OTL s 6AS7

 6AS7 mám doma už asi 20 let, ale prakticky použitelný zesilovač jsem s ní zatím nepostavil. Poslední elkový zesilovač jsem stavěl asi před 10 lety a po měničové technice, kterou se zabývám každý den mi začaly konstrukce s elkami chybět. Tak jsem začal postupně shánět díly. Kde jsou ty doby, co se pro 6AS7 dalo zajít do Prahy do GESu. Musel jsem sehnat druhou, protože jsem měl jen jednu, pak síťové trafo a kondenzátory z 60. let. To formování kondenzátorů po večerech už mi vážně chybělo.

Cílem konstrukce bylo postavit výkonnější OTL než ten s EL34 a zároveň s vyšší účinností (menším žhavícím příkonem). Původně jsem chtěl stavět tzv. circlotron, který má výhodu, že nepotřebuje zvlášť žhavící vinutí pro horní elku. Vím, že 6AS7 je pro tu topologii vhodná, už jsem ji tak provizorně zkoušel a byl překvapený. Nicméně bez trafa s několikanásobným anodovým vinutím má stejně horší účinnost než push-pull.

Finální konstrukce je push-pull s pevným předpětím jako známý Futtermannův OTL, ale s výstupními kondenzátory abych se nemusel starat o přesné nastavení offsetu výstupu. Jako budící elku i invertor jsem zvolil oktalové dvojité triody 6SL7. Do invertoru by se lépe hodila 6SN7, která má menší strmost, větší proud ale také dvojnásobný žhavící příkon.

 

Schema: 

Hodnoty některých součástek jsou ovlivněny tím, co jsem našel, běžná řada hodnot vyhoví. Odpory R20 a R21 nutno vyměřit na nízkou toleranci aby měly oba kanály shodné zesílení.

Koncové triody potřebují poměrně velké záporné předpětí, které je už nehospodárné vytápět na katodových odporech. Záporné předpětí dolních je usměrněné z odbočky transformátoru, horní mají dělič mezí výstupem a zemí. Výhodou děliče R5, R7 je, že elky samy nastaví polovinu napětí na výstupu i při rozdílném klidovém proudu.

Invertor s dělenou zátěží má horní odpor podložený výstupní střídavou složkou přes C2 (bootstrap). (Protože však je výstupní rozkmit malý vhledem k napájecímu napětí, R2, C2 lze i vynechat) Pracovní bod invertoru je nastaven R16. Protože jsem neměl správnou hodnotu R17, tak aby vyšel R4 = R16+R17, tak jsem musel dát přes R16 kondenzátor. Invertor pak může mít pracovní odpory shodné.

Do katody vstupní elky je zavedena zpětná vazba z výstupu nastavená na zisk 10. Odpory je potřeba osadit s nízkou tolerancí, případně vyměřit z většího množsví stejné, aby měly oba kanály stejné zesílení. Úpravou poměru je možno zesílení změnit. Výhodou zpětné vazby je kompenzace nedostatečné kapacity výstupního kondenzátoru, který by na nízkých frekvencích nemusel stačit.

Na mřížku vstupní elky jsem zadrátoval známý "loudness control" na který jsem zvyklý ze zesilovače s EBL21. Díky zpětné vazbě je zajištěno, že oba zesilovače budou mít loudness nastavený shodně bez ohledu na úplně odlišné zapojení.

Trafa jsem obvykle navíjel, ale tentokrát jsem se rozhodl vyzkoušet koupené hotové. Příjemně překvapilo nízkým magnetizačním proudem naprázdno (30mA) a přesným napětím žhavení bez ohledu na zatížení trafa.

Pracovní body jsem nastavoval podle charakteristik elek. U 6SL7 seděly přesně, u 6AS7 moje stará elka dává v zapojení poloviční klidový proud než nově koupená. Klidový proud se samozřejmě dá doladit změnou předpětí.

6AS7 má v katalogu doporučeno nepoužívat pevné předpětí. Proti přetížení při poruše zdroje předpětí nebo děličů jsou chráněny pojistkou mezi kondenzátory a koncovým stupněm. Nejprve jsem testoval pouze pevné předpětí, ale nakonec jsem zapojení doplnil o katodové odpory 270 Ohm přemostěné kondenzátory. Díky tomu se zmenší rozdíl mezi klidovými proudy rozdílných elek. Úbytek napětí jsem vyvedl na izolované šroubky patic, aby se dal kontrolovat snadno bez rozebrání.

Obrázky:

 

Zaplněné šasi po přidání katodových odporů a kondenzátorů

 

8.2.2025 Postupně zvětšuji katodové odpory protože 6AS7 trpí na zvyšování katodového proudu stářím. Časem se zmenšuje mezera mezi emisní vrstvou katody a mřížkou. Díky tomu se posouvá charakteristika k vyšším proudům pro stejné mřížkové předpětí. Tento stav u fixního předpětí končí průrazem. Zde to sice zachrání pojistka, ale je to šílená rána do reproduktorů. Stalo se mi to při testování nových elek, co přišly.

Později se mi stalo, že jsem osadil jinou elku, proud byl rozumný, zesilovač hrál celý večer. Druhý den slyším občasné praskání, šum, nevěnuji tomu pozornost. Pak se ale otočím, koukám na zesilovač a všimnu si ostře žlutě svítících teček jakoby písku na katodě nové elky. Stav těsně před průrazem. Vypínám anodové napětí a jasné body hned mizí. Elka má znatelně vyšší teplotu než ta na druhém kanálu.

Poté jsem zvýšil katodový odpor až na 470R a snížil záporné předpětí na -50V. Od té doby mají obě elky přibližně shodný proud a zesilovač funguje. Čas od času kontroluji úbytek na katodových odporech.

Literatura:

Inspirace pro schema: https://www.seventransistorlabs.com/tmoranwms/Circuits/6AS7_Futterman_OTL.gif

Loudness control: https://www.belza.cz/audio/lpots.htm

Charakteristiky: https://frank.pocnet.net/sheets/093/6/6AS7GA.pdf https://frank.pocnet.net/sheets/049/6/6SL7GT.pdf

OTL s EL34 návrh DPS

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. 

Byl jsem požádán o pomoc se stavbou tohoto zesilovače, výstupem je návrh desky a vcelku pěkná konstrukce, do které byl zesilovač zabudován.

Schéma zůstává stejné jako poslední verze. Napájecí transformátor má parametry:
Prim. 230V 100VA
Sek1. 6,3V 4A
Sek2. 6,3V 3A
Sek3. 220V 150mA

Eagle soubory a gerber data pro výrobu dostupná zde: https://drive.google.com/drive/folders/1avWGr1ZC1W4IFU3lPBS_iTOHu94MJDWA?usp=sharing

Deska je navržena pro přímé zapájení dostupných oktalových a novalových patic do DPS, nicméně dotyčný zde zvolil umístění patic do šasi.

 

Elektronkový PWM zesilovač 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. 

Jednou při hledání zapojení elektronkového oscilátoru jsem narazil na schema, které na první pohled vypadalo jako oscilátor a PWM komparátor.

http://webpages.charter.net/dawill/tmoranwms/Elec_Compound2.html
Přemýšlel jsem jestli to může takhle jednoduše fungovat a nakonec to dopadlo tak, že už druhý den se mi na stole začal pomalu rozrůstat ježek poměrně složitého zapojení, které potřebovalo od základu odladit.

Nejprve jsem vyzkoušel původní trojúhelníkový oscilátor ze zvědavosti, jestli to opravdu funguje. Fungovalo, akorát výstupní signál se mi moc nelíbil, prostě zapojení vytvářelo trojúhelník na nabíjeném kondenzátoru stejně jako v mém minulém polovodičovém PWM zesilovači.
Pak mě napadlo místo původního oscilátoru osadit fantastron (Miller transitron) což je poněkud zajímavější zapojení na jehož výstupu je poměrně kvalitní pilovitý signál, který na tvorbu PWM signálu perfektně vyhovuje. Zapojení se rozběhlo po prvním osazení součástek na patici a perfektní výstupní signál mě přesvědčil, že to je to pravé. Pak jsem dva dny strávil laděním hodnot součástek, stavbou různých variant fantastronu a snažil se pochopit, jak závisí výstupní průběh na zapojení. Pak jsem od stovek Hz přešel na stovky kHz a zjistil, že fantastron dokáže produkovat obdobně kvalitní signál i při frekvenci jednotek MHz.

Další dny se ježek rozrostl o můj první elektronkový komparátor, který opět ochotně pracoval a s mrazením v zádech jsem se díval na obrazovku na hranaté obdélníky s amplitudou 40V, které po pootočení potenciometru měnili svoji střídu takřka bez chyb nebo poklesu amplitudy až do krajních poloh. Po odladění hodnot součástek jsem přešel k zapojení analogového předzesilovače, digitálního zesilovače a invertoru pro PWM signál. Na výstup jsem provizorně osadil ruské ekvivalenty EL84 a jal se to vyzkoušet. Nejprve jsem ladil hodnoty součástek a sledoval digitální průběh a až nakonec osadil dolní propust, reproduktor a pustil do toho všeho analogový signál. A ono to hrálo...

Při této konstrukci jsem se naučil chápat spoustu věcí okolo elektronkových zapojení, které při klasickém analogovém signálu nejsou měřitelné. Třeba celkem logická podmínka funkce katodového invertoru je, aby klidové napětí na elektronce invertoru bylo vždy větší než maximální amplituda přiváděného signálu. Při větší amplitudě pak začne pracovat nesymetricky a na katodě je větší amplituda než na anodě! Další logické zjištění bylo, že sledovat obdélníkový průběh na běžném osciloskopu, co má rezervu byť stonásobek frekvence je docela problém a skutečný signál je jiný než měřený, a to hlavně zde v zapojení s velkými odpory a malými proudy se projeví vnitřní kapacita a odpor vstupu. Osciloskop prostě změní poměry v zapojení.

Napadlo mě dát na výstup transformátor a srazit tak impedanci výstupu malým feritovým impulzním trafem místo velkého plechového výstupního trafa. Přišlo mi to jako celkem logická myšlenka. Signál je vysokofrekvenční, tak žádný problém a postavím vlastně OTL s výstupákem, ale bude to pořád OTL, protože trafem nepůjde nízkofrekvenční signál. Také jsem se vůbec nedivil, když to po zapojení převinutého trafa z PC zdroje skutečně hrálo... Výkon se zvedl.. Že nehrajou hloubky mi nebylo divné, na dalším trafu jsem si dal ještě víc záležet a navinul mnohem více závitů, než je na normální impulzní trafa běžné. Výsledek byl ale stejný. Pak mi došlo, kde je chyba. Zapojení hrálo lépe s co nejnižší spínací frekvencí kvůli počtu závitů na jádře ale zároveň stále úplně chyběly nízké frekvence až někam k 200Hz a dále pak lineárně nabýval výkon s rostoucí frekvencí. Potíž je, že signál sice střídá polaritu dostatečně rychle, ale PWM modulace vlastně znamená změnu střídy a tedy stejnosměrné sycení jádra přenášenou frekvencí...tj ferit by se musel sytit po dobu půlperiody 20Hz...třeba...Výstupní signál za dolní propustí (ačkoli to nehrálo tak špatně) byly trojúhelníky místo sinusovky...

Takže jsem zůstal u varianty OTL a nakonec osadil na výstup elektronky PL509, aby to stálo za to. Na fantastron je perfektní EF80 (EF183 ačkoli má stejně nožičky, tak se stejnými součástkami mi vůbec nefunguje) Ostatní elektronky jsem nechal E88CC kvůli proudovým požadavkům zapojení.

Schema jednoho kanálu:
(inspirace: fantastron: Vlach, J.: Lampárna ; komparátor: http://webpages.charter.net/dawill/tmoranwms/Elec_Compound.gif )

Pilovitý signál z fantastronu se přivádí do komparátoru, kde se porovnává s analogovým signálem z předzesilovače. Na anodě EF80 je dělič, který jednak zmenšuje amplitudu pilovitého napětí a navíc zabraňuje zpětnému ovlivňování funkce fantastronu zátěží. Komparátor vlastně funguje tak, že při kladné půlvlně elektronka vpravo zvedne napětí na společných katodách a sousední elektronka se tak otvírá při vyšším napětí, tj reaguje jen na část vrcholků pilovitého signálu, tj je kratší dobu otevřená než zavřená. Na odporu R6 tak vzniká PWM signál jehož klidová střída (bez signálu) se dá nastavit trimrem R10. Ideálně je nastavit co nejblíže 1:1 protože pak je k dispozici stejně široký rozsah změny střídy pro kladnou i zápornou půlvlnu vstupního analogového napětí. (Střída 1:1 ovšem nemusí znamenat 1/2 napětí na výstupu polomůstku, to je otázka párování koncových elektronek)

PWM signál z komparátoru pokračuje do zesilovače před invertorem, kde je zesílen, aby byly koncové elektronky buzeny dostatečnou amplitudou (cca 40V při napájení 100V). Zde je třeba dát pozor na nastavení invertoru, aby pracoval symetricky je třeba, aby v klidu neměl na katodě více jak 30V a na anodě méně jak 70V.
Koncové pentody jsou zapojeny bez záporného předpětí protože, což je zajímavé leč logické, vzniká samo na vazebních kondenzátorech. (Důkazem budiž multimetr na g1 nebo to, že při odpojení PWM signálu se až zdvojnásobí klidový anodový proud.) Řídící mřížka funguje jako usměrňovací dioda vůči katodě a protože rozkmit napětí má v klidu střídu 1:1, tj polovinu doby teče mřížkou proud do katody, vazební kondenzátor se nabije a při záporné půlvlně tak posune střední napětí směrem k záporné hodnotě (něco málo nad -1/2 amplitudy)

Pár fotek
Takhle jsem začínal: odzhora fantastron, komparátor, předzesilovač, invertor a koncovky s dolní propustí (Napájení měkkých cca 80V z vakuové usměrňovačky)

Pokus s transformátorem

Konstrukce, ještě chybí dole dodělat zdroj



V provozu

Průběhy na fantastronu: Nahoře na anodě, dole na g2; obojí 10V/div, 5us/div, tj. přibližně 80kHz

PWM signál při vybuzení: http://www.youtube.com/watch?v=pUHrBMIHOaQ

Zapojení má úspěšně o něco větší účinnost než klasické OTL, to se dá dobře ověřit odpojením invertoru od řízení a přímým přivedením analogového signálu tak, že se z toho stane klasické OTL. Zvuk je dobrý ikdyž zapojení není úplně seřízené a ikdyž signály na osciloskopu nevypadají úplně skvěle, tak na výstupu je to, co na vstupu ačkoli cestou to jde formou všelijakých obdélníků...

27.12.2011 Odpory R31, 32 jsou blbost, příliš zvětšují výstupní odpor tranzitronu, lepší je vynechat, dále je třeba snížit hodnoty některých odporů v anodách, aby zapojení běželo na rozumné frekvenci. Na zapojení opět pracuji, brzy bude nové schema.

10.1.2012 Upravené schema: Vyřešil jsem pár potíží s poměrem výstupního odporu ke kapacitám mřížek, tím se trochu zlepšil průběh na výstupu a i amplituda, ale stále je to málo. Na výstupu dosáhnu rozkmitu asi jen 40% napájecího napětí, což je na princip PWM málo. Co je ale úspěch, že zapojení je schopno bezchybně běžet na 175kHz, což s předchozím schematem nebylo možné. Je třeba vybrat vhodnou EF80, která bude mít co největší strmost, tj nejlepší linearitu a amplitudu pilového signálu.

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.

OTL s osmi elektronkami PL509 podruhé

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. 

O tomto zesilovač jsem už jednou psal. Po čase jsem se rozhodl ho přebudovat a vylepšit. Hlavním cílem přestavby byla hezčí konstrukce šasi a snížení brumu. Schema zapojení se podstatně nezměnilo, přibylo jen pár součástek navíc. Zvýšil jsem kapacitu vyhlazovacích kondenzátorů zdroje a kapacitu výstupních kondenzátorů. Dále jsem zvýšil proud procházející budící, invertující, elektronkou, který byl díky velkému katodovému odporu příliš malý. Pomohl jednoduchý dělič napětí na mřížce elektronky. Zapojení je stále navrženo tak, aby se dalo přepínat 4 nebo 8 koncových elektronek, odpojením jejich žhavení. Usměrňovač anodového napětí se dá přepnout do režimu zdvojovače ke zvýšení špičkového výkonu zesilovače zdvojnásobením napájecího napětí. Ale nárůst výkonu je výraznější připojením většího počtu koncových elektronek, nikoli už tolik tím, při jakém ztrátovém výkonu pracují. To vlastně nabízí myšlenku, že u otl zesilovače nezáleží tolik na výkonu elektronek, ale na jejich vnitřním odporu, tedy jednoduše jejich katalogovém proudu anody. U elektronek PL509 je udáván možný proud anody až 1A, což je obrovská hodnota oproti jiným elektronkám, podobných výkonů.

Ani u tohoto zesilovače jsem neupustil od nekompromisního řešení mřížkového předpětí katodovými odpory, které jsem vystavil do prostoru, aby z nich mohlo sálat teplo. Při tomto zapojení, jsou však nutné dostatečné kapacity katodových kondenzátorů, které vlastně převádějí celý výstupní výkon zesilovače.

Mohlo by se zdát, že zesilovač je obrovským žroutem energie, to je, při plném výkonu jeho klidová spotřeba přesahuje 200W, které se při nulové hlasitosti přímo přemění na teplo. Ale na druhou stranu při nažhavení jen 4 koncových elektronek a polovičním anodovém napětí, což pro běžný domácí poslech stačí, se příkon sníží na pouhých 74W.

Po úspěšném odstranění brumu mě zesilovač překvapil dokonalou čistotou zvuku. Nic si nevymýšlí. Do této doby jsem nevěřil, že otl zapojení, tedy zapojení bez přizpůsobení výstupní impedance má nějakou logiku. Na první pohled je jasné, že reproduktory s nízkou impedancí nejsou schopny využít výkon elektronkového zesilovače, který je daný vysokým anodovým napětí a malým proudem - proto se používají výstupní transformátory, které sníží napětí a zvýší proud - aby se výstupní výkon přenesl do reproduktorů místo, aby se spálil na anodách obrovských elektronek...
Jenže toto zapojení dokáže při stejném příkonu ze sítě nadělat stejný rámus ještě kvalitněji než podobný zesilovač s výstupními transformátory, porovnával jsem ho například s mým zesilovačem osazeným EBL21, který má příkon 100W. Výkonem se mu téměř vyrovnají už čtyři PL509 v zapojení otl... s příkonem 70W...nemluvě o kvalitě zvuku.

Schema jednoho kanálu...

Schema zdrojové části zesilovače:

Vylepšené zapojení, pěti body pod sebou jsou naznačena místa, kam lze připojovat další dvojice paralelních PL509. (samozřejmě včetně mřížkových a katodových odporů, kondenzátorů)

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...