Лампа 6Ж4П пентод

Технический характеристики усилителя:

Полоса частот (при неравномерности 1дБ) 10 Гц — 100 кГц
Полоса частот (при неравномерности 0,1дБ) 20 Гц — 50 кГц
Активная коррекция (см. описание) + 3 дБ на 50 Гц
Время нарастания <2 мксек
Искажения <0,1% при амплитуде сигнала 1 В в полосе 100 Гц — 10 кГц (на частоте 1 кГц типичное значение 0,03%)
Максимальный выходной сигнал ~30 В при искажениях до 2% (THD)
Глубина обратной связи — 18 дБ
Соотношение сигнал / шум> 90 дБ
Входное сопротивление 50 кОм
Выходное сопротивление непосредственно усилителя — 5кОм
Выходное сопротивление схемы — потенциометр 100K с логарифмической характеристикой
Разделение каналов > 50 дБ
Входы — RCA
Питание: 6V — 400 мА / 320 В постоянного тока — 7 мА
Размеры 135 х 100 х 30 мм

Благодаря довольно компактным размерам, блок может быть встроен в шасси готового усилителя или использоваться как самостоятельное устройство (с внешним блоком питания).

На рисунке 1 показан принцип работы каскада усиления.

Часть выходного сигнала подается обратно — на вход, в противофазе, для жесткого контроля коэффициента усиления схемы. Таким образом, отрицательная обратная связь глубиной 18 дБ снижает общий коэффициент усиления с +34 дБ до +16 дБ при одновременном снижении собственных искажений каскада.
Из-за уменьшения влияния RC-цепи обратной связи (C11, R31) на низких частотах, усиление схемы в этом диапазоне возрастает. При указанных значениях в 220 кОм и 3,3 нФ обеспечиваются прирост усиления на 3 дБ для частот ниже 100 Гц.(см. далее по тексту)

Предварительный усилитель реализован на пентоде 6Ж32П, который разрабатывался специально для применения во входных каскадах магнитофонов и отличается низким микрофонным эффектом и высокой линейностью.

Характеристика лампы имеет отличную линейность при напряжении смещения -3 В, и анодном напряжении от 50 В постоянного тока, напряжение на второй сетке 180В, на третьей — 0 В (характеристика выделена красным):

(Увеличение по клику)

4П1Л (The Last DHT?)

Эта лампа просто обречена была на то, чтоб рано или поздно появиться в звуковом тракте. До этого она использовалась в армейской электронике и радиорелейных ретрансляторах. Если не изменяет память, то единственным гражданским прибором, где она применялась в качестве усилителя сигнала ошибки, является УИП-1 — мощный источник стабилизированного питания, способный выдать 600 V при токе в нагрузке 0,6 А.

Собственно «по жизни» 4П1Л — пентод, предназначенной для усиления сигналов частотой до 100 Мгц. Но некоторые особенности его параметров и устройства конструкции позволяют применять его в звуке.

Во-первых, он прямонакальный, что при нынешней разогретой моде на DHT* — особый плюс. Нить накала образует букву М, при этом нити не расставлены широко (потребляемый ток не велик — 0,33 А при 4,2 V), что гарантирует высокую линейность управления.

Во-вторых, высокий — 25 мм анод с большой эффективной площадью, да и само устройство сеток обеспечивают лампе довольно высокую крутизну, трудно достижимую в прямонакальных приборах. Это значит, что включив его триодом, можно реализовать каскад с хорошей нагрузочной способностью.

В-третьих, нить накала имеет среднюю точку. И не «виртуальную», как в мощных лампах прямого накала, а действительно выходящую на штырь в цоколе. Так что в этом случае есть выбор при подаче накального питания — либо постоянным 2,1V * 2, либо постоянным 4,2 V (плавающим) с отводом средней точки на землю или резистор смещения, либо переменным, с выводом средней точки трансформатора. Экспериментируя со схемами включения катода/накала, можно добиться не только минимального фона, но и в значительной степени нейтрализовать отрицательное влияние амплитудных колебаний напряжения накала на крайних ветвях нити. Оно будет максимум 2,1 V * 1,4. И наконец, по характеристикам триодного включения видно, что лампа имеет огромный раскрыв и довольно приличный ток анода. Это позволяет использовать ее выходным буфером для предварительного усилителя, входным каскадом либо драйвером в усилителе мощности. По приведенным характеристикам усиление в триоде — 10, внутреннее сопротивление Ri = 1,67–2 кОм.

Приносим слова благодарности Л. Ашкинази и С. Васянину за предоставленные материалы, оказавшие помощь в подготовке статьи. — Ред.

* DHT — Direct Heated Triode (англ.) — триод прямонакальный.

По материалам А.Р.А.

Обсудить на форуме

Результаты измерений

Результаты измерений представлены на осциллограммах ниже.

Реакция усилителя на импульсный сигнал показывает его хорошую устойчивость и малое время нарастания фронтов:

(Увеличение по клику)

Частота среза составляет около 140 кГц при спаде -1дБ.
Уровень искажений при уровне сигнала 1 В меньше чем 0,03%.
Спектральное распределение гармоник и шумов представлены на спектрограммах:

(Увеличение по клику)

Обратите внимание, что в спектре доминирует вторая гармоника. При этом её уровень ниже -70 дБ, что исключает «бархатистый» окрас (свойственный ламповым усилителям, так называемый, тёплый звук) сигнала.
Задача любого усилителя — усиливать сигнал, не внося в него каких-либо изменений.Этот усилитель с этим справляется отлично!. Общий уровень шумов усилителя до регулятора громкости составляет -90 дБ

Общий уровень шумов усилителя до регулятора громкости составляет -90 дБ.

На графике показана АЧХ при включенной цепи НЧ-коррекции:

(Увеличение по клику)

Обратите внимание на низкое влияние коррекции на АЧХ и ФЧХ усилителя. Темброблок Бэксандэла (довольно классическая схема) имеет гораздо большее влияние на выходной сигнал

Детали конструкции.

Резисторы:
R1, R2, R5, R6, R9. R10, R13, R14: подбираются по необходимой чувствительности входов (или перемычки)
R3, R4, R7, R8, R11, R12, R15, R16, R17, R18: 470 кОм / 0,5 Вт / 1%
R19, R20: 47кОм/1/0,5Вт/1%
R21, R22: 150 кОм / 2 Вт/ 5%
R23, R24: 100 кОм/2 Вт / 5%
R25, R26: 47 кОм/2 Вт / 5%
R27, R28: 1,2кОм/1/0,5Вт/1%
R29, R30: 360 кОм /0,5Вт/ 1%
R31, R32: 220 кОм / 0,5 Вт / 1%
R33 1 кОм/2 Вт/ 5%

Конденсаторы

C1, C2: 1мкФ/50 В / 5 мм,
C3, C4: 1 мкФ / 250 В / 5 мм,
C5, C6: 0,1мкФ/50 В/ 5 мм
C7, C8: 100мкФ/ 6,3 В/ 3, 5 мм,
С9, С10: 470 нФ / 400 В / 15 мм C11,
C12: 3,3 нФ / 100 В / 5 мм
C13: 10 мкФ/400 В/ 5 мм

Разное:

Лампа: V1, V2 — 6Ж32П (EF86)
Диоды: D1 -1N4007
Переменный резистор: P1- 100 кОм (Log/ALPS)
Реле: K1, K2 — SIL / Meder SIL12-1A72-71L
Галетный переключатель: S1 — 5P/2C /Lorlin PT6422
Тумблер: S2 — NKK B12AH
Разъёмы: RCA (сдвоенный) — 2шт., RCA (одинарный) — 1шт.

DataSheet

Схема соединения электродов лампы 6Ж9П	Корпус лампы 6Ж9П
Цоколь миниатюрных ламп с диаметром 22,5 мм

Описание

Пентоды с высокой крутизной характеристики для широкополосного усиления напряжения высокой частоты во входных каскадах радиоэлектронных устройств. Оформление — в стеклянной оболочке, миниатюрное. Масса 15 г.Основные параметры при Uн = 6.3 В,Ua = 150 В, Uс2 = 150 В (для E180F Uс2 = 180 В), Uс1 = 0 В, Rк = 80 Ом (для E180F Rк = 100 Ом)

Параметр	Условия	6Ж9П	6Ж9П-Е	E180F	Ед. изм.
Аналог	—	E180F, 6688	—	—	—
Ток накала	—	300±30	300+20-25	300	мА
Ток анода	—	15±4	15±4	11.5	мА
в начале характеристики при Uc1 = -8 В	≤10	≤10	—	мкА
Ток второй сетки	—	≤4.5	2.4+0.6-0.8	2.9	мА
Обратный ток первой сетки	при Uc1 = -2 В	≤0.3	≤0.2	0.5	мкА
Ток утечки между катодом и подогревателем	—	≤20	≤15	—	мкА
Крутизна характеристики	—	17.5±3.5	17.5±3.5	15.9	мА/В
Uн = 5.7 В	≥11	≥12	—
Внутреннее сопротивление шумов	—	150	100	90	кОм
Эквивалентное сопротивление шумов	—	0.35	0.35±0.25	—	кОм
Входное сопротивление	при f = 60 МГц	5	5	—	кОм
при f = 100 МГц	—	—	2
Напряжение виброшумов	при Rа = 700 Ом	≤70	≤40	—	мВ
Межэлектродные емкости	входная	8.5±1	7.8±0.8	7.5+0.9-1.1	пФ
выходная	3±0.5	2.7±0.8	3.5±1
проходная	≤0.03	0.02-0.03	0.03
катод-подогреватель	≤7	4.5-6.5	—
Наработка	—	≥2000	≥5000	10000	ч
Критерии оценки
Обратный ток первой сетки	—	≤1.5	≤2	≤1	мкА
Крутизна характеристики	—	≥11	≥11	≥11	мА/В
Изменение крутизны характеристики	—	≤±25	≤15	—	%

Предельные эксплуатационные данные

Параметр	Условия	6Ж9П	6Ж9П-Е	E180F	Ед. изм
Напряжение накала	—	5.7-7	6-6.6	6-6.6	В
Напряжение анода	—	250	160	210	В
при запертой лампе	285	285	—
при включении	—	—	400
Напряжение второй сетки	—	160	150	175	В
при запертой лампе	285	200	—
при включении	—	—	400
Отрицательное напряжение первой сетки	—	100	100	100	В
Напряжение между катодом и подогревателем	при положительном потенциале подогревателя	100	100	60	В
при отрицательном потенциале подогревателя	150	100	60
Ток катода	—	35	22	25	мА
Мощность, рассеиваемая анодом	—	3	3	3	Вт
Мощность, рассеиваемая второй сеткой	—	0.75	0.45	0.9
Сопротивление в цепи первой сетки	—	1	0.5	0.5	МОм
Температура баллона лампы	—	130	130	155	°C
Устойчивость к внешним воздействиям
Ускорение	при вибрации с частотой 5-600 Гц	6	6	—	g
при многократных ударах	75	150	—
при одиночных ударах	—	500	—
постоянное	—	100	—
Интервал рабочих температур окружающей среды	—	-60…+150	-60…+100	—	°C