Jednočinný zesilovač s EBL21

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. 

Po mnoha letech jsem se rozhodl postavit ještě jeden elektronkový zesilovač. Už mi přišlo dlouho, koukat na EBL21 jen ve vitríně, protože nemám žádné šasi na ně v provozu.

Celé roky jsem používal OTL s EL34 anebo tranzistorový Ge zesilovač vyjímečně. Chtěl jsem postavit něco malého, co se vejde na stůl, úsporného aby se to dalo provozovat běžně jako zesilovač k PC a aby to výkonově překonalo OTL.

Poslední podmínka je složitější než se zdá, OTL má RMS výkon sice 250mW ale poslechově odpovídá asi 4W zesilovači díky specifickému chování elektronek v limitaci.
Přemýšlel jsem nad mnoha variantami, i nad použitím jiných elektronek, ale nakonec jsem se rozhodl postavit s EBL21 a EF22 nebo ECH21 (kdyby nestačilo zesílení) úplně klasický jednočinný koncový stupeň.

Začal jsem vybíráním výstupních transformátorů, chtěl jsem využít hotové, výkonově budou vyhovovat. Hledal jsem druhé do páru k některým co mám, anebo rovnou dva stejné. Nakonec jsem pobral dvojici Phillips PW30362.

Síťové trafo z radia výkonově vyhovuje, dlouho jsem váhal u řešení usměrňovače, AZ1, plynové diody, selen, historický můstek anebo křemíkové diody. AZ1 by bohužel zvýšila příkon asi o 1/3 a byla by zřejmě nejslabší částí zesilovače. Můstek 250V/75mA z radia by šel, ale nakonec jsem zvolil průmyslové KYY85.

Elektrolyty jsem dal šroubové TC519, po pár hodinách formování sníženým napětím fungují perfektně a zesilovač nebručí.

Konstrukce je na pájecích lištách, odpory se podařilo najít shodného typu ze začátku 50. let.

Zesilovač hrál na první zapnutí, hodnoty součástek nebylo třeba ladit. Větší problém byl s výběrem dvou přibližně shodných EBL21, nakonec jsem musel dát do vitríny jinou, protože zrovna tam byla jedna z mála dobře fungujících.

Nejvíce mě překvapila výkonová rezerva zesilovače oproti OTL, ale na odlišnou frekvenční charakteristiku a hlavně malý výstupní odpor si budu zvykat asi hodně dlouho. Silně uvažuju o zavedení některého typu zpětné vazby.

Zajímavé bylo zkoumání výstupních transformátorů. primár se jeví jako vinutí s odbočkou na 10% impedance, tedy se moc nehodí na ultralineární zapojení. Spíš mi přijde, že bylo použito jako tlumivka pro napájecí zdroj, chtělo by to dohledat, kde byly osazeny.

Protože cílem bylo přiblížit se OTL, aby změna pro poslech nebyla tak velká, volil jsem spíš triodovou charakteristiku.

Nakonec to vedlo k experimentu s přepínáním mezi pentodovým a triodovým zapojením a opakovanému poslech. Po čase jsem se však rozhodl zavést zpětnou vazbu a výrazně tak zlepšit přenosovou charakteristiku. Zejména u malých transformátorů je to poslechově velmi znát. SE zapojení bez zpětné vazby je možné pouze s opravdu velikými transformátory, tak jak jsem to stavěl  dávno s PL504/509.

 Schema jednoho kanálu a zdroje (verze 4 - aktuální)

 Rozmístění na šasi je trochu nelogicky obráceně než cesta signálu, ale je to hlavně kvůli tomu, aby EBL21 neohřívaly elektrolytické kondenzátory. EF22 jsou za chodu vlažné protože mají velkou plochu skla vzhledem k malému proudu žhavení jen 0,2A.

 Podařilo se ještě najít odpory ALWAYS a TESLA "always" z konce 40. let.

Na vnitřní stěně anody EBL21 jsou vidět proužky kam dopadají elektrony skrz stínící mřížku. Elektronky jsou většinou z let 1947 - 1949.

4.2017
Tak mi tak dlouho vrtalo hlavou proč to hraje tolik jinak oproti OTL až jsem se rozhodl zlepšit přenosovou charakteristiku zpětnou vazbou.

Vazbu jsem zavedl celkovou prostě z výstupu do katody vstupní elky. Aby byla záporná, musí být výstupní napětí ve fázi se vstupním, proto jsem do schématu označil začátky vinutí výstupního trafa.

 Naměřené charakteristiky. Červená je ze stavu, kdy R6 nekonečno a R12 2K0. Žlutá pro R6 = 3K2 a R12 = 12K. Samozřejmě silnější vazba snižuje zesílení, které už takhle není příliš vysoké pouze u dvou stupňů.

Nakonec jsem zjistil, že kratší vinutí na výstupním trafu je s největší pravděpodobností určeno jako tlumivka napájecího zdroje a má velký rozptyl. Tu část vinutí vůbec nepoužil.

12.2018
Byl jsem dotázán na téma fyziologické regulace hlasitosti. Přestože nemám korekce rád, zkusil jsem do zesilovače jedno primitivní zapojení zadrátovat a výsledek překvapivě není vůbec špatný, naopak. Přepočítal jsem schema odsud: https://www.belza.cz/audio/lpots.htm pro potenciometr 470k a součástky, sice už ne dobové, osadil.

Zesilovač nemá velké zesílení a cca odpovídá, že potenciometr na konci dráhy dá v místnosti 90dB z linkového výstupu. To je požadavek fyziologického regulátoru, aby při 90dB už byla charakteristika zase plochá. na kraji dráhy se už přidané RC články neuplatní.

Pro kontrolu jsem ještě změřil v krajní poloze pár bodů v charakteristice. Do odporové zátěže cca 1W, abych se ujistil, že na konci dráhy se zapojení neuplatní.

Poslechově se úprava projevuje tak, že při ztlumování zesilovače při poslechu večer nemizí hloubky tak prudce jako obvykle. Člověk má pocit, že i při tichém poslechu slyší z hudby trochu víc detailů. Naopak vždycky ví, že vytočením potenciometru do krajní polohy se může účinku přidaného obvodu snadno zbavit.

Konečně jsem také po dvou letech dodělal a uzavřel šasi, už to vypadá trochu rozumně: