|
EL84
EL84 (синонимы: 6BQ5, 6P15, 6П14П, N709) — миниатюрный низкочастотный пентод для работы в выходных каскадах усилителей мощности низкой частоты, выпускающийся с 1953 года. Однотактный усилитель на EL84 способен передать в нагрузку выходную мощность до 5 Вт, двухтактный усилитель на паре EL84 — до 11 Вт в типовом режиме и до 17 Вт при повышенном напряжении на аноде. EL84 отличается от предшествовавших аналогов высокой чувствительностью и способностью работать в ультралинейном включении во всём диапазоне допустимых напряжений на аноде. Благодаря низкой стоимости и удачному сочетанию электрических характеристик EL84 стала стандартной выходной лампой бытовой телерадиоаппаратуры 1950-х и 1960-х годов, заменив октальную лампу довоенной разработки 6V6. Высокий уровень нелинейных искажений, в которых преобладала неблагозвучная третья гармоника, не позволил использовать EL84 в высококачественной аппаратуре, но оказался востребован британскими конструкторами гитарных усилителей. Характерный спектр искажений гитарных усилителей на EL84 стал частью звукового «почерка» The Beatles и других исполнителей эпохи «британского вторжения». История разработки
Внешний вид
Внутреннее устройство
Сразу после завершения Второй мировой войны в Западной Европе начался бурный рост электронной промышленности[3]. За пять послевоенных лет, с 1946 по 1950 год, европейские компании разработали и выпустили больше новых серий электронных ламп, чем за любое предшествующее или последующее десятилетие[3]. Большинство этих серий повторяли уже проверенные временем американские разработки, и выпускались в новейшем для Европы миниатюрном бесцокольном конструктиве (разработан в 1939—1941 годы компанией RCA)[3]. Выпускались и лампы собственной разработки, в самобытном европейском восьмиштырьковом конструктиве c направляющей пуговкой («римлок», англ. Rimlock)[3][4]. Именно в этом исполнении в 1947 году[5] была выпущена лампа, ставшая прародителем EL84 — миниатюрный мощный пентод UL41[3]. Специалисты Mullard и Естественнонаучной лаборатории Philips[англ.] разработали эту лампу для применения в дешёвых, массовых радиоприёмниках c относительно низким анодным напряжением и последовательным включением нитей накала — поэтому её подогреватель был рассчитан на нестандартное напряжение 45 В[3]. В том же 1947 году[6] появился и вариант UL41 со стандартным, шестивольтовым подогревателем, получивший обозначение EL41[3] (в системе обозначений Mullard-Philips[англ.] ведущая литера указывала режим питания накала. Литера E обозначала накал напряжением 6,3 В, литера U — накал током 100 мА, что в случае UL41 соответствовало напряжению 45 В[7]). Пентоды UL41 и EL41 характеризовались предельной мощностью рассеяния на аноде 9 Вт и были способны отдавать в нагрузку до 4 Вт выходной мощности[5][6] — лишь немногим меньше, чем самый массовая в то время «звуковая» лампа — октальный лучевой тетрод довоенной разработки 6V6[8]. Следующей лампой в линейке Philips стал пентод в «американском» девятиштырьковом конструктиве EL81 — специализированная лампа для усилителей строчной развёртки бытовых телевизоров и стабилизаторов напряжения[9]. За ними последовали неразличимые внешне пентод для усиления звука и блоков кадровой развёртки EL82 и видеочастотный пентод EL83[9]. Все эти лампы характеризовались теми же предельными напряжениями и мощностями, что и их прародитель UL41[6][10][11]. Близка была к ним и виброустойчивая лампа повышенной надёжности E80L, производившася малыми сериями на британских заводах Mullard и характеризовавшаяся ме́ньшей выходной мощностью[12]. В 1952 году Дэвид Хафлер и Герберт Керос[англ.] опубликовали идею ультралинейного включения пентода в выходном каскаде УНЧ[9][13]. Новинка, сулившая радикальное снижение характерных «пентодных» искажений, немедленно привлекла внимание промышленности[9]. Новейшие в то время UL41, EL41 и EL82 моментально устарели: ультралинейное включение предполагает, что на экранирующую сетку пентода подаётся то же высокое напряжение, что и на анод — но во всех пентодах Philips напряжение экранирующей сетки было ограничено на уровне 250 В[9]. Лампа, допускавшая высокое напряжение на экранирующей сетке, была разработана Philips ещё в 1950 году, но не была тогда востребована рынком и серийно не производилась[9]. В 1953 году Philips отреагировал на внезапно возникший спрос, и полузабытая опытная разработка пошла в серию под обозначением EL84[9]. В 1956 году компания выпустила последнюю лампу в семействе — низкочастотный пентод EL86, оптимизированный для работы в низковольтных бестрансформаторных усилителях и непригодный для применения в ультралинейных каскадах[14][9]. Сводная таблица: семейство E80L…EL86
Экзотические европейские лампы XL84 и YL84 являются вариантами EL84 на напряжения накала 8 и 10 В соответственно[16]. Европейские лампы PL84 и UL84, в исключение общего правила[26], не являются вариантами EL84 — это аналоги EL86, рассчитанные на питание накала токами 300 мА и 100 мА (напряжения накала при этом примерно равны 45 В и 16 В соответственно)[16]. Лампа EL85 не принадлежит к семейству EL81…EL86 — это маломощный пентод для усиления радиочастот и выходных каскадов звуковой частоты в автомобильных радиоприёмниках, в баллоне меньшего размера[27]. Применение
Однотактный усилитель по схеме Mullard 3-3. Современное повторение стандартного УНЧ радиол и телевизоров 1960-х годов
Усилитель Vox AC-30. Выступление U2, 2007 год
Лампы различных производителей 1980—2000-х годов
Внедрение EL84 в промышленность прошло стремительно[9]. Примерно через два года после начала серийного выпуска EL84 стала стандартной, фактически единственной лампой для выходных каскадов массовой западноевропейской радиоаппаратуры, заняв место довоенной 6V6[9]. В 1955 году французские заводы Mazda[англ.] начали производство EL84 под обозначенем 6P15; в том же году состоялось успешное внедрение EL84 в США[9]. В американской системе обозначений EL84 получила имя 6BQ5, в британской системе Marconi-Osram — N709. В СССР точный аналог EL84 получил обозначение 6П14П, а его вариант повышенной надёжности — 6П14П-В[28]. Бытовая телерадиоаппаратураКоммерческий успех EL84 имел несколько причин: при сопоставимой с 6V6 выходной мощности EL84 имела меньшие размеры, использовала дешёвые малогабаритные панели и допускала ультралинейное включение[9]. Главным же фактором успеха стала бо́льшая крутизна передаточной характеристики EL84 (10…12 мА/В против 3,5…4 мА/В у 6V6): бо́льшая чувствительность каскадов на EL84 позволяла использовать простые и дешёвые схемы предварительного усиления[9]. Стандартные схемы таких УНЧ разработали в 1954 году конструкторы британских компаний Mullard (Mullard 5-10[англ.], пентодное включение EL84) и GEC[англ.] (GEC 912, ультралинейное включение)[29]. Типичный двухтактный усилитель этого поколения, помимо пары EL84, включал всего одну комбинированную лампу — обычно триод-пентод[9]. Пентод комбинированной лампы служил входным каскадом УНЧ, триод — фазоинвертором c разделённой нагрузкой[9]. Для послевоенной Европы даже такая удешевлённая конструкция была слишком дорога[29]. Здесь преобладали дешёвые, однотактные УНЧ на EL84, встраиваемые в радиолы и телевизоры[29]. В СССР 6П14П стала непременным компонентом ламповых и лампово-полупроводниковых телевизоров, до системы УЛПЦТ(И) включительно. Она сохранялась даже в телевизоре «Горизонт-723» (1977 год[30]), который комплектовался внешней активной акустической системой с полностью транзисторным УНЧ: в этом телевизоре 6П14П служила усилителем для наушников[англ.][31][32]. Иначе обстояло дело в США, где в 1950-е годы уже сложился рынок массовой высококачественной звукотехники: к концу десятилетия североамериканский рынок наводнили недорогие двухтактные усилители и ресиверы на EL84 с заявленной мощностью от 8 до 25 Вт на канал[29]. Скромные возможности лампы американцев не удовлетворяли; производители аппаратуры требовали от электровакуумной промышленности бо́льшей мощности за те же деньги — но все резервы пентода в миниатюрном конструктиве были уже исчерпаны. Единственным решением была замена пентода на более «живучий» лучевой тетрод: его экранирующая сетка менее подвержена саморазогреву и допускает более жёсткий режим эксплуатации[29]. В 1958 году RCA и GE начали производство лучевого тетрода 7189 — обратно совместимого с EL84, но рассчитанного на бо́льшие рабочие напряжение и мощности[29]. Несколько лет спустя появилась её умощнённая версия 7189A, допускавшая анодное напряжение до 440 В[15]. Побочным следствием выпуска 7189 стала всеобщая путаница в документации: множество ламп, маркированных как EL84, в действительности являются лучевыми тетродами[15]. Нередко тип лампы можно определить, лишь разрушив её[15]. Гитарные усилителиИз-за скромной выходной мощности и характерных пентодных искажений EL84 не применялась в действительно высококачественной аппаратуре — ни в «ламповую эпоху», ни во время «лампового ренессанса» конца XX века[15]. Но именно благодаря искажениям лампа вошла в арсенал конструкторов гитарных усилителей[15]. Первый прототип двухтактного гитарного усилителя на паре EL84 разработал в 1956 году британец Дик Денни[33][34]. Полуглухой самоучка, работавший на военном арсенале, раньше профессиональных конструкторов осознал, что привычный способ снижения искажений — отрицательная обратная связь — в гитарном усилителе неприменим[33][34]. Напротив, лампа должна «дышать свободно» и передавать в нагрузку весь спектр свойственных ей гармоник — оставаясь при этом в чистом режиме A[33][34]. Серийный вариант пятнадцативаттного усилителя Денни, выпущенный в 1958 году под маркой Vox, получил имя Vox AC15; год спустя по инициативе Хэнка Марвина[англ.] из группы The Shadows за ним последовал тридцативаттный Vox AC30 на четырёх EL84[33][34]. Именно этот усилитель, в комплектации Top Boost, задал звуковой почерк «британского вторжения» 1960-х годов[15][33][34]. В 1960 году «голоса» AC15 и AC30 определили тон хита The Shadows Apache[англ.][35], в 1962 году «темы Джеймса Бонда» из «Доктор Ноу»[36][35]. Тогда же, в 1962 году[35], AC15 и AC30 Top Boost стали повседневными усилителями Джона Леннона и Джорджа Харрисона, а малоизвестная ещё группа The Beatles стала «рекламным лицом» Vox[37][38][39]. Брайан Джонс и Кит Ричардс из The Rolling Stones, выросшие в том же городе, где собирали усилители Vox, использовали AC30 c первых лет существования группы[40]. К середине десятилетия к Beatles и Rolling Stones присоединились The Animals, Gerry & The Pacemakers, The Hollies, Manfred Mann и десятки других британских исполнителей[41]. Усилители Vox, эксплуатировавшие EL84 на пределе её возможностей, были неэффективны, часто горели, но музыканты выбирали именно их за уникальный тембр[42]. Брайан Мэй, купивший свой первый AC30 по рекомендации Рори Галлахера в 1969 году, и пятьдесят лет спустя утверждал, что этот усилитель незаменим и не имеет аналогов[34]. На волне успеха Vox AC30 к выпуску усилителей на EL84 подключились Selmer, Hohner и другие европейские фирмы[15]. Аналоги усилителей Vox массово производились и в США, но американские производители первого эшелона — Fender и Gibson — использовали EL84 лишь в единичных моделях 1970-х годов. Mesa/Boogie начала использовать EL84 в конце 1980-х годов, а затем выпуском усилителей на EL84 занялись Matchless Amplifiers, Budda[англ.] и другие производители нового поколения[15]. К этому времени EL84 приобрела репутацию «гитарной» — вероятно, навсегда[15]. Благодаря постоянному спросу гитаристов производство EL84 никогда не прерывалось; к концу XX века лампу производили в Китае, России (на саратовском «Рефлекторе»), в Сербии и Словакии; завод «Светлана» в Малой Вишере поставлял на рынки США собственную разработку SV83 (6П15П-В), конструктивно близкую к EL82 и EL83[15][43]. SV83 отличается от EL84 существенно бо́льшей чувствительностью и меньшим (не более 200 В) допустимым напряжением на экранирующей сетке[43]. Типовые режимы работыPhilips и Mullard рекомендовали использовать EL84 в однотактных УНЧ — в триодном и пентодном, и в двухтактных УНЧ — в триодном, пентодном и ультралинейном включении (с подключением экранирующих сеток к отводам от 20 % либо 43 % первичной обмотки выходного трансформатора. На практике ультралинейное включение эпизодически применялось и в однотактных УНЧ, например, в радиолах рижского радиозавода «Ригонда» и производных от них моделях других советских заводов[44]. Из-за высокого уровня нелинейных искажений выходные каскады на EL84 обычно охватываются петлёй общей отрицательной обратной связи; глубина ООС должна быть не менее 7. При меньших её значениях ООС не улучшает, а ухудшает звучание, порождая неблагозвучные высшие гармоники.
 Фиксированное смещение EL84 недопустимо: в этом режиме миниатюрная лампа, работающая на пределе допустимой мощности, склонна к тепловому разгону. Абсолютно все типовые решения предполагают автоматическое смещение лампы катодным резистором, шунтированным по переменному току электролитическим конденсатором — таким образом, по постоянному току смещение является автоматическим, а по переменному — по сути фиксированным. Ёмкость шунтирующего конденсатора в исторических конструкциях 25…50 мкФ (что соответствует частотам среза 50…100 Гц), в современных усилителях порядка 470 мкФ (частота среза примерно 5 Гц)[46]. Дальнейшее снижение частоты среза нежелательно — оно усугубляет искажения из-за сдвига рабочей точки при перегрузке усилителя[46][47]. Mullard и GEC рекомендовали использовать в каждом плече двухтактной схемы собственные, независимые цепи катодного смещения — что снимает необходимость подбора ламп по току покоя. На практике производители использовали и одиночные цепи катодного смещения: например, в радиоле 1964 года «Симфония» применялась одиночная RC-цепь[48], в модифицированом варианте «Симфонии» она была дополнена балансирующим потенциометром[49], а в асимметричном выходном каскаде «Ригонды-102» конструкторы применили общий катодный резистор без шунтирующего конденсатора[50]. Оптимальная величина сопротивлений между сетками и общим проводом — 470 кОм, разделительных конденсаторов на входе усилителя — 0,1 мкФ (частота среза входного ФНЧ 3 Гц)[46]. Традиционная величина антизвонных резисторов в цепях управляющих сеток — 4,7 кОм; необходимость в этих резисторах определяется монтажом усилителя[46]. В типовых конструкциях Mullard и GEC антизвонные резисторы величиной 47 Ом включались и в цепи экранирующих сеток. Вероятно, помимо основной функции эти резисторы также снижают нелинейные искажения ценой незначительного снижения выходной мощности[46]. Во многих серийных устройствах (усилители Leak[46], радиолы «Симфония»[48]) эти резисторы отсутствовали[46]. Примечания
Литература
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Portal di Ensiklopedia Dunia
