodám a anodový proud je dostatečný, větší problém je ovšem jeho buzení. Zkoušel jsem mnoho zapojení, ale zesílení bylo spíše útlumem. Jediná možnost jak docílit zesílení je zapojení z anody jedné do mřížky následující elektronky, bez vazebního kondenzátoru ale nastává problém s napětím, na mřížce moc a na anodě málo. Asi po týdnu přemýšlení a předělávání zapojení, kdy už jsem se skoro smířil s tím, že tam budu muset dát polovodičový operační zesilovač, mě napadlo toto. Darlingtonovým zapojení z elektronek se sice nezíská napěťové zesílení, ale zvedne se potřebný potenciál na vstupní mřížce a už se na ni dá připojit anoda vstupní elektronky. Sice na ni vyjde něco okolo 2V, ale přesto opravdu zesiluje!

Ve schématu jsou naznačena naměřená napětí a hodnoty trimrů v mém zapojení, při každé výměně elektronky je potřeba trimry znovu poněkud seřídit, aby se dosáhlo stejného zesílení obou kanálů a poloviny napětí na výstupu, tedy 6V. Na zesílení má vliv nejvíce hodnota odporu trimru R1, napětí výstupu se pak doladí trimrem R2. Na zkreslení vstupního signálu má vliv anodové napětí na první elektronce, nesmí být moc malé, ale okolo 2V stačí. Nejlépe se osvědčilo celé zapojení osadit E88CC, vstupní elektronku jsem musel mít ale se žhavícím napětím 12V, což E88CC bohužel není, ale zapojení funguje dobře s ECC82 a ještě lépe s E80CC. Žhavení E88CC je po dvojicích sériově, není sice pro to určeno, ale stačí přeměřit jednotlivé elektronky a kdyžtak je prohodit tak, aby se žhavily všechny stejně.

Zesilovač zapojuji mezi přehrávač a sluchátka a výkon je více než dostatečný. Při připojení běžných reproduktorů se dá dosáhnout tišší pokojové hlasitosti. Ze subjektivního hlediska je mi zvuk z tohoto zapojení velmi příjemný, je znát rozdíl při zapojení sluchátek přímo a přes toto, zvuk je měkčí, bez tvrdých polovodičových hran ale zachovává tvrdé basy.

Pár názorů na to, že tohle zapojení je k ničemu, nebo že likviduje elektronky, mě dohnalo k tomu, abych ten kus plexiskla znovu vzal, odstranil vrstvy prachu a s novými zkušenostmi to znovu přezkoušel, přeměřil a snad i vylepšil.

První věc byla najít do toho elektronky. Z krabic jsem vyndal a ze zesilovačů vytahal celkem 14 triod E88CC. Ty jsem zhruba změřil, vybral 4+2 nejlepší a osadil do toho nesmyslu. Připojil jsem napájení, zapnul vypínač u akumulátorů a elektronky se začaly žhavit, ručička ampérmetru se ustálila na půl cesty ke 2A. Nejdříve jsem přeměřil napětí v zesilovači, elektronky byly jiné, takže napětí se dost lišila od ideálu. Připojil jsem sluchátka, vstup a pustil hudbu. Ve sluchátkách ticho, zesílím hlasitost, začínají se objevovat první tóny, pak už i je něco slyšet a když chci ještě trochu víc, tak už jen chrčení... Teď se nabízí otázka, která elektronka v cestě signálu za to může. Která elektronka má špatně nastavený pracovní bod? Kromě toho, že všechny??

Tak jinak. Zkrátím to. V zapojení jsem se začal vrtat a mám výsledky. Právě teď, když tohle píšu, užívám si krásného zvuku z toho nevzhedného kusu plexiskla a divně rozmístěných elektronek. Akumulátor, který dodává žhavící a anodové napětí už po několikahodinovém provozu musím dobíjet.

Zapojení jsem vylepšoval, ale většina změn byla k horšímu. Hlavním problémem je "PNP elektronka" která jediná by vyřešila problém s přímou vazbou invertoru a koncových elektronek typu "horní dolní". Překvapivě logické je, že při přivedení kladného napětí do mřížky se z ní stává částečně anoda a že si klidně řekne o slušný proud. V mém zapojení to bylo, jako bych od mřížky ke katodě měl odpor 390 Ohmů... Při přímé vazbě s tak malými rezervami napětí (Hlavně absencí napětí záporného) pak takřka nelze dosáhnout symetrie signálu v obou koncových elektronkách. Na osciloskopu se viditelně liší spodní a horní půlvny signálu. Sinusovka je dole špičatá a nahoře placatá v celém rozsahu výkonu. Při dalším zvyšování hlasitosti pak dokonce přechází do odbélníkového průběhu, navíc s nestejným časovým poměrem kladné a záporné složky.

Zde je schema jednoho kanálu

Napětí se vždy budou lišit podle konkrétních elektronek a závisí na každé z nich (Přímá vazba). Teoreticky by mělo být důležité poloviční napětí na výstupu. Prakticky je ale spíš důležitější napětí na anodě vstupní elektronky, aby zesilovala.

První elektronka je v podstatě nejdůležitější, výborně funguje klasická ECC83 ale musí mít parametry jako nová. Úplně nejlépe mi funguje jedna ECC83 se většími anodami, pravděpodobně analog ECC803S. Výborně by také pravděpodobně fungovala opět E88CC nebo slovenská ECC83S (tu hodlám vyzkoušet).

Každopádně cílem tohohle zapojení není až tak kvalitní zesilovač na sluchátka! Ale hlavně to, že je možné postavit přímovázaný elektronkový zesilovač s jedním jediným napájecím napětím 12V! Dále je absurdní, že celý zesilovač je přímovázaný a na úplném konci stejně trčí v cestě signálu kondenzátor!! (Sluchátka s jackem mají společnou zem)

Nicméně přes to všechno se to dá poslouchat! Frekvenční rozsah je obrovský a co se týče výkonu, při běžném poslechu na 32 Ohm jsou k dispozici i rezervy v hlasitosti... A komu se poštěstí slyšet zesilovač s RMS=0,000130W?!




Zesilovač je už třetí večer v ostrém provozu. Dohromady asi 6 hodin poslechu. Měřil jsem napětí a katodový proud a hodnoty se nezměnily! Elektronky zapojení zatím snáší bezproblému!



Zesilovač má za sebou 20 hodin provozu a hraje perfektně!! Anodový proud je stále stejný!! Už u počítače neposlouchám nic jiného, to hrozné šumící TDA2030, co se muselo pustit nahlas, aby ten šum nebyl slyšet jsem uklidil do skříně a vychutnávám si zvuk ze zesilovače, kde vyhlazovacím kondenzátorem anodového napětí je šestičlánkový olověný akumulátor... Teda dokud nemusím připojit nabíječku... i přes obrovský elyt 22mF je slyšet síťový brum... v tom tichu...

Přes 40 hodin provozu: Stále stejná sada elektronek, stále stejný anodový proud, elektronky vydržely. Koupil jsem na zkoušku ECC803S, že jí osadím jako vstupní, ale vůbec to s ní nefunguje, jen tiše, při silnějším signálu obrovské zkreslení, prostě v takových podmínkách pracovat nedokáže. Chápu, že chtít po elektronce, aby zesilovala při anodovém napětí 2V a 0V na mřížce je šílené, ale ta tungsram ecc82, co je tam teď to zvládá a to na jedné anodě je 1,35V a stejně zesiluje...