úterý 29. prosince 2009

EL34 v zapojení OTL

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.