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 . 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 . 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 . 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 ) . Выпускались и лампы собственной разработки, в самобытном европейском восьмиштырьковом конструктиве c направляющей пуговкой («римлок», англ. Rimlock ) .

Именно в этом исполнении в 1947 году была выпущена лампа, ставшая прародителем EL84 — миниатюрный мощный пентод UL41 . Специалисты Mullard и 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 . В том же 1947 году появился и вариант UL41 со стандартным, шестивольтовым подогревателем, получивший обозначение EL41 (в 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 ). Пентоды UL41 и EL41 характеризовались предельной мощностью рассеяния на аноде 9 Вт и были способны отдавать в нагрузку до 4 Вт выходной мощности — лишь немногим меньше, чем самый массовая в то время «звуковая» лампа — октальный лучевой тетрод довоенной разработки 6V6 .

Следующей лампой в линейке Philips стал пентод в «американском» девятиштырьковом конструктиве EL81 — специализированная лампа для усилителей строчной развёртки бытовых телевизоров и стабилизаторов напряжения . За ними последовали неразличимые внешне пентод для усиления звука и блоков кадровой развёртки EL82 и видеочастотный пентод EL83 . Все эти лампы характеризовались теми же предельными напряжениями и мощностями, что и их прародитель UL41 . Близка была к ним и лампа повышенной надёжности E80L, производившася малыми сериями на британских заводах Mullard и характеризовавшаяся ме́ньшей выходной мощностью .

В 1952 году Дэвид Хафлер и опубликовали идею ультралинейного включения пентода в выходном каскаде УНЧ . Новинка, сулившая радикальное снижение характерных «пентодных» искажений , немедленно привлекла внимание промышленности . Новейшие в то время UL41, EL41 и EL82 моментально устарели: ультралинейное включение предполагает, что на пентода подаётся то же высокое напряжение, что и на анод — но во всех пентодах Philips напряжение экранирующей сетки было ограничено на уровне 250 В . Лампа, допускавшая высокое напряжение на экранирующей сетке, была разработана Philips ещё в 1950 году, но не была тогда востребована рынком и серийно не производилась . В 1953 году Philips отреагировал на внезапно возникший спрос, и полузабытая опытная разработка пошла в серию под обозначением EL84 . В 1956 году компания выпустила последнюю лампу в семействе — низкочастотный пентод EL86, оптимизированный для работы в низковольтных и непригодный для применения в ультралинейных каскадах .

Сводная таблица: семейство E80L…EL86

Экзотические европейские лампы XL84 и YL84 являются вариантами EL84 на напряжения накала 8 и 10 В соответственно . Европейские лампы PL84 и UL84, в исключение общего правила , 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) . 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 .

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 . Примерно через два года после начала серийного выпуска EL84 стала стандартной, фактически единственной лампой для выходных каскадов массовой западноевропейской радиоаппаратуры, заняв место довоенной . В 1955 году французские заводы начали производство EL84 под обозначенем 6P15; в том же году состоялось успешное внедрение EL84 в США . 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 .

Бытовая телерадиоаппаратура

Коммерческий успех EL84 имел несколько причин: при сопоставимой с 6V6 выходной мощности EL84 имела меньшие размеры, использовала дешёвые малогабаритные и допускала ультралинейное включение . 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 . Стандартные схемы таких УНЧ разработали в 1954 году конструкторы британских компаний Mullard ( , пентодное включение EL84) и (GEC 912, ультралинейное включение) . Типичный двухтактный усилитель этого поколения, помимо пары EL84, включал всего одну комбинированную лампу — обычно триод-пентод . Пентод комбинированной лампы служил входным каскадом УНЧ, триод — фазоинвертором c разделённой нагрузкой .

Для послевоенной Европы даже такая удешевлённая конструкция была слишком дорога . Здесь преобладали дешёвые, однотактные УНЧ на EL84, встраиваемые в радиолы и телевизоры . 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 ), который комплектовался внешней активной акустической системой с полностью транзисторным УНЧ: в этом телевизоре 6П14П служила .

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 . 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 и допускает более жёсткий режим эксплуатации . В 1958 году RCA и GE начали производство лучевого тетрода 7189 — обратно совместимого с EL84, но рассчитанного на бо́льшие рабочие напряжение и мощности . Несколько лет спустя появилась её умощнённая версия 7189A, допускавшая анодное напряжение до 440 В . Побочным следствием выпуска 7189 стала всеобщая путаница в документации: множество ламп, маркированных как EL84, в действительности являются лучевыми тетродами . Нередко тип лампы можно определить, лишь разрушив её .

Гитарные усилители

Из-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 . Но именно благодаря искажениям лампа вошла в арсенал конструкторов гитарных усилителей .

Первый прототип двухтактного гитарного усилителя на паре EL84 разработал в 1956 году британец . Полуглухой самоучка, работавший на военном арсенале, раньше профессиональных конструкторов осознал, что привычный способ снижения искажений — отрицательная обратная связь — в гитарном усилителе неприменим . Напротив, лампа должна «дышать свободно» и передавать в нагрузку весь спектр свойственных ей гармоник — оставаясь при этом в чистом режиме A . Серийный вариант пятнадцативаттного усилителя Денни, выпущенный в 1958 году под маркой Vox , получил имя Vox AC15; год спустя по инициативе из группы The Shadows за ним последовал тридцативаттный Vox AC30 на четырёх EL84 . Именно этот усилитель, в комплектации Top Boost, задал звуковой почерк « британского вторжения » 1960-х годов . В 1960 году «голоса» AC15 и AC30 определили тон хита The Shadows , в 1962 году «темы Джеймса Бонда» из « Доктор Ноу » . Тогда же, в 1962 году , AC15 и AC30 Top Boost стали повседневными усилителями Джона Леннона и Джорджа Харрисона , а малоизвестная ещё группа The Beatles стала «рекламным лицом» Vox . 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 . К середине десятилетия к Beatles и Rolling Stones присоединились The Animals , Gerry & The Pacemakers , The Hollies , Manfred Mann и десятки других британских исполнителей . Усилители Vox, эксплуатировавшие EL84 на пределе её возможностей, были неэффективны, часто горели, но музыканты выбирали именно их за уникальный тембр . 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 .

На волне успеха Vox AC30 к выпуску усилителей на EL84 подключились Selmer , Hohner и другие европейские фирмы . 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 , и другие производители нового поколения . К этому времени EL84 приобрела репутацию «гитарной» — вероятно, навсегда . Благодаря постоянному спросу гитаристов производство EL84 никогда не прерывалось; к концу XX века лампу производили в Китае , России (на саратовском « »), в Сербии и Словакии ; завод « Светлана » в Малой Вишере поставлял на рынки США собственную разработку SV83 (6П15П-В), конструктивно близкую к EL82 и EL83 . SV83 отличается от EL84 существенно бо́льшей чувствительностью и меньшим (не более 200 В) допустимым напряжением на экранирующей сетке .

Типовые режимы работы

Philips 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 . 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 .

EL84 недопустимо: в этом режиме миниатюрная лампа, работающая на пределе допустимой мощности, склонна к тепловому разгону. Абсолютно все типовые решения предполагают 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) . Дальнейшее снижение частоты среза нежелательно — оно усугубляет искажения из-за сдвига рабочей точки при перегрузке усилителя . 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 « » применялась одиночная RC-цепь , в модифицированом варианте «Симфонии» она была дополнена балансирующим потенциометром , а в асимметричном выходном каскаде « Ригонды-102 » конструкторы применили общий катодный резистор без шунтирующего конденсатора .

Оптимальная величина сопротивлений между сетками и общим проводом — 470 кОм , разделительных конденсаторов на входе усилителя — 0,1 мкФ (частота среза входного ФНЧ 3 Гц) . Традиционная величина антизвонных резисторов в цепях управляющих сеток — 4,7 кОм; необходимость в этих резисторах определяется монтажом усилителя . 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 . Во многих серийных устройствах (усилители Leak , радиолы «Симфония» ) эти резисторы отсутствовали .

Примечания

Литература

• Бергельсон, И. Г. и др. Приёмно-усилительные лампы повышенной надёжности. — М. : Советское радио, 1962. — 648 с.
• Зельдин, E. A. Зарубежные приёмно-усилительные лампы. — М. : Энергия, 1973. — 104 с.
• Кацнельсон Б. В., Ларионов А. С. Отечественные приёмно-усилительные лампы и их зарубежные аналоги. — М. : Энергоиздат, 1981. — 456 с.
• Рехвиашвили Ю. Г., Бачинский А. А. Радиоприёмники, радиолы, магнитофоны, радиограммофоны. — М. : Связь, 1967. — 330 с.
• Barbour, E. EL84: The Baby With Bite // Vacuum Tube Valley. — 1997. — № 8. — P. 3-7.
• Fliegler R., Eiche J. Amps!: The Other Half of Rock 'n' Roll. — Hal Leonard Corporation, 1993. — ISBN 9780793524112 .
• General Electric Company. An Approach to Audio Amplifier Design. — London : Chapman and Hall, 1957. — 126 p.
• Jones, M. Valve Amplifiers (3rd edition). — Newnes / Elsevier, 2003. — ISBN 0750656948 .
• Kittleson, C. EL84: Listening Impressions // Vacuum Tube Valley. — 1997. — № 8. — P. 8-9.
• Mullard Limited. Mullard Circuits for Audio Amplifiers. — London : Mullard Limited, 1963. — 120 p.
• Tarquin, B. Guitar Amplifier Encyclopedia. — Skyhorse Publishing, Inc., 2016. — ISBN 9781621535010 .
• Tolinski, B. Play It Loud: An Epic History of the Style, Sound, and Revolution of the Electric Guitar. — Knopf Doubleday, 2016. — ISBN 9780385541008 .