úterý 29. prosince 2009

EL34 v zapojení OTL

Varování: Příspěvek není návodem ale inspirací pro možný návrh podobného zařízení kvalifikovanou osobou případně pod dozorem jako školní projekt. Obsahuje části pod napětím životu nebezpečným. Autor nenese odpovědnost za újmy na zdraví nebo majetku vzniklé v souvislosti s následujícím příspěvkem. Autor si vyhrazuje právo příspěvek kdykoli změnit. 

Chtěl jsem postavit OTL z běžně dostupných elektronek, protože PL509 se neshánějí snadno. Jako první mě napadla samozřejmě EL34. Když zapomeneme na všechny katalogové údaje, ve kterých se EL34 od PL509 liší, máme před sebou dvě vcelku podobné baňky s velmi podobným systémem uvnitř. EL34 má menší katodu, takže musí být nastavena na menší proud, také má menší anodu, tedy menší maximální ztrátový výkon a pak se liší už jen konstrukcí třetí mřížky která je u EL34 vinutá drátem zatímco u PL509 je to děrovaný plech.

Začal jsem s návrhem zapojení s katodovými odpory, které je jednoduché a spolehlivé. Ovšem zvolit správnou hodnotu katodového odporu je složitější. Nejprve se musí zvolit napětí zdroje a pak proud koncovými elektronkami. Při malém proudu zesilovač zkresluje už při malém výkonu a při velkém proudu má zesilovač velkou spotřebu, elektronky se přehřívají a životnost jejich katody se zkracuje. Při velkém proudu zesilovač navíc nehraje úměrně lépe. Katodový odpor určuje předpětí řídící mřížky a to se odečítá z grafu závislosti proudu anody při napětí anody a mřížky vůči katodě. Většinou nejprve zvolím napětí zdroje a pak se dívám někam pod polovinu povolených hodnot. Ne vždy se ale dá najít správný graf protože u OTL vychází nízké napětí anody a g2.
Nakonec jsem zvolil 220R, z grafu jsem uvažoval Ia=60mA ale ve výsledku to bylo jen 36mA kvůli nízkému Ug2.

EL34 mají malé povolené napětí Ukf takže jsem radši udělal zvlášť žhavící vinutí pro dvě horní elektronky.

Zesilovač jsem zkoušel nejdříve se starými začernalými EL34, které daly sotva třetinu Ia a měly mizivou strmost. Zesilovač začal hrát na první zapojení, trochu, pak po opravení drobných chyb na desce už více. Napětí byly v pořádku, nic se nepřehřívalo, tak jsem osadil párovanou čtveřici úplně nových slovenských EL34.

Zapnul jsem síť, elektronky se nažhavily a okamžitě začaly hrát. Zvýšil jsem hlasitost a zkreslení nikde, jen krásný zvuk, opět jsem zesílil a stále žádné zkreslení... Perfektní, hraje to lépe než jsem čekal. Katody mají EL34 viditelně menší než PL509, tak jsem si nebyl jistý, že budou čtyři stačit na celý zesilovač. Ale stačí a celkem bez problému. Přitom na elektronce vzniká trvalý anodový ztrátový výkon pouze 5W. Tím pádem celý zesilovač potřebuje pouze okolo 65VA.
Běžně se staví OTL zesilovače osazené dlouhými řadami elektronek a přitom mi na běžný domácí poslech vystačí čtyři EL34.

Schema jednoho kanálu a zdroje

(aktuální schema dole)



Po dopsání tohoto jsem se na zesilovač podíval osciloskopem, výstup jsem zatížil odporem 3,9R a vstup zapojil do počítače a pustil generovaný tón sinusového průběhu. Zarazilo mě, že ani hodnoty daleko od slyšitelného spektra nejsou pro běžnou integrovanou zvukovou kartu problémem. Stejně tak pro zesilovač bez výstupního transformátoru...

Sinus 20Hz

Sinus 20kHz

Limitace při 20Hz, vtipné je, že nastává při amplitudě 1,073V, tedy právě když zesilovač dodává do odporové zátěže 148mW čistého sinusového výkonu. Což je zajímavé, když výše tvrdím, že to stačí na běžný domácí poslech...A tak čisté a tvrdé basy... Reproduktory ve skutečnosti asi nejsou tak hladové po výkonu...


Opět mi to nedá a po týdnu musím říct, že zesilovač hraje opravdu dobře. Na poslech má snad nejčistší zvuk z těch, co jsem postavil... A výkon je na doma opravdu dostatečný... A ani ten nedostatek dynamiky se mi už nezdá...

Píšu s odstupem 6 měsíců. Zesilovač v původní konstrukci stále používám nejčastěji. V provozu už možná přes 100 hodin. Napětí na katodových odporech čtveřice se shodují na setiny V. Zesilovač hraje perfektně. Zvládá bravurně i různé audiofilské zvuky. Basy má opravdu tvrdší než nejvýkonnější transformátorový zesilovač, co jsem stavěl. Nabývám dojmu, že udělat doma opravdu kvalitní výstupák je těžší než to na první poslech vypadá. Vždycky hraje, ale OTL stavěné doma hraje ještě lépe. Basy jsou tvrdé, protože špičkový výkon je větší než sinusový. Při kontrole na dvoukanálu jsou vidět chyby, když zesilovač nezesiluje vysoké kmitočty na vrcholu sinusovky nízkého kmitočtu. Jakoby nestačil zdroj nebo končila linearita pentody, nebo je výkon prostě malý... Ale na poslech platí to, že je to to nejlepší, co jsem postavil.

Měření průběhů vstupu a výstupu zesilovače s připojenými reproduktory 4R 10W.

Úspěšně zesílený signál, výkon přibližně 1,3W
Limitace, zesilovač přestává zpracovávat signál na vrcholku a naběhne až pod ním, výkon 2,5W
Audiofilský déšť, čtyři špatně zpracované vrcholky


29.11.2012 Píšu s odstupem tří roků od stavby. Stavěl jsem další OTL zesilovače, ale žádná jiná konstrukce nebyla tak úspěšná. Tento zesilovač stále používám na běžný poslech prakticky denně a to asi hlavně proto, že se mi ten zvuk prostě líbí. Elektronky mají zhruba 1000h provozu za sebou, stále čtveřice shodné parametry. Není se čemu divit, běží s anodovou ztrátou 5W při Ik=34mA. Víc nelze nastavit, např. při Rk=110R zesilovač limituje už při mírně menším výkonu, katody prostě nedokážou dát špičkově větší proud než určitý maximální (možná by pomohlo buzení do kladného Ug1, ale je otázka jak by to bylo s linearitou, zřejmě špatně)
S reprobednami 1PF06733 je výstupní hladina naměřená 80dB/m což odpovídá přibližnému výpočtu. (Uvažuji cca 250mW na kanál)
Stačí to na běžný poslech, ale stále si říkám, že by to chtělo těch EL34 jednou tolik a mít možnost přepínat podle aktuálního požadavku na výkon resp. hlasitost reprodukce.

4.10.2014 Provedeny drobné úpravy zapojení a hodnot součástek. Změna v napájení invertoru přinesla drobné zlepšení v podobě symetrické limitace kladné i záporné půlvlny.

Vzhledem k tomu, že jsem před pár dny (po pěti letech) přišel o jednu EL34 z párované čtveřice, které se ulomil přívod katody, zřejmě kvůli uvolněné katodové trubičce, otestoval jsem v zapojení i jiné nejběžnější elektronky. Dobrých výsledků dosahuje např. EL84 přestože potřebuje jen poloviční příkon na žhavení. Nabízí se tedy řešení postavit OTL s osmi kusy EL84, tedy 4 na kanál, po dvojicích paralelně. Takové řešení by při stejném příkonu poskytovalo větší výkon než tato verze.

15 komentářů:

Martin řekl(a)...

Ahoj, měl bych dotaz. Jaké repro máš připojené k tomuto zesilovači? Máš něco extra citlivého?

Arambajk řekl(a)...

Používám obyčejné dřevěné staré tesly 1PF 067 33, 4R, 10W...citlivost mají asi 90dB (vysokou oproti podobnému 88dB reproduktoru). K OTL jsou obecně potřeba citlivé bedny, protože nadělají stejný "rámus" při mnohem menším příkonu, než dnešní běžné reproduktory.

Martin řekl(a)...

Můj táta koupil před cca. 30-ti lety ručně vyráběné repráky a teď je používám na poslech. Jediné co o nich vím je to, že mají 8ohm a výkon kolem 30W. Dala by se nějak změřit citlivost? Nemám nic na měření db a nemůžu jí změřit. Dneska jsem se pokoušel o rozebrání a zjištění typu, ale bedna je lepená a kdybych jí otevřel, hrubým násilím, tak bych to dohromady nedal.
Jinak proč todle píší. Chci si postavit elektronkový zesík OTL a rád bych použil toto schéma. Sice mám jen jednu EL34, ale ta by měla jít nahradit EL36 (těch mám 12) a jelikož má větší Ia tak bych z toho měl dostat i více watíků.

Arambajk řekl(a)...

Citlivost se dá přibližně určit poslechem, prostě při stejném nastaveném zesílení hrojou různé reproduktory různě nahlas, to je cilivost. Ale, když jsou z té doby, tak bych řekl, že budou dobrý. S EL36, by to mělo fungovat bezproblému, je třeba dát vhodné katodové odpory (určují Ia) případně zmenšit hodnoty odporů RC článků ve zdroji, aby byl tvrdší...Hodně zdaru při konstrukci

Martin řekl(a)...

Ahoj, postavil jsem si tedy tento zesilovač s elkami EL36. Zde je schema: http://astronomy-mtv.ic.cz/schema_EL36_OTL.pdf
při proudu cca 100mA do koncových EL36 zeslovač hraje potichu a šíleně zkresleně. Hlavně na basech. na G1 invertoru je signál v pohodě a za ním je něco špatně. z jedné půlvlny jde signál přibližně o polovinu slabší. Na anodě horní EL36 je napětí 250V a na dolní jen 56V. Také na katodě dolní elky je kolem 16V. A kupodivu to hraje hlasitějš s menším výstupním kondenzátorem (550u) než s větším (3 000u). Mám ho složen z kondenzátorů z PC zdrojů. EL36 jsou nové z roku 1960 :). EF86 mám jenom jednu, ale funguje v poho. E88CC mám několik použitých a vyměňováním se nic nezměnilo. Byl bych ti moc vděčný , kdyby jsi mi poradil. Martin

Arambajk řekl(a)...

Zdravím, Invertor zkontroluj tak, že změříš úbytky na odporech 30K, musí být stejné a na elektronce mezi anodou a katodou musí být asi dvakrát tolik než na odporu, pokud ne, změň odpor 2M v mřížce.
V klidu by na anodě dolní EL36 měla být polovina napájení, pokud ne a odpory v katodách jsou shodné, tak je třeba vyměnit tu EL36, na které je větší napětí= je slabší. Proud 100mA je příliš mnoho, elektronka je tzv v saturaci a nemůže správně zesilovat, zkus dát větší Rk a snížit tak proud asi na 50mA, nebo klidně na 30mA pokud se to zlepší...u EL34 jsem naměřil to samé, při snížení Rk se zhorší symetrie a sníží výkon.
Jeden z těch kondenzátorů ze zdroje může mít svodový odpor, možná proto je na dolní anodě menší napětí a hraje to lépe bez něj, nebo je to prostě tím, že při menší kapacitě neprojdou basy, co jinak vemou výkon.
Hodně štěstí..

Anonymní řekl(a)...

Zdravím, mohl by jsi prosim do zapojeni OTL zesilovace přikreslit jak připojit EM80/81, jako indikator vybuzení?

Anonymní řekl(a)...

Ahoj lidi mam jeden síťoví transformátor pro tento zesilovač navíc. Nechával jsem si ho navinout a při zadávání parametrů se stala chyba a primár navinuli místo na 230V na 23V. Ale to neni problem pokud se před něj přidá ještě jedno trafo z 230V na 24V (odzkoušeno). Ja si nechal navinout nove trafo z duvodu ušetření místa v zesilovaci. Pokud by měl někdo zájem levně ho prodam (dohodou). kontakt Sunnx@email.cz

Elektronky a patice řekl(a)...

Prodám nové párované EL34b vhodné pro COMBA a zesilovače. EL34b mam párované po dvojicích, čtveřicích, šesticích a osmicích. Cena za dvojici je 560, -Kč. Elektronek mám více druhů, v případě zájmu mne kontaktujte. http://patice.eu

Anonymní řekl(a)...

Mohl bych porosit o schéma toho otl s PL36 jsou to elky z TV a jsou lehce dostupné, možná ybch to zkusil

Link již nefunguje

jiri.kaplan@stream.cz

Anonymní řekl(a)...

Zdravím, pokud je možnost poslat schéma upravené pro EL36, budu moc rád. Předem diky.

pekompres@seznam.cz

Arambajk řekl(a)...

Úprava pro PL36 zde: https://picasaweb.google.com/lh/photo/X-XuQC8V1XQGCtLVurfxDtMTjNZETYmyPJy0liipFm0?feat=directlink

Arambajk řekl(a)...

A ještě pro EL36: https://picasaweb.google.com/lh/photo/CLHn_FHjOGRNq8CdCnJGBNMTjNZETYmyPJy0liipFm0?feat=directlink

Anonymní řekl(a)...

Zdravím, kdybych chtěl použít místo EL34 EL84 nebo EL844 musím změnit odpory v katodách a na g2 nebo můžu ponechat původní pro EL34. Nezkoušel jste už EL84 ?

Arambajk řekl(a)...

Zdravím EL84 jsem zkoušel, kdyby se jich osadilo 8, tedy 4 na kanál, vždy dvojice paralelně, tak by se dosáhlo výkonu většího než takhle se čtyřimi EL34. Katodové odpory při tomto napájecím napětí můžou zůstat stejné, g2 taktéž, případně úplně vypustit a spojit g2 s a.