NF Zesilovač s EL84

      25.2.2012 Tak jsem zas po delší době dostal chuť ubastlit něco s lampama (jiného než budič tesláku). Rozhodl jsem se postavit a proměřit malý NF zesilovač s koncovou pentodou EL84 primárně určený pro elektrickou kytaru na tiché domácí hraní. Není to tedy zaměřeno na Hi-Fi audio, na to mám připravené lepší elektronky. Pojal jsem to jako takovou pokusnou konstrukci, čemuž odpovídá i mechanické provedení, které si nedělá nároky na cool design, ale je jednoduché, kompaktní a funkční. Všechny použité součástky pochází z mých šuplíkových zásob, tzn. nulové finanční náklady.
      Pentody EL84 se běžně používaly v rádiích Tesla ze 60 - 70 let, takže jsou celkem snadno dostupné (mám asi 10 kousků v zásobě). Jedna lampa může dát v jednočinném zapojení ve třídě A až 5 W (při zkreslení 10%). Na první pohled se to může zdát málo, ale ve spojení s citlivýcm reproduktorem (mám např. ARO 6604 s 95 dB/W) to dokáže nadělat pěkný kravál, lepší než čínská věž 500 W :)
      Alfou a Omegou lampového zesilovače (vyjma OTL) je podle mě výstupní transformátor, který výrazně ovlivňuje výslednou frekvenční charakteristiku a zkreslení. Navinout kvalitní trafo je docela věda, kde se řeší sycení, parazitní kapacita, rozptylová indukčnost, která se minimalizuje dělením vinutí do vzájemně prokldaných sekcí, atd. V tomto případě si ale nekladu vysoké nároky, takže jsem použil výstupák vymontovaný z nějakého starého rádia. Bylo na něm akorát nic neříkající označení "RP 43". Změřil jsem napěťový převod a z toho odvodil impedanční převod. Pokud předpokládám, že výstup je na 4 Ω, vychází na primární straně 4 kΩ, což je na EL84 trochu málo (chtěla by spíše 5 kΩ), ale snad to nebude tak kritické.
      Jelikož jsem se nechtěl zdržovat s výrobou šasi, napadlo mě použít plechovou krabici od PC zdroje, kterou jsem se zrovna chystal vyhodit. Plech je vhodný kvůli odstínění rušivých polí a velké tepelné odolnosti. Velké otvory pro patice na elektronky a reprokonektor jsem snadno vyvrtal pomocí stupňovitého vrtáku. Výstupní trafo jsem umístil nahoru zhruba doprostřed. Vnitřní prostror krabice není zas tak velký a tak se mi tam jako jediné vešlo napájecí trafo 9WN 663 40, které jsem připevnil zespoda.

lampa	EL84	ECC82	ECC83
Uf	6,3 V	6,3 V	6,3 V
If	0,76 A	0,3 A	0,3 A
Pf	4,8 W	1,9 W	1,9 W
Ua	250 V	260 V	250 V
Ug2	250 V	-	-
Ug1	-7,3 V	-	-
Ia	48 mA	10,5 mA	1,2 mA
Ig2	5,5 mA	-	-
Pa	12 W	2,75 W	1 W
S	11,3 mA/V	2,2 mA/V	1,6 mA/V
µ	-	17	100
ri	30 kΩ	7,7 kΩ	62,5 kΩ
Ra	5 - 7 kΩ	100 - 200 kΩ	100 - 500 kΩ

frekvenční charakteristika koncového stupně s EL84

sine 1V (0,125W)	sine 3V (1,125W)	sine 4V (2W)	sine 5V (3,125W)

square 1kHz, 3V	triangle 1kHz, 3V	saw up 1kHz, 3V	saw down 1kHz, 3V

square 5kHz, 3V	triangle 5kHz, 3V	saw up 5kHz, 3V	saw down 5kHz, 3V

spektrum NF DDS generátoru, 1V

spektrum koncového stupně s EL84, 1V (0,125W)

spektrum koncového stupně s EL84, 3V (1,125W)

spektrum koncového stupně s EL84, 5V (3,125W)

      3.3.2012 Jak se ukázalo, toto rozmístění transformátorů na šasi nebylo zrovna ideální. I když jsem se je snažil umístit v půdorysu tak, aby se nepřekrývaly a byly co nejdále od sebe, tak přesto docházelo k elektromagnetické indukci z napájecího trafa do výstupního trafa a z reproduktoru byl slyšet slabě 50Hz brum (jen asi na 30 cm od ucha). Testoval jsem to s vytaženými elektronkami, abych se ujistil, že to není způsobeno něčím jiným. Nejprve jsem zkusil napájecí trafo odstínit 4 mm tlustým plátem železa, který jsem pod něj namontoval. Mezi jádrem trafa a plátem byla ještě asi 3mm vzduchová mezera vytvořená díky zahnutým úchytům trafa. Avšak úroveň brumu se tím vůbec nesnížila.
      Zásadní chybu jsem udělal v tom, že osy cívek obou traf nebyly navzájem kolmé ale rovnoběžné. Nezbylo tedy nic jiného, než napájecí trafo umístit na bok šasi. Nejprve jsem si to vyzkoušel na nečisto a zjistil jsem, že minimum brumu je dosaženo při úhlu asi 75 - 80°, ale trafo by se našikmo obtížně uchycovalo, takže jsem ho nechal kolmo na boku. Brum téměř zmizel. Dobrá rada tedy zní, že než začnete vrtat díry do šasi, tak si zkuste trafa napřed rozmístit nasucho. Na výstupák připojte sluchátka a napájecí trafo zapojte do sítě a pak hledejte takovou vzájemnou polohu, kde brum zmizí. Rozptylové pole dosáhne klidně 10 cm daleko...

šasi zespodu po přemontování napájecího trafa (vpravo) na bok

      4.3.2012 V dalším kroku jsem se pustil do stavby předzesilovače. Nejpve jsem si zkusil zapojit a odměřit jeden stupeň s triodou ECC82. Vycházel jsem víceméně z katalogových hodnot. ECC82       Po zapnutí sebou motor podivně cukal a nepomáhalo ani prohazování konců fází. Nakonec jsem zjistil, že moje AVRko má po předchozích pokusech odpálený jeden I/O port, takže jsem musel postiženou fázi přemapovat na jiný. Pak už se motor rozběhl, ale nastalo další rozčarování. Při nízké frekvenci motor běžel docela pěkně a vykazoval velký moment, že se nedal ani zastavit rukou. MOSFETy byly krásně studené. Zato při vyšších frekvencích začal motor vynechávat kroky a moment velmi slábnul. Podařilo se mi dostat sotva na 90 Hz bez zátěže (bez výpadku kroků). Také se začaly silně zahřívat antiparalelní diody a po chvíli i MOSFETy. Podezřelé bylo také to, že napětí zdroje při proudu 3 A bylo jen asi 3 V. Průběhy napětí Uds vypadaly dost příšerně.

sine 1V 1kHz	sine 3V 1kHz	sine 5V 1kHz	sine 9V 1kHz

square 1kHz, 3V	triangle 1kHz, 3V	saw up 1kHz, 3V	saw down 1kHz, 3V

sine 0,1V 1kHz	sine 0,5V 1kHz	sine 0,7V 1kHz	sine 1V 1kHz

noise-main supply	noise-preamp supply	noise-anode 1	noise-anode 2

frekvenční charakteristika předzesilovače s ECC82

frekvenční charakteristika 2-stupňového předzesilovače s ECC82

frekvenční charakteristika celého zesilovače s ECC82+EL84

      19.3.2012 Změna Ra

Un	218 V
Ua	107 V
Uk	0,87 V
Ik	0,40 mA
Ra	270 kΩ
ug1	40 mVpp
ug2	2,3 Vpp
ua2	130 Vpp
Au	3250 (70,2 dB)

      20.3.2012 Změna Ra

Un	215 V
Ua1	120 V
Uk1	0,96 V
Ik1	0,44 mA
Ra1	220 kΩ
Ua2	150 V
Uk2	1,19 V
Ik2	0,54 mA
Ra2	120 kΩ
ug1	40 mVpp
ug2	2,5 Vpp
ua2	110 Vpp
Au	2750 (68,7 dB)