Предварительный звуковой усилитель на стержневых лампах 1п. Ламповый усилитель. Электронные компоненты предварительного усилителя
Давненько я ничего сюда не писал… Как-то всё не вштыривало.
Но вот наконец нашлось нечто, что реально может оказаться интересно ещё кому-то, помимо автора.
Признаться, я долго размышлял над этой темой… Перерыл в инете всё, что только можно было найти об этом и только поняв, что реально вменяемого и полезного на озвученную в заголовке тему крайне мало, я решил увенчать свои старания эпистолярным отчётом, для чего, прежде всего вооружился фотокамерой, чтобы запечатлеть процесс во всех подробностях, стараясь не упустить ни одного важного момента.
Итак, начну я, пожалуй, издалека..
Так сложилось, что за более, чем 30тилетнюю практику моего радиотехнического «творчества», мне ни разу не довелось сделать полностью лампового усилителя.
Причин тому была масса!
Не буду перечислять их все. Скажу лишь, что с лампами мне дело иметь доводилось, причём вполне успешно и продуктивно. Но это было связано с каскадами предварительного усиления и давало возможность не связываться с геморроями, обусловленными необходимостью монтировать кучу железяк, в виде дросселей, больших трансов и иже с ними.
Но вот захотелось мне, хоть раз в жизни, сделать классический (причём, именно классический!!!) ламповик, с красиво светящимися в темноте лампами, смонтированными снаружи…
Не то, что бы я не понимал, во что это для меня выльется… Но, признаюсь честно, я не догадывался, что в отличии от конструирования полупроводниковой («каменной») аппаратуры, изготовление лампового аппарата скорее стоит отнести не столько к электронике, сколько к слесарным работам.
Но это я забегаю сильно вперёд…
Для начала, как уже сказал выше, я, не мудрствуя лукаво, долбанул в строке поисковика: «ламповый усилитель своими руками».
Однако, дойдя до (без вранья!!!) десятой страницы выдачи поисковика, я осознал, что основным мотивом тех, кто уже успел поведать о своём опыте создания ламповых усилителей собственными руками было не желание чему-то научить других, а скорее стремление похвастаться собственными достижениями, не поделившись секретом такого «успеха» с окружающими.
Реальной же информации о том, КАК это сделать - крайне мало и если она есть, то сильно разрозненна и скупа на подробности.
Собственно, в тот момент я и понял, что мне благосклонно оставили местечко и на этой полянке. J
Итак, почему же, собственно, ламповик?
Не стану разглагольствовать на тему модных тенденций, типа Hi -End ’а. Понятно, что это и модно и престижно, да и звук ламповый, действительно, выгодно отличается от транзисторного. Чем?... - С этим вопросом не сюда! Если Вы только хотите «определиться для себя» - повыносите мозг своим знакомым, имеющим таковые аппараты, или манагерам в салонах, типа Пурпурного Легиона.
И уж если Вы решили, что хотите этого, но тратить на это «чудо» тех денег, которые обычно за такого рода аппаратуру просят те, кто её продаёт, не готовы (и кого трогает, по какой причине Вы не готовы!..), то тогда, вероятно, Вам эта статья сможет пригодится…
Итак, - с чего начать?
Пожалуй, в этом случае можно без труда определить последовательность действий!
В случаях с «каменными» аппаратами всё было несколько иначе. Там сначала собиралась начинка, и уж только потом мы задумывались о корпусах для своих творений.
В случае с ламповыми усилителями всё ровно наоборот, поскольку для этих машин корпус усилка - это, прежде всего, конструкция несущая на себе все основные элементы. Так, что прежде всего определитесь с тем, как бы Вы хотели, что бы Ваш усилитель выглядел в результате, то есть определитесь с корпусом!
Должен сказать, (знаю из собственной практики) что это наисложнейший вопрос в нашем «отечестве». Увы, но на Руси найти приличный корпус для радиоаппаратуры - задача почти не решаемая. L
Мне не то, что повезло… Но в своё время я привёз из «поднебесной» много такого железа. Посему этой проблемы мне посчастливилось миновать. И даже скажу более! Вероятно, я смогу помочь разобраться с этой проблемой и кому-то из вас! ;) Ну, да это всё только в частном порядке…
А пока, определившись с тем, как наше творение должно будет выглядеть, стоит решить вторую, из самых важных задач - решить а какой же именно, из усилителей собрать?
Схем, идей, не говоря уже о мнениях, просто невероятное множество!
И разобраться с ходу, за какую из идей схватиться - невероятно сложно.
В таких случаях стоит начать с простейшего и, в месте с тем, отработанного даже не годами - а десятилетиями материала…
Но и такого, как показала практика изучения вопроса, находится немало.
И здесь, пожалуй, стоит начать делиться собственным опытом.
В нашем сознании существует масса утвердившихся стереотипов. Так, например, скоростное вождение автомобиля у нас неизбежно вызывает ассоциацию с Михаэлем Шумахером, а сам гоночный болид - неизбежно с красной Феррари…
Так же и в ситуации, когда заходит речь о ламповом Hi -End ’е, первое, что приходит в голову людям, уже соприкоснувшимся, хоть в минимальной степени, с этой темой - это конечно же Audio Note .
Вот уже не один десяток лет именно Аудионотовское звучание является почти, что религией среди немалой части «искушенных хай-ендщиков»
В своё время было сломано немало копий на ниве дискуссий о том, в чём же, собственно, заключается этот секрет звучания творений Питера Квортрупа (папы и одного, из главных конструкторов Audio Note).
Помнится, что этот ларчик открывался столь же не сложно, сколь и большинство других.
Относительно небольшое число экспериментов позволило выяснить, что основную долю красок в Аудинотовский звук вносил первый каскад, как правило построенный по так называемой SRPP (каскадной) схеме.
Не стал и я мудрствовать, определив, что на входе должен быть именно он и ни что иное, хотя иное и могло бы быть проще, но не сильно.
С выходным каскадом всё ещё проще!
Здесь стоит исходить из принципа доступности. Говоря о доступности я имею ввиду, прежде всего, элементную базу, на базе которой можно построить что-то вполне достойно звучащее.
В этом стоит опереться на «опыт предков» в изобилии дошедший до нас в виде останков старых ламповых телевизоров и радиол (Здравствуй помойка!!!).
На крайний случай, этого барахла, в виде выходных (ТВЗ-Ш) и силовых (ТС-180) трансформаторов обычно бывает в изобилии на местных барахолках, что проходят по выходным дням по всем областям и весям нашей «необъятной»…
И в заключении проблема выбора выходной лампы сводится к понимаю того, что эти самые выходные трансформаторы ТВЗ-Ш были предназначены для работы с чуть ли не единственной, из разработанных в социалистическом отечестве, лампочкой, созданной именно для усиления звука. Конечно же речь идёт о легендарной 6П14П или её более современных аналогах 6П15П или 6П18П.
Впрочем, воля ваша! Можете поставить и «фирменный» аналог в виде EL 84. На сколько результат будет того стоить - судить вам самим. Здесь лишь замечу, что эти замены не должны повлечь за собой каких либо конструктивных или схематических изменений. Даже режимы у этих ламп практически идентичны и, скорее всего, вам не придётся при такой замене на уже сделанном и работающем усилителе, чего-либо подстраивать.
Раз мы заговорили про лампы, пожалуй стоит упомянуть и о лампочке для первого каскада.
Не побоюсь шитов злобных реплик «несогласных», но IMHO лучшего кандидата для первого каскада, чем 6Н23П-ЕВ - просто не найти. Впрочем, сразу предупрежу, что число людей согласившихся со мной будет примерно равно числу возразивших. Скажу лишь, что если мы стремимся именно к Аудионотовскому звучанию - то это самое то! J
Ну вот, собственно, мы уже почти сами нарисовали нашу схему.
Ко всему сказанному выше стоит добавить разве только то, что говоря про выходной каскад, я имел ввиду именно и исключительно триодное включение 6П14П. Именно в этом включении эта лампа способна тронуть струны души так, как не многие другие.
Да! Это приведёт к потере в мощности. Но, пожалуй стоило сказать это раньше… Hi -End не для озвучивания дискотек. Более того! В Hi -End ’е качество аппарата, обычно, обратно пропорционально той мощности (читай громкости звучания) на которой усилитель раскрывает полностью свои возможности.
Кроме того, обнадёжу вас тем, что те самые 1,5 - 2 Ватта на канал, что мы сможем получить с 6П14П в триодном включении, по субъективной громкости звучания покажутся адекватными Ваттам 10 на канал, полученным от типичного кремниевого-транзисторного уся.
Так, что просто доверьтесь тем тысячам людей, кто уже прошёл этой тропинкой до вас и, поверьте, остался вполне удовлетворен полученным результатом. ;)
Более того! У меня есть и гораздо более «серьёзные» аппараты, которые конечно же, объективно лучше этого творения. Но у этой простой и, казалось бы, совершенно незамысловатой машинки, есть своя душа, нежная и добрая… Способная трогать и согревать людские души своим, очень тёплым голосом. J (Эвана меня растащило!.. Ещё раз Sorry за пафосный слог.)
Единственным вопросом схемотехники нашего уся, пожалуй остался вопрос о «правильном и здоровом питании». А это, нужно сказать, вопрос первостепенной важности, когда речь идёт о звуке! Ибо, тот звук, что мы слышим в результате, по сути, есть не что иное, как промодулированное входным сигналом питание вашего усилителя.
Отсюда вывод - питание лампового усилителя должно быть так же ламповым! А значит это кенотрон! И если уж совершенно оставаться приверженцами классики, то и дроссель…
И если с кенотроном всё просто (просуммировав анодные токи всех ламп мы получим общее потребление, исходя из которого и выбирается нужный кенотрон), то вот с дросселем, реально может встать проблема…
Впрочем, мне повезло. В моих закромах нашёлся настоящий дроссель от какого-то старого лампового телевизора. Но если бы даже и нет, то самым простым и эффективным решением этой проблемы стала бы покупка на ближайшем строительном рынке за 120 деревянных банального 18ти Ваттного дросселя для старых ламп дневного света . Их индуктивности в 2 Генри (обычно что-то около того…) вполне достаточно для наших целей.
Долго ли - коротко ли, но на пространствах рунета мне удалось найти целых две схемы, практически полностью отвечающих всем озвученным выше аспектам. Первая из них построена именно по той идее, что была описана мною выше. Вторая отличается только тем, что в ней на выходе установлена пара выходных ламп в параллель, но в ней прекрасно разрисован блок питания, полностью отвечающей всем моим требованиям.
Вот эти схемы:
В сущности, как это не странно, суть моей статьи не имеет прямого отношения непосредственно к схеме усилителя… Во всяком случае не это для меня в данном случае главное. Главное - рассказать о том, как же всё это собрать?
Стоит заметить, что классическим подходом при построении лампового усилителя, в отличии от транзисторных аппаратов, обычно собираемых на печатных платах, является сборка так называемым навесным монтажом.
Признаться, для меня это всегда было самым отталкивающим фактором в вопросе сборки ламповых схем. Для меня, привыкшего даже для отдельно стоящего переменника уровня громкости делать отдельную печатную платку, чтобы всё было правильно и аккуратно, сама мысль о свободно болтающихся в корпусе усилителя деталях, скреплённых между собой только спайкой и, простите, болтающихся на соплях, была отпугивающей… И, приступая к построению данной машины, мне пришлось преодолеть некоторый внутренний барьер и практически на ходу выдумывать, как же всё закрепить так, чтобы в дальнейшем не переживать о том, а не е….нёт ли там в один прекрасный момент что-нибудь?...
Сначала стоит аккуратно развести те коммутации, которые нам понадобятся в последствии. С вашего позволения, этот этап я опущу, поскольку он специфичен и не подразумевает множества вариантов решения.
Просто представлю результат, как данность. В моём случае это была разводка коммутатора входов, ALPS для регулятора громкости, и собственно сами входные, выходные и разъёмы питания.
Характерно то, что на этом этапе мы снимаем верхнюю и нижнюю панели корпуса. Нижняя нам просто мешает, а верхняя панель нам понадобится, как основа нашей конструкции.
Вот, что мы имеем на данном этапе:
Похоже, я упустил один важный момент… Дело в том, что прежде, чем приступать к сборке усилителя, необходимо предварительно подобрать по крайней мере основные элементы будущей машины. Они необходимы для того, что бы определить дизайн вашего устройства.
Речь прежде всего о лампочках, панельках для них, выходных и силовых трансформаторах и дросселях. О тех самых элементах, которые крепятся непосредственно к корпусу.
И только полностью подобрав всё необходимое мы можем, расставив это так, как вам понравится, определить места для этих элементов и разметить верхнюю панель.
Вот, как решил расположить элементы своего усилителя я:
Признаюсь, была у меня мысль сплагиатить топологию расположения элементов с одного из наиболее популярных усилителей Audio Note , но, пересилив этот соблазн, я решил расположить элементы по классической схеме. Идея этой топологии, в данном случае, не принципиальна. Важен сам факт, как этап. Это необходимо делать крайне осмотрительно, задумываясь о том, на сколько будет выбранное расположение удобно для последующего внутреннего монтажа и о взаимном влиянии элементов друг на друга.
Речь, конечно же о магнитных полях трансформаторов и о их направленности.
Полагаю, что нет необходимости излагать краткий школьный курс физики.. Просто помните об этом. ;)
Первым делом располагаем панельки для наших ламп и определяемся с размерами отверстий для них:
Здесь нас ожидает очередная засада и немой вопрос в глазах: «И как же в листе железа пробурить такие ДЫРЫ?!»… В моём случае это было именно так. И ответа на этот вопрос в статьях «коллег», радостно отрапортовавших до меня о том, как замечательно они собрали ламповые усилители своими руками, я так и не смог найти.
Пришлось мне ехать на ближайший строительный рынок и переквалифицироваться из электронщика в слесаря.
Данные я снял обычным штангель-циркулем перед поездкой на рынок. Выяснилось, что диаметр отверстий под панельки для пальчиковых ламп составляет 18 мм., а диаметр отверстия под панельку для октальной лампы (кенотрона), аж все 28 мм!
Изучение вопроса показало, что для сверления отверстий диаметром 18 мм. можно найти классическое сверло, а вот для более крупных отверстий придётся использовать «коронку» из «Биметалла».
Вот, как это выглядит:
К счастью, и то, и другое я без труда купил на строительном рынке по 350 деревянных за единицу товара.
JСверлить отверстия нужно крайне аккуратно, причём обязательно с той стороны верхней панели, которая в последствии будет обращена внутрь корпуса. Утверждаю это основываясь на собственном опыте. Собственно, пытливый взгляд сможет усмотреть последствия моих огрех на фотографиях, которыми я сопровождаю своё повествование…
Обороты дрели - самые минимальные. При этом, по возможности, стоит использовать вспомогательную рукоятку дрели, дабы максимально стабилизировать биение коронки.
Естественно, края полученных отверстий необходимо обработать, чтобы убрать заусенцы, которые неизбежно останутся после высверливания отверстий.
Получается что-то подобное:
Продолжение следует…
В последнее время, несмотря на новые рекорды наноэлектроники, наблюдается устойчиво растущий интерес радиолюбителей к схемам ламповых усилителей. Одних эти конструкции приводят в восторг, другие не способны относится к ним со всей серьезностью, без излишнего скептицизма. В рамках этой статьи рассмотрим несколько простых конструкций ламповых усилителей собранных своими руками.
Положительные высказывания сводятся к тому, что однотактный ламповый усилитель создает особую певучесть и чуткость в отношении звучания а также уникальную музыкальность. Хотя на мой взгляд все эти показатели субъективны. На основании их нельзя сделать выводы о том, насколько качественной является ламповая конструкция.
Позиция противников основывается на том, что – во внимание принимаются сугубо объективные факторы, которыми характеризуется устройство. Например достаточно слабая мощность, ограничения в верхнем и нижнем частотном диапазоне и высокая степень искажений.
Список радиодеталей усилителя : Резисторы: R1 - МЛТ 0,5 470 кОм; R2, R3 - МЛТ 0,5 1,5 кОм; R4 - МЛТ 1 20 кОм; R5 - МЛТ 0,5 220 кОм; R6, R10 - МЛТ 0,5 1,0 кОм; R7, R11 - МЛТ 1 100 Ом; R8, R12 - МЛТ 0.5 22 Ом; R9 - ПЭВ 10 240 Ом; R13* - МЛТ 0,5 30-120* кОм Конденсаторы: С1 - 47 мкФ, 450 В; С3 - 1000 мкФ, 6ЗВ; С2 - 0,15 мкФ, 250В; С4 - 300 пФ (К78); С2 (К72 П6, К72 П9);С1, СЗ (К50-27, К50-37, К50-42, Rubicоn, Nichicоn, Jamicon) лампы: V1, V2 - 6Н9С; V3, V4 - 6ПЗС
Блок питания : радиолампа VI - 5ЦЗС дроссели L1, L2 - 2,5Гн х 0.14 А Емкости конденсаторов: С1, С2, СЗ - 220 мкФ, 450 В; С4 - 47 мкФ, 100 В; C1, C2, СЗ (K50-27, К50-37, К50-42, Rubicon, Nichicon, Jamcon) Сопротивления: R1 - МЛТ 1 300кОм; R2 - МЛТ 1 - 43кОм
Эта схема собранная своими руками рассчитана на работу с предварительным усилителем, в котором уже имеются все регуляторы тембра и громкости, подойдет даже линейный выход компьютера.
Выходная мощность 20 вт
Коэффициент нелинейных искажений не выше 1,2%
Чувствительность схемые 500 мв
Неравномерность частотной характеристики от 30 гц до 25 кГц не превышает ±1 дб
Конструкция имеет два каскада: фазоинвертор и выходной каскад. Фазоинвертор построен по типовой самобалансирующейся схеме. Основой выходного каскада являются четыре радиолампы типа 6П14П, работающие по двухтактной схеме в режиме усиления АВ. Напряжение смещения на сетки всех ламп идет с общего катодного резистора R12. Сопротивления R13 – R16 блокируют самовозбуждение устройства в СВЧ диапазоне.
С вторичной обмотки трансформатора в цепь катода первой лампы 6Н2П фазоинвертора, добавлена глубокая отрицательна обратная связь. Питание лампового усилителя следует с моста на диодах D1, D2, D2, D4. Анодное напряжение на фазоинвертор поступает через развязывающий пассивный фильтр R9C2.
Выходной трансформатор Т1 собран на магнитопроводе из стальных пластин типа Ш-30 при толщине набора 35 мм. Первичная обмотка - 2 по 1200 витков медного провода ПЭЛ 0,31, вторичная намотана 88 витками провода ПЭЛ 1,0
Намотку осуществляют на каркасе со средней щечкой. Последовательность намотки секций и схема соединения обмоток показаны на рисунке ниже. Вся первичная обмотка поделена на шесть секций по 300 витков, вторичная обмотка делится на четыре секции по 44 витка. Сначала наматывают секции 1-8-2-7-3 трансформатора, затем каркас убирается с намоточного станка, переворачивается на 180° и наматывают остальные секции 4-9-5-10-6.
Источник питания построен на сердечнике из стальных пластин Ш-40 при толщине пакета 50 мм. Сетевая обмотка имеет 430 витков провода ПЭЛ 0,8. Вторичные обмотки состоят из 400 витков провода ПЭЛ 0,31; обмотка накала кенотрона имеет 11 витков провода ПЭЛ 1,0, а обмотки накала ламп L4 и L5 всего по 13,5 витков медного провода ПЭЛ 1,0.
Конструкция состоит всего из трех лампы и имеет два канала.На первой лампе 6Н23П построен каскад предварительного усиления, сигнал с которого через две емкости К78-2 следует на два канала. Регилировка баланса происходит с помощью переменного сопротивления 1к.
Трансформаторы ТН36-127/220-50 и ТН39-127/220-50 являются выходными, они подсоединяются в анодную цепь ламп 6П43П. К их вторичной обмотке подсоединен низкомный динамик сопротивлением 8 Ом.
Высокое качество звучания обеспечивает также усилитель мощности стационарного типа, приведенный Г. Гендиным в книге "Самодельные УНЧ ", МРБ-1964.
По странному совпадению, схема этого усилителя (рис.1) очень похожа на стандартный 10-ваттник фирмы "Кинап", который в 60-70-х годах был в каждом радиоузле, разве что лампы заменены с 6П3С на более современные. Схема фазоинвертора и выходного каскада аналогична рассмотренной выше схемы высококачественного УМЗЧ, а предварительные каскады на лампах Л1, Л2 разгоняют оконечный усилитель до такой мощности, чтобы при наличии глубокой ООС через R26-R34 обеспечить номинальную выходную мощность.
Мощный УМЗЧ на 100 Вт В. Шушурина (МРБ-1967) предназначен для работы с аппаратурой ансамбля электромузыкальных инструментов, а также может быть использован для озвучивания небольших залов, клубных помещений.
Номинальная выходная мощность усилителя 100 Вт. Коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц не более 0,8%, на частотах 30 и 18000 Гц - не более 2%. В диапазоне частот 30-18000 Гц неравномерность частотной характеристики +1 дБ. Номинальная чувствительность 500 мВ, номинальное выходное напряжение на нагрузке 12,5 Ом - 35 В. Уровень помех усилителя относительно номинального выходного уровня около -70 дБ. Потребляемая от сети мощность 380 ВА.
В схеме усилителя (рис.1) имеются всего два каскада - входной фазоинвертор на лампе 6Н2П двойном триоде и выходной оконечный каскад на четырех лампах-тетродах типа 6П14П. Все катоды выходных ламп Л2...Л5 соединены в одной точке на резисторе цепочки катодного автосмещения R12-С6, а сами тетроды по постоянному току включены как триоды. Это несколько снижает крутизну проходной ВАХ, но делает ее более линейной...
Еще одна схема высококачественного оконечного УМЗЧ Ф. Кюне на 20 Вт представлена на рис.1. В основном данный усилитель повторяет рассмотренные прежде схемные решения, которые обеспечивают высококачественное звуковоспроизведение, но как оконечный усилитель он не содержит регулировок громкости и тембра, а также в нем предусмотрена возможность подключения громкоговорителей на разные номиналы нагрузочных сопротивлений. В положении переключателя, как показано на схеме, составляет 16 Ом.
Одноканальные схемы УМЗЧ
К сложным схемам ламповых усилителей, в отличие
от уже рассмотренных простых, можно отнести такие УМЗЧ, в
которых присутствуют в совокупности как минимум три из пяти
следующих признаков: имеется предварительный усилитель, выходной
каскад собран по двухтактной схеме, полоса частот усиления
разделена на два и более каналов, выходная мощность превышает
2 Вт, общее количество ламп в одном канале усиления больше
трех. Впрочем, многоканальные схемы не так уже часто встречаются
в радиолюбительском творчестве, хотя и чаще, чем это делала
наша отечественная промышленность в былые годы. Но даже без
этого признака, все равно предыдущая схема болгарина Кусева
не вошла в число сложных, ведь в одном канале у нее всего
2,5 лампы, схема одноканальная, а выходной усилитель - однотактный.
А вот на первый взгляд более простая схема высококачественного
УМЗЧ из сборника Гендина Г. С. (МРБ-1965) имеет достаточно
отличительных признаков, чтобы ее можно было отнести к разряду
сложных (рис.12). Выходная мощность усилителя, собранного
на двух лампах 6ФЗП типа триод-пентод превышает 4 Вт, а качество
звучания - выше всяких похвал. Усилитель предназначен для
воспроизведения грамзаписи, поэтому его входной сигнал 250
мВ, полоса воспроизводимых частот 50...14000 Гц при неравномерности
АЧХ 1 %, коэффициент нелинейных искажений не превышает 2 %
при номинальной мощности.
Рисунок 12 Принципиальная схема лампового усилителя Г.С. Гендина
Наибольшую сложность при налаживании ламповых
усилителей мощности с двухтактным выходом вызывает обеспечение
симметричности обеих плеч усиления каскада. Перед конструктором
стоят несколько задач, которые сложны сами по себе, а в совокупности
они доставляют сильную головную боль, ибо если их оставить
нерешенными, то преимущества двухтактного каскада превращаются
в свою противоположность. Напомню преимущества двухтактной
схемы. Это и отсутствие четных гармоник в нагрузке, что уменьшает
коэффициент нелинейных искажений, и отсутствие нечетных гармоник
в цепи питания, что облегчает требования к блокирующим конденсаторам
в фильтре источника питания и обеспечивает дополнительный
запас устойчивости усилителя. На устойчивость работает также
уменьшение выходной емкости ламп, что существенно влияет на
работу УМЗЧ на высоких частотах. И, наконец, при двухтактном
соединении ламп возрастает выходное сопротивление каскада,
а это позволяет поднять добротность контура, образованного
первичной обмоткой выходного трансформатора и параллельным
ему конденсатором, и улучшить фильтрующую способность нагрузки
в отношении высших гармоник полезного сигнала.
Решение задачи реализации достоинств двухтактной
схемы усилителя рассмотрим на примере данного УМЗЧ. Во-первых,
нужно подобрать лампы Л1 и Л2, вернее их пентодные части так,
чтобы у них были одинаковыми характеристики, в частности,
входное и выходное сопротивление и проницаемость, равенство
которых позволяет надеяться на совпадение статических ВАХ
обеих ламп. Во-вторых, следует обеспечить симметричный режим
по постоянному току, то есть одинаковое анодное питание и
смещение, причем, если не удалось подобрать совершенно идентичные
лампы, а это гарантировано в большинстве случаев, то режим
нужно подобрать так, чтобы привести характеристики ламп к
идентичности. Как видно на схеме (рис.12), все режимные элементы
и питающие напряжения обеих плеч одинаковые, но подчеркнем
еще раз - это возможно только при идентичности характеристик
ламп. Подстройка режимов до полной симметричности является
самостоятельной задачей каждого, кто пытается повторить чужую
схему. В-третьих, нужно обеспечить симметричность нагрузки,
в качестве которой выступает первичная обмотка выходного трансформатора
Тр1. Для этого наматывают первичную обмотку двойным проводом
в количестве 1500 витков провода ПЭВ 0,15 на сердечнике Ш20хЗО
по 5 слоям в 500 витков, перемежая их 4 слоями вторичной обмотки
по 24 витка каждый, всего 96 витков. Средней точкой первичной
обмотки, к которой подводится напряжение питания, станет соединение
начальных концов провода, а конечные выводы подсоединяются
к анодам ламп. В-четвертых, на управляющие сетки обеих ламп
выходного каскада напряжение возбуждения подается в противофазе,
поэтому с анода триода Л1 большая часть сигнала подается напрямую
на сетку пентода Л1, а часть его с подстроечного резистора
R12, который регулирует амплитуду входного сигнала на сетке
пентода Л2, подается на фазоинвертор - триод лампы Л2. Кроме
того, в цепи сетки пентода Л2 для выравнивания фазовых соотношений
при прохождении входным сигналом неидентичных цепей добавлена
цепочка R9-C5. Вот теперь можно считать двухтактный каскад
симметричным и наслаждаться качеством звучания.
Однако, это еще не все. Для того, чтобы УМЗЧ
работал еще устойчивее при таких предельных для ламп 6ФЗП
значениях выходной мощности, весь усилитель охвачен ООС с
выхода на катод входного триода Л1 через делитель R7-R4, а
с него на сетку через резистор R3. Местные ООС имеются также
в каждом каскаде. Вызывает уважение и фильтр в цепи питания
С10-Др1-С11, уменьшающий коэффициент пульсаций анодного напряжения
до 0,1%.
Следующий УМЗЧ для воспроизведения грамзаписи Г. Крылова едва ли сложнее предыдущего. Выходная мощность его 6 Вт при коэффициенте нелинейных искажений 3%; при выходной мощности 4 Вт коэффициент нелинейных искажений 1%. Неравномерность частотной характеристики в диапазоне от 25 гц до 16 кГц - 1 дБ. Чувствительность с входа - 170 мВ. Уровень фона -55 дБ. Особенностью усилителя (рис.13), который состоит из каскада предварительного усиления, двухтактного выходного каскада и выпрямителя, является своеобразная схема возбуждения оконечного каскада без использования фазоинвертора.
Рисунок 13 Принципиальная схема лампового усилителя мощности
Г Крылова
Сигнал с регулятора громкости R1 подается на
управляющую сетку лампы типа 6Ж1П, усиливается ею и поступает
на управляющую сетку выходной лампы Л2 типа 6П15П. Напряжение
сигнала с катода лампы Л2 поступает далее на катод лампы ЛЗ.
Напряжение сигнала U подаваемое на лампу ЛЗ,
можно определить из формулы:
U= (I1 - I2)(R7 + R8),
где I1 и 12 - переменные составляющие токов
Л2 и ЛЗ. Увеличить это напряжение не представляется возможным,
поскольку для хорошего использования лампы ЛЗ ток И должен
быть близок к 12, а увеличивать сопротивление резистора R8
нельзя из-за снижения анодного напряжения. Стало быть, данная
схема представляет интерес только при использовании ламп с
большой крутизной, работающих при малом напряжении возбуждения.
Из распространенных ламп этому требованию удовлетворяет пентод
6П15П.
Для уменьшения нелинейных искажений и снижения
выходного сопротивления усилитель охвачен отрицательной обратной
связью глубиной 14 дБ. Напряжение обратной связи снимается
с вторичной обмотки выходного трансформатора и через резистор
подается на катод лампы Л1.
Силовой трансформатор собран на сердечнике из
пластин Ш32, толщина набора 32 мм, окно 16x48 мм. Сетевая
обмотка содержит 880, а анодная 890 витков провода ПЭЛ 0,33,
накальная обмотка состоит из 28 витков провода ПЭЛ 0,8.
Выходной трансформатор (рис.14) выполнен на
сердечнике из пластин Ш26, толщина набора 26 мм, окно 13X39
мм. Первичная обмотка содержит 1200Х 2 витков провода ПЭВ-2
0,19, вторичная - 88 х 3 витков провода ПЭВ-2 0,47. Необходимо
строго выдержать равенство чисел витков секций вторичной обмотки
и соединить секции параллельно.
Рисунок 14 Принципиальная схема и схема намотки выходного
трансформатора лампового усилителя мощности Г. Крылова
Усилитель смонтирован на шасси из алюминия
толщиной 1,5 мм размером 240x92X53 мм. Первый каскад должен
быть максимально удален от к силового и выходного трансформаторов.
Корпус к потенциометра R1 следует соединить с шасси.
Расстояние между силовым и выходным трансформаторами
должно быть не менее 15 мм. Оси их катушек должны быть взаимно
перпендикулярны.
Налаживание усилителя сводится к регулировке
величины обратной связи изменением сопротивления резистора
R10. Если усилитель возбуждается, то выводы вторичной обмотки
выходного трансформатора следует поменять местами. Чтобы избежать
самовозбуждения усилителя на ультразвуковых частотах, глубину
обратной связи не следует делать более 15 дБ.
Мостовой выпрямитель на диодах Д209 можно заменить
селеновым выпрямителем ABC - 120-270. Конденсаторы С5, Сб
желательно заменить одним конденсатором емкостью 150 мкФ на
напряжение 300 В. Громкоговорители акустического агрегата
должны иметь полное сопротивление 8-10 Ом. Автор применил
два громкоговорителя 5ГД10, соединенные последовательно.
Классическое использование свойств двухтактной схемы можно наблюдать в "простом* УМЗЧ К.Х. Михайлова (Р-8/57). В этом 6-ти ваттном усилителе (рис.15) на входе стоит лампа Л1 - двойной триод 6Н2П, одна половина которого возбуждает одно плечо оконечного каскада ЛЗ и вторую половину этой же лампы Л1, последняя в свою очередь служит фазойнвертором для возбуждения лампы Л2. Путем подбора резисторов R6, R11 подбирается режим обеспечения симметричного возбуждения двухтактной схемы.
Рисунок 15 Принципиальная схема лампового усилителя мощности
К.Х.Михайлова
Особенностью схемы является наличие раздельного регулятора тембра на входе УМЗЧ, величина входного напряжения при этом достигает 125 мВ. Кроме того, для обеспечения устойчивости усилителя в широком диапазоне частот введена частотно-зависимая ООС R5, R11, R15-C9, R16-C10. Показательным для такой простой схемы является использование накальной цепи оконечного каскада с симметричным заземлением средней точки, а для входного каскада используется пониженное напряжение накала 5 В для снижения уровня внутренних шумов лампы Л1. Как и в предыдущей схеме катоды обеих ламп оконечного каскада Л2 и ЛЗ подсоединены к одному резистору R12, что обеспечивает дополнительную регулировку симметричности режима.
Рисунок 16 Принципиальная схема лампового усилителя Ф.Кюне
На рис.16 приведена схема сравнительно простого
лампового усилителя мощности с ультралинейной характеристикой
немецкого специалиста Ф. Кюне. Это устройство конструктивно
объединяет переключатель входов, предварительный усилитель
для электромагнитного звукоснимателя с фильтром низших и высших
звуковых частот, регуляторы тембра, а также оконечный каскад
и блок питания. При наличии высококачественного выходного
трансформатора воспроизводимая полоса частот (при установке
регуляторов тембра в среднее положение) имеет линейную характеристику
в диапазоне от 50 до 30 000 Гц. На частоте 30 Гц выходная
мощность несколько падает.
Входные гнезда 1, 2 и 3 предназначены для подключения
источников программ, дающих сигнал напряжением порядка 500
мВ, т. е. для подачи сигнала с линейного выхода магнитофона,
приемника или от пьезоэлектрического звукоснимателя. Гнездо
4 предусмотрено для подключения высококачественного электромагнитного
студийного звукоснимателя. Оно соединяется с двухкаскадным
предварительным усилителем, собранным на лампе Л5. В зависимости
от положения переключателя П2 усилитель может пропускать либо
всю полосу частот, либо когда включен конденсатор С16, -только
средние и высшие частоты. Низшие же частоты, на которых могут
возникать вибрации электродвигателя, заметно ухудшающие качество
воспроизведения грамзаписи, срезаются.
Конденсатор С17 в цепи сетки правого (по схеме)
триода лампы Л5 и сопротивление R29 служат для подъема низших
звуковых частот. В положении 5 переключателя П1 конденсатор
С14 включается параллельно конденсатору С17 подъем низших
частот несколько уменьшается. При трех первых положениях переключателя
сетка правого (по схеме) триода лампы Л5 замыкается на землю,
что позволяет пол передаче радиопрограммы или магнитной записи
подавлять помехи со входа звукоснимателя. В положении 4 конденсатор
С18 несколько срезает высшие звуковые частоты, в положении
5 этот эффект усиливается. Секция П16 закорачивает входы,
которые в данный момент не используются. Следовательно, при
повороте переключателя П1 в положения 1-3 поочередно включаются
входы с тем же цифровым обозначением, в положениях 4 и 5-четвертый
вход (грамзапись).
Регуляторы тембра (R2-R4) помещены перед лампой
Л1, а регулятор громкости R8 - за ней. Правый триод лампы
Л2 выполняет функцию фазойнвертора, собранного по схеме с
разделенной нагрузкой. Оконечный каскад на лампах ЛЗ и Л4
собран по ультралинейной схеме, создающей отрицательную обратную
связь в цепи экранирующих сеток. Вторая цепь отрицательной
обратной связи идет от вторичной обмотки выходного трансформатора
через сопротивление R20 к катоду лампы Л2. Выходной трансформатор
следует подбирать с учетом имеющегося громкоговорителя.
Потенциометр R35 в цепи накала ламп предназначен
для ослабления уровня фона. Кроме этого, сопротивления R36
и R37 в цепи накала лампы Л1 понижают напряжение накала до
4,5 В, тем самым уменьшая уровень шумов и фона. Эта, по словам
Ф. Кюне, несколько необычная схема, а для многих радиолюбителей
Союза, как, например, для Ю. Михайлова (рис.15) уже в 1957
году (!), вполне распространенная, в течение ряда лет с успехом
применялась в цепи накала первой лампы различных усилителей,
при этом понижение напряжения накала не сказывалось на работе
ламп.
Рисунок 17 Принципиальная схема лампового усилителя А.Кузьменко
Схема высококачественного лампового усилителя
низкой частоты на 8 Вт А. Кузьменко (Р-5/57) похожа на предыдущую
по многим параметрам, даже номиналы отдельных цепей совпадают.
Автор этой конструкции (рис.17) полагает, что он достиг улучшения
качества звучания за счет введения разнообразных обратных
связей, среди которых ООС на экранные сетки через отводы 16
и IB выходного трансформатора Тр1, общая ООС через делитель
R12-R30, местные ООС в цепях возбуждения всех каскадов.
Существенным отличием данной схемы от предыдущей
является наличие корректирующей цепочки R14-C7 в анодной цепи
левого по схеме триода лампы Л2. С помощью этой цепочки достигается
уменьшение завала АЧХ усилителя в области высоких частот,
который возникает из-за влияния нескольких факторов, главными
из которых можно считать именно наличие местных ООС, а также
низкое качество выходного трансформатора Тр1.
Рисунок 18 Принципиальная схема лампового УМЗЧ С.Матвиенко
Более поздняя модель широкополосного лампового
УМЗЧ С. Матвиенко (рис.18) еще более усложнена по сравнению
с предыдущими. Чтобы достигнуть высококачественного звучания
в 10-ваттном усилителе, в котором выходной каскад работает
на пределе мощности, автор этой конструкции добавляет в схему
свои элементы и цепи, которые помогают решить поставленную
задачу - достичь высокого уровня равномерности АЧХ (не более
0,1 %) в широкой полосе частот 20...30000 кГц.
Усилитель охвачен петлей ООС, которая работает
в области средних частот - это цепочка R5-R29-R12-C8. Кроме
того, все каскады охвачены местной ООС, причем в данном усилителе
предвыходной каскад, который создает симметричное противофазное
возбуждение почти "дословно" повторяет схему выходного
каскада Г. Крылова (рис.13). Однако уже в оконечном каскаде
наблюдаем дополнительную регулировку R27 величины катодного
сопротивления ламп ЛЗ, Л4, благодаря которому имеется возможность
симметрировать режимы обеих ламп, здесь же осуществлена ООС
на экранные сетки с части витков первичной обмотки выходного
трансформатора Тр1.
В схеме также использованы все существующие
возможности управления тембровою окраскою звукового сигнала.
Предусмотрена раздельная регулировка тембра на уровне 12 дБ
по высокой частоте R14-C9, СЮ и 14 дБ - на низкой R15-C14,
Др1, а также применен тонкомпенсированный резистор регулировки
громкости R3.
Для стабильной работы УМЗЧ необходимо анодное
питание с малым коэффициентом пульсаций, поэтому на выходе
выпрямителя необходимо установить П-образный фильтр из дросселя
и двух емкостей, как, например, в схеме Кусева (рис. 9) или
Ген дина (рис.12).
Рисунок 19 Принципиальная схема лампового УМЗЧ Ф.Кюне
Далее идет серия разработок вышеупомянутого
Ф. Кюне. Схема высококачественного усилителя на 10 Вт показана
на рис.19. Регуляторы тембра с раздельным регулированием по
высоким R1-C1, С2 и низким частотам R2, R3, R4 - СЗ, С4 и
регулятор громкости R5 помещены на входе усилителя, чувствительность
которого около 600 мВ.
Каскад предварительного усиления собран на лампе
/11. Верхний (по схеме) триод лампы Л2 работает в режиме усиления.
Его управляющая сетка соединена непосредственно с анодом лампы
Л1 (конденсатор связи отсутствует). Этим исключается элемент
сдвига фазы, который при известных условиях мог бы вызвать
нестабильность отрицательной обратной связи. Благодаря непосредственной
связи управляющая сетка лампы Л2 находится под таким же высоким
потенциалом (+70 в), как и анод лампы Л1. Поэтому напряжение
на катоде этой лампы приходится повышать до 71,5 В. Разница
в напряжении (1,5 В) и составляет требуемое сеточное смещение.
Управляющая сетка верхнего триода через сопротивление
R12 связана по постоянному току с нижним (по схеме) триодом
лампы Л2. В результате этого, а также благодаря общему сопротивлению
в цепи катода, на оба триода подается одно и то же напряжение
смещения. Управляющая сетка нижнего триода через конденсатор
СЮ соединена по переменному току с общим минусом, т. е. лампа
управляется не сеткой, а катодом (аналогично каскодной схеме).
Так как сигнал в цепи управляющей сетки нижнего триода сдвинут
по фазе на 180° относительно управляющей сетки верхнего триода,
к оконечным лампам подводятся напряжения, также сдвинутые
по фазе на 180°. Такой способ поворота фазы отличается высокой
симметричностью, хорошим усилением н отсутствием фазовых искажений.
Схема оконечного каскада обычна.
Корректирующая цепочка R6-C5, включенная параллельно
нагрузочному сопротивлению лампы Л1, н фильтр в цепи отрицательной
обратной связи, состоящей из конденсатора С8 и сопротивления
R10, стабилизируют отрицательную обратную связь в диапазоне
ультразвуковых частот.
Для каскада предварительного усиления подбирают
по возможности малошумящие высокостабильные сопротивления.
Величины конденсатора С8 и сопротивления R10 выбирают с учетом
полного выгодного сопротивления усилителя из следующей таблицы:
Выходной трансформатор намотан на сердечнике
броневого типа из трансформаторного железа толщиной 0,5 мм
без воздушного зазора. Сечение среднего стержня сердечника
28x28 мм. Первичная обмотка состоит из четырех секций, каждая
по 1650 витков провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,11 мм. Прокладки
между слоями из бумаги толщиной 0,03 мм. Вторичная обмотка
состоит из двух секций по 76 витков в каждой, намотанной двумя
слоями провода той же марки диаметром 0,6 мм с прокладками
из бумаги толщиной 0,1 мм.
Последовательность намотки следующая. Первой
на каркас наматывают одну из секций первичной обмотки, затем
половину вторичной обмотки, после этого две секции первичной
обмотки, потом другую половину вторичной, последняя наматывается
четвертая секция первичной обмотки. Две средние секции первичной
обмотки соединены параллельно и намотаны в одну сторону, а
остальные - в противоположную. Обе крайние секции также соединены
параллельно. Составленные таким образом группы включают последовательно.
Также последовательно включают обе половины вторичной обмотки
(при сопротивлении громкоговорителя 16 Ом).
Рисунок 20 Принципиальная схема еще одного лампового УМЗЧ
Ф.Кюне
Следующий УМЗЧ Ф. Кюне на 20 Вт содержит мостовую
схему включения нагрузки в оконечном двухтактном каскаде.
В ней постоянная составляющая (рис.20) не течет через нагрузку,
поэтому питание анодной цепи осуществляется помимо выходного
трансформатора, и он представляет собой согласующий автотрансформатор.
Трансформатор питания имеет две обмотки анодного
напряжения (по 270 В каждая). Постоянное напряжение на электролитических
конденсаторах С9 и СЮ составляет 290 В, напряжение в цепи
катода при холостом ходе 18 В. Примечательно, что конденсаторы
в блоке питания не соединены с корпусом.
Напряжение смещения оконечных ламп Л2 и ЛЗ снимается
с сопротивлений в цепи катода R13 и R14. Целесообразно одно
из них сделать переменным, чтобы иметь возможность точно отрегулировать
симметрию в обеих оконечных лампах. Напряжение на экранирующую
сетку лампы одного плеча подается из анодной цепи лампы другого
плеча. В цепи экранирующей сетки лампы ЛЗ включено переменное
сопротивление R17, служащее для подавления фона переменного
тока. В случае сильного фона необходимо перефазировать одну
из обмоток трансформатора питания. Сопротивления R7, R10 и
R12, R15 в цепях управляющих и экранирующих сеток оконечных
ламп служат для защиты от возникновения генерации, их припаивают
непосредственно к панелям ламп.
Напряжение на катоде лампы Л1, верхняя половина
которого работает в режиме усиления, а нижняя служит для поворота
фазы, составляет 28 В. Управление нижним триодом осуществляется
через общее сопротивление R5 в цепи катода, т. е. аналогично
усилителю, схема которого приведена на рис.19. Для получения
одинакового сеточного смещения для обоих триодов можно было
бы как на рис.19 подключить управляющую сетку нижнего триода
к точке соединения сопротивлений R1, R2, R5. Вместо этого
в рассматриваемой схеме для нижнего триода применен делитель
напряжения R3, R4, С2, который подает на управляющую сетку
заданное напряжение и одновременно через конденсатор С2 замыкает
ее на шасси. Емкость конденсатора С2 выбрана большой для того,
чтобы на низших частотах возникала ООС и усиление на частоте
50 Гц подавлялось на 10 % (фон практически становится неслышным),
а на частоте 20 Гц - на 50 %. Ниже 20 Гц усиление резко уменьшается.
Такое построение схемы иногда вызывает некоторое недоумение,
если сказать, что усилитель должен пропускать максимально
широкую полосу частот. Однако радиолюбитель, имеющий опыт
в обращении с высококачественными усилителями, знаком с их
капризами. Тон с частотой 20 Гц практически не прослушивается.
Тем более не слышны тоны более низкой частоты. Если же наш
"слишком хороший" усилитель возбудится на очень
низких, не воспринимаемых слухом частотах, то в результате
перекрестной модуляции с прослушиваемыми тонами могут возникнуть
помехи, сильно искажающие звуковую картину.
Оконечный каскад усилителя охвачен отрицательной
обратной связью. Оптимальная нагрузка оконечного каскада около
800 Ом. Однако даже при другой нагрузке (например, при 600
или 1600 Ом) выходная звуковая мощность составляет 17,5 Вт.
К качеству выходного автотрансформатора Тр1 не предъявляют
столь больших требований, как для обычных двухтактных каскадов.
Каждая лампа работает на целую обмотку, а так как лампы по
переменному току соединены параллельно, общее сопротивление
обмотки уменьшается до 25 % от номинала. Для того чтобы получить
полную симметрию и заземлить выходной зажим, средний отвод
обмотки соединяют с шасси. Этот зажим служит одновременно
нулевым проводом обмотки звуковой катушки, которая составляет
часть общей обмотки автотрансформатора.
Рисунок 21 Расположение обмоток на каркасе трансформатора
На рис.21 показано расположение обмоток на каркасе автотрансформатора Тр1. Сердечник состоит из пластин трансформаторного железа, собранных без зазора. Сечение среднего стержня сердечника разно 7,3 см2. Обмотка I содержит 650 витков провода ПЭЛ 0,35; обмотка IV- 490 витков того же провода; обмотка II содержит 119 витков провода ПЭЛ 1,0; обмотка 111-41 виток того же провода.
Еще одна схема высококачественного оконечного лампового УМЗЧ Ф. Кюне на 20 Вт представлена на рис.22. В основном данный усилитель повторяет рассмотренные прежде схемные решения, которые обеспечивают высококачественное звуковоспроизведение, но как оконечный усилитель он не содержит регулировок громкости и тембра, а также в нем предусмотрена возможность подключения громкоговорителей на разные номиналы нагрузочных сопротивлений. В положении переключателя, как показано на схеме, сопротивление динамических головок составляет 16 Ом. Ниже под схемой приведены положения переключателей для сопротивления 8 Ом (слева) и 4 Ом.
Рисунок 22 Принципиальная схема усилителя на 22 Вт Ф.Кюне
Во всех перечисленных схемах Кюне применены
лампы иностранного производства, порядок замены которых на
отечественные приведен в конце книги в специальной таблице.
Д ля обеспечения повышенной мощности выходного
усилителя при сохранении качественного звучания часто применяют
параллельное соединение ламп выходного каскада в каждом плече
двухтактной схемы, как это сделано в 20-ваттном оконечном
УМЗЧ В. Большою (Р-7/60).
В схеме усилителя (рис.23) имеются всего два каскада - входной фазоинвертор на лампе 6Н2П двойном триоде и выходной оконечный каскад на четырех лампах-тетродах типа 6П14П. Все катоды выходных ламп Л2...Л5 соединены в одной точке на резисторе цепочки катодного автосмещения R12-C6, а сами тетроды по постоянному току включены как триоды. Это несколько снижает крутизну проходной ВАХ, но делает ее более линейной.
Рисунок 23
В цепи анодного питания вместо кенотрона Л6 лучше поставить мостик из полупроводниковых диодов на величину обратного напряжения 400 В и прямой ток в открытом состоянии 0,5 А, а также добавить сглаживающий фильтр П-образного типа. К слову сказать, дроссель фильтра лучше всего выполнять на тороидальном сердечнике и закрывать его заземленным экраном. Трансформатор питания Тр2 стандартный на мощность 200 Вт.
Аналогичный по схемотехническому решению, но
более мощный УМЗЧ на 100 Вт В. Шушурина (МРБ-1967) предназначен
для работы с аппаратурой ансамбля электромузыкальных инструментов,
а также может быть использован для озвучивания небольших залов,
клубных помещений.
Номинальная выходная мощность усилителя 100
Вт. Коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц не более 0,8%,
на частотах 30 и 18000 Гц - не более 2%. В диапазоне частот
30-18000 Гц неравномерность частотной характеристики +1 дБ.
Номинальная чувствительность 500 мВ, номинальное выходное
напряжение на нагрузке 12,5 Ом - 35 В. Уровень помех усилителя
относительно номинального выходного уровня около -70 дБ. Потребляемая
от сети мощность 380 ВА.
Рисунок 24 Принципиальная схема лампового усилителя на 100
Вт В.Шушурина
Принципиальная схема усилителя мощности приведена
на рис.24. Первые два каскада выполнены на лампах Л1 и Л2а.
Второй триод лампы типа 6Н6П (Л26) используется в фазоинверсном
каскаде с разделенной нагрузкой (R10 и R12). Оконечный каскад
усилителя собран по двухтактной схеме на лампах ЛЗ, Лб, причем
для обеспечения необходимой мощности в каждом плече включены
параллельно по две лампы.
Для получения равномерной частотной характеристики
и малых нелинейных искажений три последних каскада усилителя
охвачены глубокой отрицательной обратной связью по напряжению.
Напряжение обратной связи снимается с вторичной обмотки выходного
трансформатора Тр2 и через цепочку R19C8 подается в цепь катода
лампы Л2а.
Лампы Л8-Л6 оконечного каскада работают в режиме
АВ. Отрицательное смещение на их управляющие сетки подается
от отдельного источника -однополупериодного выпрямителя на
диоде Д7.
Питание анодных цепей оконечных ламп осуществляется
от двухполупериодного выпрямителя на диодах Д6-Д13, включенных
по мостовой схеме, а питание экранирующих сеток этих ламп
и анодных цепей ламп Л1 и Л2-от выпрямителя на диодах Д2-Д5.
Фильтры выпрямителей - емкостные. Емкость фильтрующих конденсаторов
выбрана такой, чтобы при изменении отдаваемой усилителем мощности
от нуля до номинальной питающие напряжения изменялись не более
чем на 10 %.
Усилитель мощности в виде отдельного, полностью
законченного в электрическом и конструктивном отношении блока
смонтирован на металлическом шасси размерами 490X210X70 мм.
Сверху на шасси установлены все электронные лампы, трансформаторы
и электролитические конденсаторы. Остальные детали смонтированы
в подвале шасси.
Трансформатор питания выполнен на магнитолроводе
Ш32Х80. окно 32X80 мм.
Обмотка 1-2, рассчитанная на напряжение сети
220 В, содержит 374 витка провода ПЭВ-1 1,0, обмотка 5-4-85
витков провода ПЭВ-1 0,25, обмотка 5-6-790 витков провода
ПЭВ-1 0,55, обмотка 7-5-550 витков провода ПЭВ-1 0,41, обмотка
9-10-11 витков провода ПЭВ-1 0,9, обмотки Л-12 и 13-14-по
11 витков провода ПЭВ-1 1,4. Расположение обмоток на каркасе
трансформатора питания показано на рис.25.
Рисунок 25 Расположение обмоток на каркасе лампового усилителя
В.Шушурина
Выходной трансформатор Тр2 выполнен на таком
же магнитолроводе, что и трансформатор питания. Обмотки секционированы.
Схема расположения секций обмоток на каркасе изображена на
рис.25,6. Первичная обмотка 1-3 состоит из четырех секций
провода ПЭВ-1 0,55 по 450 витков в каждой секции. Секции соединены
последовательно, и от середины сделан отвод (вывод 2). Вторичная
обмотка 4-5 состоит из десяти соединенных параллельно секций
провода ПЭВ-1 0,55 по 130 витков в каждой секции.
При условии правильного монтажа , применения
предварительно проверенных деталей и изготовления выходного
трансформатора по рекомендованной схеме налаживание усилителя
мощности сводится к установке подстроечным резистором R41
необходимого напряжения смещения ламп выходного каскада (-35
В) и балансировке плеч ламп этого каскада резистором R14.
Необходимо помнить, что включать усилитель мощности без нагрузки
нельзя, так как это может вызвать электрический пробой между
обмотками выходного трансформатора»
Высокое качество звучания обеспечивает также усилитель мощности стационарного типа, приведенный Г. Гендиным в книге "Самодельные УНЧ", МРБ-1964. По странному совпадению, схема этого усилителя (рис.26) очень похожа на стандартный 10-ваттник фирмы "Кинап", который в 60-70-х годах был в каждом радиоузле, разве что лампы заменены с 6ПЗС на более современные. Схема фазоинвертора и выходного каскада аналогична рассмотренной выше (рис.12), а предварительные каскады на лампах Л1, /12 разгоняют оконечный усилитель до такой мощности, чтобы при наличии глубокой ООС через R26-R34 обеспечить номинальную выходную мощность.
Рисунок 26 Ламповый усилитель мощности Г.Генедина
Отличает данный усилитель законченная функциональность,
в нем имеются все необходимые регулировки, на входе можно
подключать любой источник звука, будь-то микрофон, звукосниматель,
магнитофон, радиоприемник, телевизор или радиотрансляционная
линия. На выходе можно подключать любые из имеющихся типов
динамических головок, для чего предусмотрен переключатель
П2 во вторичной обмотке выходного трансформатора Тр2.
Питание анодных цепей осуществляется при низком
уровне пульсаций благодаря наличию фильтра С12-Др1-С13, все
средние точки накальных обмоток через подстроечные резисторы
R19, R23, причем на них еще подается смещение 27 В через делитель
R16-R17. В выпрямителе В1 можно использовать диоды типа Д226
или Д7Ж.
Высококачественный УМЗЧ Н. Зыкова (Р-4/66) использует
совместно регуляторы тембра низших и высших частот и регуляторы
тембра на три фиксированные средние частоты (каждая из которых
отличается от предыдущей приблизительно на октаву f = 2f2=
4f3), что позволяет получить практически любую частотную характеристику
канала звуковоспроизведения, а также значительно увеличивает
возможную степень коррекции характеристики усилителя на высших
и низших частотах (до 30-40 дБ). Кроме того, использование
регуляторов средних частот значительно упрощает разработку
и конструирование акустических систем для высококачественного
воспроизведения звука.
Номинальная выходная мощность усилителя 8 Вт.
Максимальная чувствительность с гнезд звукоснимателя - 100-200
мВ, с линейного выхода -0,5 В, с трансляционной линии -10
В. Усилитель воспроизводит полосу звуковых частот от 40 Гц
до 15 кГц с неравномерностью на краях диапазона 1,5 дБ (без
регуляторов тембра).
Рисунок 27 Принципиальная схема лампового усилителя мощности
8 Вт Н.Зыкова
Рисунок 28 Схема и вариант намотки выходного трансформатора
для лампового усилителя Н.Зыкова
Коэффициент нелинейных искажений на частоте
1 кГц при номинальной выходной мощности - 0,5 % ; при выходной
мощности 6Вт - 0,2 %. Активное сопротивление нагрузки усилителя
- 4 Ома, уровень шумов - 60 дб. Выходное сопротивление усилителя
- 0,3...0,5 Ом. Усилитель может питаться от сети переменного
тока напряжением 110, 127 и 220 В, потребляемая мощность от
сети 120 Вт.
На вход усилителя включено коммутирующее устройство
(см. рис.27), с помощью которого к нему могут подключаться
приемник П (100 мВ), телевизор Т (100 мВ), звукосниматель,
линейный выход магнитофона М (0,5 В), трансляционная линия
Л (10...30 В), а также вход магнитофона (к линейному выходу
усилителя Л В).
Первый каскад усилителя собран на лампе Л1а,
он используется для усиления сигналов, поступающих с гнезд
звукоснимателя, приемника П или телевизора Т. В последующие
два каскада, собранные на лампе Л2 включены типовые регуляторы
тембра низших и высших частот II типа (потенциометры R7 и
R10) и регулятор тембра средних частот (потенциометры R22,
R23 и R 24).
Для уменьшения уровня шумов, соединенные последовательно
накальные цепи ламп Л1 и Л2 питаются от низковольтного выпрямителя.
На лампе ЛЗ смонтирован усилитель предоконечного
каскада и фазоинвертор. Хорошая симметрия при минимальных
искажениях в случае больших управляющих сигналов достигается
применением сравнительно низкоомной анодной и катодной нагрузки
фазой нвертора.
Оконечный каскад усилителя двухтактный, он собран
по ультралинейной схеме. Три последних каскада усилителя охвачены
глубокой отрицательной обратной связью, напряжение которой
снимается со вторичной обмотки выходного трансформатора и
подается в катодную цепь лампы ЛЗ.
Силовой трансформатор Тр1 собран на сердечнике
из пластин Ш20, толщина набора 45 мм. Сетевая обмотка содержит
2х(50+315) витков провода ПЭЛ 0,38, повышающая - 700 витков
провода ПЭЛ 0,29. Обмотка низковольтного выпрямителя состоит
из 45 витков того же провода, а обмотка накала ламп - 17+4
витка провода ПЭЛ 1,0.
Дроссель фильтра Др1 индуктивностью 4 Гн намотан
на сердечнике из пластин УШ16, толщина набора 15 мм, его обмотка
содержит 2300 витков провода ПЭЛ 0,25. Катушка L1 = 6,5 -
намотана на сердечнике из пластин УШ12, толщина набора 18
мм, обмотка его состоит из 3100 витков провода ПЭЛ 0,14. Катушки
L2 и L3 выполнены на броневых сердечниках типа СБ-4а. Катушки
намотаны внавал на цилиндрических каркасах из эбонита или
текстолита и содержат 2200 витков провода ПЭВ-2 0,1 (индуктивность
0,35...0,4 Гн).
Выходной трансформатор Тр2 собран на сердечнике
из пластин Ш19 толщиной набора 45 мм. На рис.28 показаны схема
и вариант расположения его обмоток. Первичная обмотка 1-6
наматывается проводом ПЭВ-2 0,18 и содержит 3000 витков, вторичная
7-12 - проводом ПЭВ-2 0,57, 180 витков. Выводы располагаются
так, чтобы сделать короткими перемычки выводов 3-4, 7-9-11,
8-10-12. На выводы нужно надеть трубки и распаять их на монтажных
колодках, установленных на трансформаторе.
Достоинством усилителя мощности низкой частоты
А. Баева (МРБ-1967) является то, что он собран из широко распространенных
радиодеталей, электрическая схема его хорошо отработана и
при повторении легко налаживается с помощью одного вольтамперметра.
Усилитель развивает максимальную выходную мощность 30 или
60 Вт в зависимости от того, сколько ламп работает в выходном
каскаде (две или четыре).
Полоса воспроизводимых частот 30...18000 Гц;
нелинейность частотной характеристики не более 3 дБ. Чувствительность
в режиме работы "Микрофон" порядка 5 мВ, а в режиме
"Звукосниматель" - 150 мВ. Питается усилитель от
сети 220 В; потребляемая мощность 80-160 Вт в зависимости
от выходной мощности.
Рисунок 29 Схема лампового усилителя А.Баева
Менее мощной, но более качественной является схема переносного усилителя звуковых частот Б. Морозова (МРБ-1965). Описываемый усилитель (рис.31) может найти самое широкое применение при радиофикации сельских клубов и домов культуры, школ и других аудиторий.
Рисунок 31 Схема лампового усилителя мощности Б.Морозова
Номинальная выходная мощность усилителя 35
Вт, а максимальная 45. Он воспроизводит полосу частот в диапазоне
от 20 Гц до 20 кГц. Частотная характеристика усилителя имеет
завал - 3 дБ на частоте 20 кГц и подъем на частоте 20 гц +7
дБ. Неравномерность частотной характеристики в полосе частот
от 40 Гц до 12 кГц не превышает +1 дБ. Нелинейные искажения
при мощности до 25 Вт практически отсутствуют, уровень шумов
при максимальном усилении и закороченном входе-48 дБ. При
тех же условиях и включенном микрофонном каскаде уровень шума
- 40 дБ. Выход усилителя - 24 В, рассчитан на нагрузку 18
ом, 12 В на 4,5 ом, а 3 В на 0,28 ом.
Каждый вход усилителя НЧ имеет свой регулятор
громкости, что позволяет производить комбинированные записи,
например, записать речь на фоне музыки. Микрофонный каскад
усилителя собран по реостатно-емкостной схеме на левом (по
схеме) триоде лампы Л1 типа 6Н9. Второй каскад усилителя собран
на правом триоде лампы 6Н9; он представляет собой обычный
усилитель напряжения. Сопротивление R14 является омическим
эквивалентом микрофонного каскада. Это сопротивление поддерживает
заданный режим лампы Л1 при выключении микрофонного каскада.
Нить накала лампы Л1 питается постоянным током, что значительно
снижает уровень фона всего усилителя, когда микрофонный каскад
не работает (усилитель работает от другого источника сигнала),
анодное питание лампы микрофонного каскада следует отключить
выключателем Вк2. При работе от звукоснимателя "Зв"
и трансляционной линии "Л" сигнал, минуя микрофонный
каскад, сразу поступает на сетку лампы первого усилителя напряжения.
Сопротивления R15, R16 и R6, R7 образуют делитель напряжения,
позволяющий получить равные сигналы от звукоснимателя, трансляционной
линии и микрофонов.
Благодаря такой глубокой отрицательной обратной
связи (20 дБ) резко снижаются частотные и нелинейные искажения,
вносимые оконечным и предоконечным каскадами, а также уменьшается
зависимость уровня выходного напряжения от сопротивления нагрузки»
Для симметрии предоконечного каскада во всем
диапазоне частот параллельно сопротивлению R38 (390 кОм) включен
симметрирующий конденсатор С17. Шунтируя сопротивление R32,
он компенсирует завал частотной характеристики на высших звуковых
частотах. Чтобы исключить самовозбуждение усилителя на высоких
частотах, в цепь сетки верхнего (по схеме) триода лампы 6НВ
включено сопротивление R32.
Оконечный каскад усилителя собран по двухтактной
схеме на четырех лампах 6ПЗ; работает он в режиме класса АВ1.
Каждая из ламп 6ПЗ нагружена на отдельную обмотку выходного
трансформатора. Для борьбы с высокочастотной генерацией в
цепи управляющих и экранных сеток каждой из ламп включены
сопротивления R39, R41, R42, R43, R44, R45, R46, R47.
Отрицательное смещение подается от специального
выпрямителя, что делает работу оконечного каскада более устойчивой,
а также снижает вносимые им искажения.
Усилитель питается от выпрямителя, собранного
по мостовой схеме на 16 диодах типа Д7Ж. Диоды шунтируют сопротивлениями
100 ком, которые защищают их от пробоя в том случае, если
сопротивления диодов обратному току будут резко отличаться
друг от друга (сопротивление диодов обратному току должно
быть не менее 200 ком),
Силовой трансформатор Тр1 собран на сердечнике
из пластин Ш-40, толщина набора 60 мм. Все обмотки трансформатора
намотаны на общем гетинаксовом каркасе. Первой наматывают
сетевую обмотку. Она содержит 250 витков провода ПЭЛ 0,93
и 190 витков провода ПЭЛ 0,74. Обе секции включены последовательно.
На сетевую обмотку наматывают обмотку II накала ламп 6ПЗ,
включенных последовательно. Она содержит 50 витков провода
ПЭЛ 0,8 с отводом от 25-го витка, который заземляется. Эта
обмотка одновременно экранирует сетевую обмотку от других.
Поверх накальной обмотки наматывают повышающую обмотку, которая
состоит из 920 витков провода ПЭЛ 0,35. На эту обмотку с одного
края наматывают 13 витков провода ПЭЛ 0,8 для питания накала
ламп Л2 и ЛЗ, а затем, отступив на 3 мм от накальной обмотки,
в этом же ряду наматывают в два слоя обмотку для питания выпрямителя
смещения, которая содержит 160, витков провода ПЭЛ 0,15. При
намотке трансформатора между рядами прокладывают парафинированную
бумагу, а между обмотками - два слоя лакоткани.
Дроссель выполнен на сердечнике Ш26хЗО намоткой
2000 витков провода ПЭЛ 0,31. Для выходного трансформатора
используют набор пластин Ш25 толщиной 60 мм. Анодная обмотка
состоит из четырех секций по 1350 витков провода ПЭЛ 0,2.
Вторичная обмотка состоит из пяти секций, четыре содержат
80 витков провода ПЭЛ 0,66 и одна - 25 витков ПЭЛ 1,5. Сначала
наматывают одну секцию I вторичной обмотки в один слой. Поверх
нее наматывают два слоя лакоткани, потом - секцию II анодной
обмотки в пять слоев, прокладывая их слоем лакоткани или двумя
слоями тонкой парафинированной бумаги. Поверх секции первичной
обмотки наматывают два слоя лакоткани, потом наматывают секцию
вторичной обмотки, затем снова первичной и так далее. Последней
будет пятая секция вторичной обмотки. Порядок намотки показан
порядковыми номерами на схеме.
Высококачественный стереофонический усилитель
И. Степина (МРБ-1967) может работать как с пьезоэлектрические
звукоснимателем, так и с приемником, имеющим УКВ диапазон
и специальную приставку для приема стереофонических передач.
Усилитель обладает большим усилением и высокой чувствительностью.
С входа звукоснимателя она не менее 100 мВ. Пределы регулировки
тембра усилителей 15-20 дБ на низших звуковых частотах и 12-16
дБ на высших. Диапазон регулировки громкости для каждого канала
40 дБ. Усилитель воспроизводит полосу звуковых частот от 50
до 13000 Гц при неравномерности частотной характеристики 6
дБ.
Разбаланс регулировки громкости, тембров и частотных
характеристик усилителей для обоих каналов не превышает 4
дБ. Переходное затухание на частоте 1000 Гц около 45 дБ, на
частоте 10000 Гц - 30 дБ. Благодаря применению раздельного
питания оконечных и предварительных каскадов усиления уровень
фона на выходе усилителя при номинальной выходной мощности
10 Вт (для каждого канала) и разомкнутом входе не хуже 50
дБ. Коэффициент нелинейных искажений при номинальной выходной
мощности не более 4%. Потребляемая мощность 130 Вт.
Схема одного канала полного стереофонического лампового усилителя с регулятором тембра показана на рис.33. Он может работать от любого (в том числе и от высокоомного) источника звуковых сигналов, обеспечивающего выходное напряжение не менее 0,25 В. Отличительная особенность усилителя - использование высокосимметричных каскадов предварительного усиления и применение перекрестных ООС, стабилизирующих режимы работы и параметры УМЗЧ.
Рисунок 33 Принципиальная схема лампового усилителя мощности
Е. Сергиевского
Основные технические характеристики : Номинальное
входное напряжение 0,25В. Входное сопротивление, 1 МОм. Номинальная
(максимальная) выходная мощность 18 (25)Вт. Номинальный диапазон
воспроизводимых частот 20...20 000 Гц. Коэффициент гармоник
при выходной мощности 1 Вт в номинальном диапазоне частот
0,05%. Относительный уровень шума (невзвешенное значение)
не более - 85дБ. Скорость нарастания выходного напряжения
не менее 25 В/мкс. Диапазон регулировки тембра -15...+15дБ.
Входной сигнал через регулятор стереобаланса
R1 и тонкомпенсированный регулятор громкости на элементах
Cl, C2, СЗ, R2-R4 поступает на вход первого каскада УМЗЧ,
собранного на малошумящем пентоде 6Ж32П (VL1). В этом каскаде
можно использовать и нувистор 6С62Н с лучшими шумовыми характеристиками
(рис.34). Важно только, чтобы коэффициент усиления этого каскада
по напряжению был более 50, что даст возможность скомпенсировать
ослабление сигнала на краях воспроизводимого диапазона частот,
вносимое регулятором тембра.
Рисунок 34 Использование входного каскада с более низкими
шумовыми характеристиками
Рисунок 35 Чертеж печатной платы лампового усилителя мощности
Е. Сергиевского
Фазоинверсный и предоконечный каскады охвачены
перекрестной ООС, которая компенсирует влияние емкости монтажа
и улучшает фазовые соотношения инверсных сигналов на высших
звуковых частотах. Цепи этой связи образованы конденсаторами
С13-С16. Помимо перекрестной ООС, усилитель охватывают три
основные цепи обратной связи. Напряжение первой из них снимается
со вторичной обмотки выходного трансформатора Т1 и через цепь
R34, С 17 подается на вход (управляющую сетку лампы VL2.2)
фазоинвертора, напряжение второй снимается с анодных нагрузок
ламп оконечного каскада VL5, VL6 и через цепи R28C26 и R35C25
подается на катоды триодов предоконечного каскада VL4.1 и
VL4.2. И наконец, третья цепь ООС охватывает только оконечный
каскад по экранирующим сеткам.
УМЗЧ смонтирован на печатной плате из фольгированного
стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (рис.35). Для монтажа использованы
постоянные резисторы МЛТ, переменные СЗ-ЗОв-В (Rl, R2, R13,
R15), СЗ-ЗОа (R22) и С5-5 (R42), конденсаторы К50-12 (С19-С22,
С27-С29), К73-5 (С23-С26), КТ (С13- С16) и КМ (остальные).
Выходной трансформатор выполнен на броневом
ленточном магнитолроводе ШЛ25Х40 (толщина ленты 0,1 мм). Можно
использовать и Ш-образный магнитопровод из пластин Ш25 и толщиной
набора 40 мм. Обмотки 1-2 и 13-14 содержат по 50, а 6-7-8-9
- 15+15+15 витков провода ПЭВ-2 1,0, обмотки 5-4-3 и 10-11-12
состоят из 600+800 витков провода ПЭВ-2 0,2.
При намотке выходного трансформатора необходимо
обеспечить строгую симметрию половин его первичной обмотки,
разделив каркас на две одинаковые части перегородкой, параллельной
боковым. Перед налаживанием УМЗЧ необходимо тщательно проверить
правильность монтажа и надежность паек. Затем, включив питание,
измерить напряжения в цепях накала всех ламп (они должны находиться
в пределах 6,3...6,6 В), на их электродах и на конденсаторах
С20-С22 и С28, С29 (допустимое их отклонение от указанных
на принципиальной схеме не должно превышать 5 %).
Далее, установив регуляторы тембра в среднее
положение, а регулятор уровня сигнала - в положение максимальной
громкости, подать на вход усилителя синусоидальный сигнал
частотой 1 кГц и уровнем 0,1 В. Затем, поочередно подключая
осциллограф к управляющим сеткам ламп VL5 и VL6, нужно проконтролировать
форму положительной и отрицательной полуволн сигнала при плавном
увеличении напряжения на входе усилителя (до насыщения). Закончив
эту операцию, подстроечным резистором R22 нужно добиться полной
симметрии и равенства амплитуд контролируемых сигналов на
сетках выходных ламп с точностью 0,05 В.
После этого, подключив ко вторичной обмотке
трансформатора Т1 эквивалент нагрузки в виде постоянного резистора
сопротивлением 16 Ом и мощностью 20 Вт и установив на входе
усилителя напряжение 0,25 В, следует проверить переменные
напряжения на электродах всех ламп на соответствие указанным
на принципиальной схеме.
Далее, контролируя напряжение на эквиваленте
нагрузочного сопротивления, по максимальному его значению
опытным путем найти место вывода вторичной обмотки трансформатора,
к которому следует подключить цепь ООС R34-C17. Затем, измерив
номинальное (при входном сигнале 0,25 В) и максимальное (при
едва заметном насыщении) напряжения на эквиваленте нагрузочного
сопротивления, по известной формуле определить номинальную
и максимальную мощности усилителя.
На принципиальной схеме показан вариант подключения
нагрузки сопротивлением 16 Ом. Для работы усилителя с АС сопротивлением
8 Ом при регулировке усилителя следует подключить к нему соответствующий
эквивалент нагрузки и по изложенной выше методике подобрать
новое место отвода вторичной обмотки выходного трансформатора.
Снова конструкция уже известного по этой книге
автора. Это мощный двухканальный УМЗЧ А. Баева (МРБ-1974).
К многоканальным эту конструкцию отнести нельзя, потому что
оба канала идентичны и могут использоваться одновременно в
режиме "двойное моно" (аналог "стерео"
для сигналов с большой стереобазой или "квазистерео"
для больших помещений или площадок) или "квадро"
при наличии двух комплектов усилителя.
Усилитель имеет следующие данные: максимальная
мощность на канал 65 Вт, сопротивление нагрузки канала 14
Ом, полоса частот 20...40000 Гц при коэффициенте нелинейных
искажений 0,6...0,8 %, чувствительность с микрофонного входа.5...0,6
мВ, со входа 3-20 мВ, с входа 4 0,8 В. Регулировка тембра
раздельная на частотах 40 Гц и 15 кГц в пределах 15 дБ.
Рисунок 36 Принципиальная схема усилителя мощности А.Баева
Принципиальная схема одного канала изображена
на рис.36. Микрофонные усилители собраны на транзисторах Т1
- Т4. Для получения хорошего отношения сигнал/шум и высокого
входного сопротивления их первые каскады собраны на полевых
транзисторах. Каскады охвачены отрицательной обратной связью
по току (через резисторы R3 и R13), благодаря чему они обладают
высоким входным сопротивлением во всем диапазоне рабочих частот.
Для снижения выходного сопротивления первых каскадов ток истока
выбран достаточно большим - около 0,8 мА. Несмотря на это,
уровень шума на их выходах очень мал, так как шумы полевых
транзисторов не зависят от тока в канале.
Со стоков транзисторов Т1 и ТЗ сигналы поступают
через разделительные конденсаторы С2 и С6 на вторые каскады
усилителей, собранные на транзисторах Т2 и Т4. Резисторы R4,
R6, R14 и R16 являются элементами обратной связи, а резисторы
R4 и R14, кроме того, служат для подбора и стабилизации режима
работы транзисторов.
Переменные резисторы R7 и R17 служат для регулировки
громкости сигналов, поступающих на микрофонные усилители.
Для устранения фона переменного тока накальные
нити ламп Л1 и Л2 питаются постоянным током, подаваемым с
выпрямителя, собранного на диодах Д17, Д18 (рис.37). С этой
же целью в цепь накала лампы ЛЗ с делителя R55. R56 подается
положительное (относительно катода) напряжение 50 В.
Рисунок 37 Принципиальная схема источника питания лампового
усилителя мощности А.Баева
Рисунок 38 Конструктивное исполнение выходного трасформатора
усилителя мощности А.Баева
Завершает обзор одноканальных двухтактных усилителей
недавно опубликованная в журнале "Радюаматор" схема
стереофонического мостового УМЗЧ К. Вайсбейна (РАЗ/99). Автор
считает, что выходной трансформатор является наиболее критичным
компонентом любого высококачественного усилителя звуковой
частоты, именно он создает многие виды искажений. Выходной
каскад предлагаемого усилителя построен по схеме последовательно-параллельного
двухтактного усилителя (PPP-Push-Pull-Parallel), предложенного
немецким инженером Футтерманом в 1953 г. Каскад представляет
собой мост, два плеча которого образованы внутренними сопротивлениями
выходных ламп, а два других - сопротивлениями источника анодного
питания.
Постоянные составляющие анодных токов ламп протекают
через нагрузку в противофазе, поэтому постоянное подмагничивание
выходного трансформатора, как и в обычном двухтактном усилителе ,
отсутствует. Переменные же составляющие анодных токов выходных
ламп протекают через нагрузку в фазе, так как на сетки ламп
подаются противофазные напряжения.
Если в обычном двухтактном усилителе выходные
лампы по переменному току включены последовательно, то в противопараллельном
усилителе - параллельно. Поэтому оптимальное сопротивление
нагрузки для противопараллельного усилителя в 4 раза меньше,
чем для обычного двухтактного. Это значит, что индуктивность
первичной обмотки выходного трансформатора в противопараллельном
усилителе при одних и тех же нелинейных искажениях на заданной
низшей частоте будет в 4 раза меньше, чем в обычном. Значительно
упрощается конструкция выходного трансформатора. В противопараллельном
усилителе выходной трансформатор можно заменить своеобразным
автотрансформатором со средней точкой, что приведет к уменьшению
искажений на высших частотах, обусловленных индуктивностью
рассеяния и распределенными емкостями между обмотками выходного
трансформатора. Принципиальная схема усилителя показана на
рис.39.
Рисунок 39 Схема лампового усилителя мощности К. Вайсбейна
Технические характеристики УМЗЧ следующие.
Выходная мощность при нелинейных искажениях менее 1 % 20 Вт.
Чувствительность по входу 250 мВ. Чувствительность усилителя
мощности 0,5 В. Полоса воспроизводимых частот 10-70 000 Гц.
Сопротивление нагрузки 2, 4, 8, 16 Ом. Диапазон регулировки
тембра 10 дБ.
Первый каскад усилителя выполнен на половине
лампы 6Н23П (6Н1П, 6Н2П, 6Н4П), второй каскад представляет
собой обычный резистивный усилитель. Между первым и вторым
каскадом включен широкодиапазонный регулятор тембра. В качестве
потенциометра использован переключатель П2К.
Применение фазойнверторного каскада, собранного
по схеме с катодной связью (VL3), обеспечивает высокую симметрию
выходных напряжений в широком диапазоне частот и малые нелинейные
искажения. С предыдущим каскадом (VL2), представляющим собой
катодный повторитель, фазоинверторный каскад связан гальванически,
чтобы уменьшить сдвиг фаз на низких частотах , что улучшает
стабильность работы усилителя.
Выходной каскад собран по схеме РРР на лампах
6П41С, имеющих достаточную мощность и небольшое внутреннее
сопротивление (12 кОм). Вместо 6П41С можно применить лампы
6ПЗС, 6П27С, EL34. Усилитель охвачен отрицательной обратной
связью, напряжение которой через резистор подается с выходной
обмотки автотрансформатора в цепь катода первого каскада усилителя
мощности.
Питание усилителя - от двух одинаковых однополупериодных
выпрямителей на диодах Д237Б. Трансформатор питания имеет
4 обмотки анодного напряжения по 240 В каждая. Примечательно,
что конденсаторы в блоке питания не соединены с корпусом.
Силовой трансформатор намотан на тороидальном
сердечнике. Лучше если каждый канал стереоусилителя будет
иметь отдельный силовой трансформатор. В усилителе предусмотрено
раздельное включение накального и анодного напряжений, что
позволяет увеличить ресурс выходных ламп.
Усилитель смонтирован на металлическом шасси
методом навесного монтажа с использованием монтажных плат,
а также лепестков ламповых панелей, что уменьшает наводки
и емкость монтажа.
Налаживание сводится к проверке правильности
монтажа. Перепад напряжений между катодом катодного повторителя
и катодами лампы фазоинвертора должен быть 2 В. При правильно
собранном усилителе между выводами 10 и 13 выходного трансформатора
напряжение должно равняться нулю. В случае появления фона
необходимо перефазировать одну из анодных обмоток трансформатора
питания.
Рисунок 40 Расположение обмоток выхождного трансформатора
усилителя К. Вайсбейна
На конструкции выходного трансформатора (рис.40) следует остановиться более подробно. Трансформатор намотан проводом марки ПЭВ-2 на тороидальном магнитолроводе, собранном из стальной ленты толщиной 0,35 мм и шириной 50 мм. Наружный диаметр тора 80 мм, внутренний 50 мм. Марка стали ЭЗЗО. Обмотка разбита на секции для снижения индуктивности рассеяния и получения высокой симметрии двух половин обмотки. Намоточные данные трансформатора приведены в таблице. Выходной трансформатор можно выполнить и на Ш-образном сердечнике сечением 7-8 см, обмотки которого разбиты на секции. Секции между собой соединены последовательно.
|
Диаметр провода, мм |
Число витков |
||
|
5-6-7-8-9 (ОТВОДЫ КАЖДЫЕ 30 ВИТКОВ) |
|||
Мы уже давно привыкли к тому, что нас повсюду окружает микроэлектроника, транзисторная техника. В телевизорах, плейерах, приемниках, магнитофонах повсюду мы слышим звук в динамиках усиленный специальными микросхемами, которые питаются низковольтным напряжением и дают очень громкий звук.
А ведь совсем еще не так давно - несколько десятков лет, эти самые транзисторные усилители , а потом и микросхемы только появились. С гордостью носили модники приемники которые питались от специальных батарей - анодных батарей и батарей для накала ламп, это было тогда просто чудом, что можно было принимать и слышать радио на ходу.
Лампы имели очень широкое распространение. В кинотеатрах стояли мощные ламповые усилители на выходе которых применялись обычно две лампы Г-807, 6Р3С, реже ГУ-80.
А знаменитые передвижные киноустановки "КИНАП" Одесского производства на напряжение переменное 110в, которые питались от стандартной сети через автотрансформатор, на выходе усилителя стояли знаменитые лампы 6П3С - лампы которые применяли в самопальных передатчиках на средних волнах и изготовить её было пару пустяков, имея еще ламповый приемник, микрофон и проволочную антенну натянутую во дворе, через которую можно было общаться по эфиру с другом с соседней улице.
Но прошло время и появились новые электронные приборы, которые стали потихоньку вытеснять лампы, но полностью заменить лампы транзисторами пока невозможно, т.к. лампы имеют преимущество в выходных мощных каскадах передатчиков, радиолокационной технике, но тем не менее технический процесс идет вперед.
Чем привлекает ламповый усилитель
?
Первое и самое важное - это качественный воспроизводимый звук. Усилитель обладает в первую очередь малыми искажениями и высокой скоростью нарастания сигнала.
Что такое хорошая система? По словам Александра Червякова "поставили пластинку и ее не слышно, чем лучше усилитель , тем меньше его слышно", т.е слышно музыку, в мельчайших тонкостях каждый инструмент - музыка вокруг вас, вы слились с нею и больше ничего не существует, нервана.
Схемы лаповых усилителей
Схема построения
По схеме построения усилители можно разделить:
1. прежде всего однотактные или двухтактные - в выходном каскаде УНЧ применена одна лампа или две лампы в так называемом пушпульном включении. В двухтактном варианте на выходе возможно получить большую мощность, при хорошем качестве воспроизводимого неискаженного сигнала.
2. Моно усилители или стерео усилители.
3. Однополосные или многополосные, когда каждый усилитель воспроизводит свою полосу частот и нагружен на соответствующую акустическую систему - динамики.
Состоит усилитель из нескольких последовательных каскадов, как правило:
- предварительный усилитель, иногда называют микрофонным усилителем;
- каскад усиления;
- повторитель;
- фазоинвертор (при двухтактном исполнении);
- драйвер (для раскачки мощных выходных каскадов);
- выходной каскад с трансформатором в нагрузке;
- нагрузка - акустическая система, звуковые колонки, наушники;
- блок питания на разные напряжения: накал 6,3 (12,6), анодное напряжение 250в (300в и выше в зависимости от применяемых ламп в выходном каскаде);
- корпус (металлическое шасси), так как трансформатор имеет большой вес, а их в схеме минимум два - силовой и выходной.
Приведена схема лампового усилителя. Входной усилитель на пентоде, лампа ECF80 (6BL8, 6F1P, 7199), триод 6AN8A, выходной каскад на лучевом тетроде КТ88 или КТ90 или EL156, в качестве выпрямителя кенотрон 5U4G. Выходной трансформатор для однотактного лампового усилителя марки Tanso XE205. Силовой трансформатор в анодной обмотке имеет отводы, которые переключаются в зависимости от примененной выходной лампы.
Основные
технические характеристики
лампового УНЧ
, в скобках показан пример - параметры усилителя на знаменитой лампе 300B.
Мощность - Вт, на нагрузке в Ом. (20)
Полоса воспроизводимых частот - Гц, кГц (5 -80 000)
Сопротивление нагрузки - Ом (4-8)
Входная чувствительность, мВ (775)
Отношение сигнал/шум (шума нет) дБ (90)
Коэффициент нелинейных искажений, не более % (меньше 0,1 на частоте 1 кГц, при мощности 1 Вт)
Количество каналов
Напряжение питания, В
Потребляемая мощность от источника питания - Вт (250)
Вес кГ
Габаритные размеры, мм
Цена
Комплектующие для изготовления
Комплектующие для лампового усилителя
Выходной трансформатор
. Одним из самых важных элементов схем построения высококачественного аудио звучания это используемый выходной трансформатор. Применяемые высококачественные выходные трансформаторы для аудио Хасимото (Hashimoto), Tamura, Elektra-Print, Tribute, James Audio, Lundahl, Hirata Tango, AUDIO NOTE и др.
Конденсаторы
. Для создания нужной амплитудно частотной характеристики важны параметры комплектующих элементов. Очень важную роль меломаны придают не только используемым маркам, но и каким они образом включены в схему: если конденсатор стоит между каскадами усилителя, то внешнюю обкладку подключают к меньшему импедансу т.е к драйверу, если как блокировочный то внешнюю обкладку к земле, на снимке внешняя обкладка отмечена полоской.
На фото конденсаторы для усилителей НЧ звука Jensen audio capacitors, в качестве фольги используется алюминий, медь, серебро, соответственно цена меняется в широких пределах. Производители конденсаторов линеек аудио: Audio Note, TFTF, Mundorf, Jensen, Duelund CAST и другие. Частотные характеристики меняются в зависимости от исполнения: бумажный корпус - медная фольга, медный корпус и обкладки из меди, станиоль - майлар в масле, алюминиевая фольга в алюминиевом корпусе и посеребренные выводы, поэтому фанаты высококачественного звука производят различные измерения характеристик деталей для определения лучшего соотношения цена - качество. Электролитические конденсаторы имеют широкий диапазон выбора: Black Gate и др. Для катодных цепей предпочитают Caddock.
Переключатели
Резисторы. Для изготовления применяют различные резисторы: танталовые резисторы Audio Note, металлопленочные Beyschlag, Allen-Bradley и др.
Лампы
. Так как мы говорим о любителях лампового звука , то и одним из основных элементов для построения является лампа. Отечественные лампы 6н2п, 6н8с, 6П3с, 6п14п, 6с33с, 6р3с. Увлеченные совершенным звучанием, настоящие любители лампового звука предпочитают только NOS лампы - это совсем новые лампы, которые выпущены давно, примером могут служить лампы 6AC5GT, 45 (лампа производилась с конца 1920-х годов в США и до конца 50-х годов), 2А3, 300В и др. Применялись и применяется большое количество известных ламп PX4, PX25, KT-88, KT-66, 6L6, EL-12, EL-156, EYY-12, 5692, ECC83, ECC88, EL34, 5881, 6SL7. Но многие предпочитают винтажные лампы.
Производители электронных ламп.
Немецкие - Telefunken, Valvo, Siemens, Lorenz. Европа - Amperex, Philips, Mazda. Англия - Mullard, Genalex, Brimar. Америка - RCA, Raytheon, General Electrics, Sylvania и другие. Лампы для усилителя приобретаются напрямую из-за рубежа или через сайты www.tubes4audio.com, www.kogerer.ru, www.cryoset.com/catalog/index.php?cPath=22&osCsid=d721583766160686aa0fa118d03b88fd, www.groovetubes.com, www.iconaudio.com.
В мире производится (производилось) много качественных усилителей.
Усилители аудио нагружают на акустическую систему, но не мало и тех кто желает порой прослушать музыку и на наушники, к примеру MrSpeakers Alpha Dog.
На фото. Стереофонический усилитель MB520 20 Вт, цена £ 950 и более, полоса 15Hz~35kHz, соотношение S/N 82dB, сопротивление нагрузки 8/16 Ом, размер 412x185x415 mm. Предварительный усилитель на EF86, в качестве фазоинвертора используется лампа 12AU7, выпрямитель для каждого канала на 5AR4, выходные лампы EL34. Используется нержавеющая сталь. Аттенюатор с приводом от двигателя управляемый с ПДУ, о положении свидетельствует зеленый светодиод.
MB805 - моноблочный усилитель, стоимость £5,999. Мощность на канал (нагрузка 8 Ом) 50W, уровень сигнал - шум составляет -90db.
MB81. Моно усилитель на ГУ-81, стоимость £12,500. Соотношение сигнал-шум составляет -100dB, неравномерность в полосе частот 20 Гц - 20 кГц - 1dB, нагрузка 4Ω - 16Ω. Чувствительность по входу 600 мВ, входное сопротивление 100k. Потребляемая мщность от сети 220/240/115 вольт средняя 450watts, 750w макс. На нагрузку 8 Ом отдача 200 Вт. Входной усилитель на лампе 6SL7, 6SN7, драйверы на двух EL34.
SE (single-end) - однотактный выход, означающий усиление сигнала в неизменном виде.
Видео любителям лампового звука
Eimac 250TH Audio Amplifier
Видео работы лампового усилителя с демонстрацией воспроизведения музыкального воспроизведения.
В статье я попробовал передать некоторый опыт построения универсального предварительного усилителя на лампах.
Почему на лампах?
Потому, что данная конструкция изначально предполагала совместную работу в составе лампового аудиокомплекса, в который помимо него должны войти два ламповых моноблока (однотактные, 6Э5П + ГУ-50).
Моноблоки пока еще не готовы, но при проведении испытательных прослушиваний был использован аналогичный по составу интегральный стереоусилитель, показавший совместно неплохие результаты.
В конечном итоге, все упирается в акустические системы. Чем выше их качество, тем меньшее надо вмешиваться в звуковой тракт.
Хорошо настроенный и правильно сделанный усилитель (не обязательно ламповый), совместно с добротной акустикой, не требует применения различного рода "улучшайзеров" и "оптимайзеров" (ИМХО). Это в идеале.
Ну а что делать с нашими малогабаритными комнатами, ограниченными финансовыми средствами (у большинства, я думаю), когда все равно хочется не просто послушать любимую музыку, но и получить определенную дозу адреналина и прочувствовать драйв?
Когда мой хороший друг, замечательный спортсмен, меломан и жизнелюб попросил соорудить ему предусилитель для домашнего стереокомплекса, то ТЗ (техническое задание, понимаешь) звучало следующим образом:
-чтоб обязательно ламповый;
-чтоб была тонкомпенсация, но в меру;
-чтоб НЧ и ВЧ можно было крутить "по полной";
-чтоб завести на него не менее 4-х источников сигнала;
-чтоб регулировать громкость раздельно по каналам;
-чтоб можно было "поиграться" межблочным кабелем от преда к УМЗЧ;
-ну и чтоб дизайн "кирпичиком" (такой, понимаешь, компьютерный хай-тек), ну и лампы спрятать, а то кругом и так пыли полно.
Вот такие исходные параметры. Крутите, Шура, крутите!
:dance:
После анализа ситуации, был сделан вывод о том, что не все выходные каскады источников сигнала, даже с низким выходным сопротивлением, способны работать на довольно сложную комплексную нагрузку, которую представляет из себя пассивный мостовой регулятор тембра Баксандала, особенно те, которые имеют изначально малый ток покоя, и, возможно, низкую нагрузочную способность. Справедливости ради надо сказать, что номиналы переменных резисторов были уменьшены до 100к (по оригинальной схеме МАИ - 200...220к), просто потому, что такие имелись в наличии.
Итак, нужен буферный каскад, с хорошей нагрузочной способностью, низким выходным сопотивлением, током покоя не менее 8-10 мА, обладающий хорошей импульсной характеристикой и низкими гармоническими искажениями. Лампу берем такую-же, как в исходной схеме, 6Н23П. Несмотря на большое количество споров вокруг ее применения в аудиотехнике, считаю, что ее использование вполне оправдано во многих практических случаях, в том числе и в этом конкретно.
На лампах не экономим, учитывая ее дешевизну и доступность, на входе ставим повторитель Уайта, по одной лампе на вход каждого канала, на выход - усилитель напряжения, - итого - три двойных триода 6Н23П, недорого и сердито.
Почему повторитель Уайта? ,- спросите Вы. Поясню этот выбор так:
-в отличие от обычного катодного повторителя с коэффициэнтом передачи около 0.7...0.8, здесь мы имеем уже 0.96 и возможность получить общий коэффициэнт передачи около 1.0 (затухание в пассивном РТ компенсирует выходной каскад УН);
-за счет наличия положительной ОС в повторителе Уайта, имеем пониженное выходное сопротивление по сравнению с простым катодным повторителем;
-при "оптимизированной" величине положительной ОС получаем небольшой коэффициент гармоник и "живое" натуральное звучание.
Опять же, ничего нового не придумываем, все уже давно придумано и оптимизировано известными аудио-гуру, такими как Джон Бруски и его сподвижниками, повторившими неоднократно эту конструкцию.
Этот регулятор громкости на резисторе с одним отводом решено поставить на вход после коммутатора. Вообще-то нагрузка тоже "не сахар", надо проверить, как она поведет себя после всего уже на опробованных источниках сигнала. Оказалось, что вполне прилично, поэтому заканчиваем макетирование, рисуем схему -
Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только
Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только
В принципе, я думаю, что сама схема в особых комментариях не нуждается. Хочу отметить, что реализованный на лампе 6Н23П повторитель Уайта способен работать на весьма низкоомную нагрузку, ну, например, головные телефоны сопротивлением 30 ом и даже меньше. А сам пассивный темброблок Баксандала рассчитан по программе, любезно предоставленной Евгением Анатольевичем Москатовым. Программа очень удобна и функциональна, проста в использовании и позволяет получить быстрый результат в расчете величин резисторов и конденсаторов на основании имеющихся в наличии радиолюбителя потенциометров.
Заканчивая со схемой самого предусилителя, упомяну, что стоящий на выходе классический УН на той-же 6Н23П имеет ток покоя около 10 мА, выходное сопротивление порядка 2.5 кОм и позволяет настойчивым экспериментаторам и любителям не только покрутить разные ручки, но и подогнать под нужное звучание "заветный" компонент аудиотракта, поигравшись вволю с различными межблочными кабелями.
Использован силовой трансформатор ТАН-1 127/220-50.Анодное напряжение получено путем схемы удвоения и никаких характерных особенностей не имеет.
Напряжение накала стабилизировано, от него же запитаны герконы и цепи индикации включенного источника сигнала, а также цепь задержки включения высокого напряжения (приблизительно на 40 сек.), собранная на регулируемом стабилитроне SR1, транзисторе Т2, реле RL1 (РЭС-48 паспорт РС 4.590.204, 6 Вольт, 42 ом) и времязадающих элементах R5C9. Для нормальной работы схемы задержки, конденсатор С9 должен быть с малым током утечки, здесь он составлен из двух, включенных параллельно танталовых электролитов еще советского производства. Диод D13 - разрядный, позволяет быстро восстановить работоспособность схемы задержки после выключения питания.
Переключатель-селектор входов можно использовать практически любой, ну, например, галетный. Он не влияет на прохождение звукового сигнала, а лишь коммутирует соответствующие катушки герконов и цепи индикации включения выбранного источника. У меня под рукой оказался какой-то 2-х секционный импортный галетник, на 5-ть позиций, т.к. количество входов равно четырем, то 5-е пары контактов не используются. Индикаторные светодиоды выбраны синего цвета, диаметром 3 мм и хорошо вписываются в "интерьер". На их месте могут работать практически любые светодиоды, в том числе и лампочки накаливания,- кому что нравится.
Вместо обычно используемого способа подачи "поднимающего" потенциала в цепь накала ламп от резистивного делителя напряжения (для защиты от пробоя накал-катод и устранения фона), здесь применен часто используемый зарубежом способ соединения шины накала после стабилизатора на землю, через высоковольтный конденсатор С11.
Обмотки трансформатора питания скоммутированы соответствующим образом, чтобы получить нужные напряжения и токи. У стандартного ТАН-1 , две накальные обмотки по 6.3 вольта соединены параллельно (что несколько маловато, но что поделаешь), для получения рабочего напряжения накала (6.1 в) использован транзистор (КТ819) с низким напряжением насыщения коллектор-эмиттер и коэффициэнтом усиления по току h21э около 80. На плате он установлен на небольшой радиатор, под который предусмотрены крепежные отверстия.
установленной вертикально на 2-х 10 мм стойках -
с тыльной стороны передней панели:
Сами переменные резисторы имеют конструкцию под печатный монтаж -
Они устанавливаются с одной стороны печатной платы, все остальные элементы - с другой.
Плата коммутации с герконами:
Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только
размещена на задней стенке, вблизи входных RCA разъемов, также на 2-х 10 мм стойках, применяемых для крепления печатных плат.
Плата двусторонняя, с одной стороны - печатные дорожки, - с другой - экран с раззенкованными под ножки отверстиями.
Сами герконы - с двумя группами контактов, китайского происхождения (куда уж без них),
как уже упоминалось типа TRR-2A-05-D-00 в корпусе DIP.
Кремниевые маломощные диоды, гасящие самоиндукцию, крепятся пайкой прямо к соответствующим ногам герконов. Обе платы закрыты сверху экраном также из фольгированного стеклотекстолита. Все они соединены с нулевой шиной.
Блок питания также собран на печатной плате-
Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только
установленной вертикально на средней полочке при помощи алюминиевого уголка, под ней смонтирован силовой трансформатор ТАН-1 127/220-50. Стандартная силовая евророзетка с предохранителем внутри установлена внизу задней стенки. Сами лампы также размещены на средней полке и вся соответствующая им "обвязка" смонтирована объемным монтажем на ламповых панельках и вспомогательных монтажных лепестках, размещенных рядом с ними. Соединения анодного питания и накалов ламп выполнены витыми медными парами одножильных проводов 5-й категории диаметром 0.53 мм, которыми прокладываются компьютерные сети. Их длина должна быть минимальна, по получившемуся конструктиву. Экранированный кабель, соединяющий выход коммутатора со входом регулятора громкости - высокого качества марки FURUTECH. Соединение сигнальных цепей РГ и РТ с печатных плат на входные лампы выполнены экранированными проводами, используемыми для инсталляции аудиооборудования фирмы CLARION. Их длина также должна быть по возможности минимальной.
Все внутренности видны на фото:
Особых комментариев, я думаю, здесь не нужно. Нулевая жила сделана из медного провода 1.5 мм и соединена с корпусом в одной точке на задней стенке блока. Конденсаторы фильтра питания С3, С4, С13 и С14 смонтированы непосредственно на лепестках монтажных панелек вблизи ламп.
Все органы управления выведены наружу, в самом низу - выключатель питания, чуть выше - 4-х позиционный галетный переключатель для управления переключением герконов и индикатора селектора входов, 4-е синих индикаторных светодиода, далее раздельные регуляторы громкости и регуляторы НЧ и ВЧ.
Конструкция не содержит никаких супер аудиофильских деталей, все резисторы - типа МЛТ, рассчитанные на соответствующую мощность, конденсаторы - пленочные, типов К73-9, К73-11, К73-17, также на соответствующие напряжения. Электролиты производства Тайвань, аналогичны нашим К50-35 на напряжение 400 в.
Транзисторы в блоке питания можно применять практически любые, подходящие по параметрам указанным на схеме, выбор их не критичен. Диоды в анодном питании - любые фасты на 600 в и ток не менее 1 А, а в выпрямителе накала - можно применить любую диодную сборку на ток не менее 3 А и напряжение 50 в. Дроссель на 0.5 мГн - от старого немецкого телефона, можно поставить любой другой или заменить его резистором величиной в сотню Ом (1 ватт).
Силовой трансформатор ТАН-1 также был выбран потому, что оказался в старых запасниках. Он закреплен на среднюю полочку через резиновый коврик и работает тихо, без гудения.
Для устранения ненужных вибраций и микрофонного эффекта, на днище блока приклеены четыре резиновых ножки от старого телефона при помощи двустороннего автомобильного скотча марки 3М.
Для самоделкиных-любителей, умелых рук мастеров и профессионалов, имеющих необходимый парк станков, привожу чертежи элементов конструкции корпуса. Может кому пригодится.
▼
🕗 28/01/11 ⚖️ 244,91 Kb ⇣ 212
Здравствуй, читатель!
Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель.
Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.
Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи - помоги мне!
Есть люди, которые совершенно не видят разницы между плёночной и цифровой фотографией, а есть люди, которые совершенно не слышат разницы между цифровым и аналоговым звуком. Таким людям очень легко жить, другие же постоянно занимаются развитием и совершенствованием, стремясь к совершенству.
Сразу хочу отметить, что если вы не слышите разницы в звучании двух различных аудиосистем (или для вас она не является поводом что-то изменить) - смело пролистывайте дальше и ни в коем случае не заходите под кат. Просто потому, что вы всё равно ничего не поймёте. А всем остальным добро пожаловать под кат, где мы рассмотрим простейший способ ухудшить цифровой звук.
Итак, поехали!
Не буду пересказывать принципы работ радиоламп и объяснять почему они настолько широко применяются не только в дорогостоящем воспроизводящем оборудовании, но в первую очередь активно используются музыкантами и в студиях звукозаписи. Радиолампы любят за то, какие уникальные искажения они вносят в звуковой тракт.
Самый простой и доступный способ правильно ухудшить звук - использовать ламповый ПРЕДУСИЛИТЕЛЬ мощности. Он повышает уровень сигнала и добавляет уникальные искажения, которые невозможно получить никаким иным способом. Схема ламповых усилителей достаточно проста и её без труда можно найти в интернете. Самое главное при самостоятельной сборке подобного усилителя - аккуратность и точность. Можно поступить проще и купить готовый двухканальный ламповый усилитель из Китая. Вообще китайцы молодцы, это устройство стоимостью менее 2000 рублей совершенно не стыдно подключать даже к аудиосистеме класса Hi-End.
Одна из моих акустических систем конечно попроще, но частично сделана своими руками. Колонки собраны из компонентов автомобильной акустики, в качестве основного усилителя мощности используется популярный в 90х годах транзисторный усилитель Pioneer A504r. А источником звука выступает самый обычный iPhone, подключенный с помощью переходника Lightning - Jack и обычного межблочного кабеля с RCA разъёмами. Как известно, предела совершенству нет, поэтому собранная комплектация постепенно изменяется в погоне за более худшим звуком.
В комплекте с ламповым предусилителем идут лампы 6J1 (на фото слева), аналог советских высочастотных пентодов 6Ж1. Звук с ними конечно становится хуже, но недостаточно. Это особенно заметно при прослушивании роковых и джазовых композиций. Для экспериментов я купил на Авито несколько модификаций советских радиоламп: 6Ж3П, 6Ж5П и 6Ж38П. Каждая лампа стоит от 100 до 250 рублей в зависимости от её состояния. Обычно это лампы 70-80х годов выпуска, совершенно новые и неиспользованные.
Наибольший эффект ухудшения звука удалось добиться с помощью лучевых тетродов высокой частоты - 6Ж5П. Во время работы лампы разогреваются до 65 градусов, а звук с ними получается интереснее всего. Но это справедливо только для определенных жанров. Например с электронной музыкой комплектные 6J1 звучат лучше (то есть хуже), чем советские радиолампы. В общем, всё дело в личном вкусе и нельзя утверждать, что эти лампы лучше, а другие хуже.
Чтобы вызвать баттхерт у тех, кому в детстве на ухо наступил медведь, китайцы добавили два небольших красных светодиода в основании портов с радиолампами. Это исключительно декоративная подсветка, т.к. не все типы ламп имеют собственное видимое свечение по время работы (например, 6Ж5П вообще не светятся, зато греются сильнее других). Зато любой диванный эксперт может заявить, что лампы в этом усилителе стоят просто для красоты:)
В качестве источника звука - самый быстрый на сегодняший день и в то время самый недорогой iPhone в версии SE, стоит такой аппарат сейчас менее 20 тысяч рублей. Мне повезло, что у меня аппарат из Гонконга с звуком. Чтобы чуть разнообразить этот звук я приобрёл гениальный ухудшатель звука в виде переходника Lightning - Jack MMX62AM/A. Его цена составляет всего 600 рублей и я уверенно могу сказать, что это лучшая возможность изменить звук любой аудиосистемы с минимумом вложений. Учитывая, что внутри этого переходника находится ЦАП, АЦП и усилитель мощности - вообще удивительно, почему он стоит так дёшево.
Китайские радиолампы 6J1 в работе.
Раз уж заговорили про всю аудиосистему целиком можно отметить и межблочные кабели. Здесь всё тоже достаточно просто и зависит исключительно от личных предпочтений. Критерий оценки очень прост: нравится или не нравится. В качестве межблочного кабеля между преусилителем и конечным усилителем лично мне больше нравится синий кабель неизвестного производителя с простыми разъемами Belsis. А вот кабель Vention (на фото справа) честно говоря не понравился.
Между источником звука и ламповым предусилителем обратная картина. Китайский брендовый кабель Vention стоимостью 350 рублей звучит как минимум не хуже, чем немецкий Schulz Kabel стоимостью 550 рублей. Вообще, можно использовать в качестве проводов даже алюминиевые вешалки, если конкретно вам нравится звучание (с помехами, ггг). А вот если вы действительно не слышите разницы между межблочником за 50 рублей с запредельным уровнем помех и нормальным акустическим кабелем - можно вам только позавидовать, что у вас в жизни такая легкая и простая жизнь.
А вот если вы замечаете разницу в звучании при замене тех или иных компонентов (начиная от проводов и заканчивая динамиками), то могу смело рекомендовать подобный ламповый усилитель, как самый доступный способ ухудшить звук с помощью уникальных искажений свойственных только радиолампам. Ну или можете попробовать собрать ламповый предусилитель своими руками, если, конечно, у вас есть на это время.
Пойду еще послушаю этот испорченный тёплый ламповый звук и выпью чаю.
Этот предварительный усилитель воспроизводит звук высокого качества, который максимально близок к оригиналу. Он выполнен с использованием лампы 5687, которая является двойным триодом. Пусть это малознакомое многим радиолюбителем название вас не пугает: её можно с успехом заменить на наши 6Н1П - 6Н3П.
В схеме лампового усилителя используется светодиодный стабилизатор и выходной трансформатор японской фирмы Тамура A4714. Предварительный усилитель использует двойной разрез лампы 5687, две триодные пробки для каждого канала, с каждого раздела, используя свои собственные сетки сопротивлением 220 Ом и свою пару зеленых 4 вольтовых светодиодов. Двойная секция используется для снижения лампового сопротивления, в результате чего улучшается её совместимость с выходным трансформатором, входная обмотка которого имеет сопротивление 5 кОм, а выходная 600 Ом. Эксплуатационное напряжение лампы 5687 составляет 115 В и 4 В, ток 25 мA. Первоначально была сделана попытка питать накал нити лампы переменным током, однако это привело к неоправданно большим помехам, поэтому используется для нагревателей постоянка.
Источник питания
В блоке питания использует лампа, мощный кенотрон RCA-83. Полупроводниковый аналоговый таймер OMRON применён для задержки питяния анодов ламп, чтобы была возможность при помощи выпрямителя производить разогрев. Последние 2 RC цепочки (резистор 3,6 кОм, конденсатор 220 мкФ и резистор 3,9 кОм, конденсатор 10 мкФ) отдельные для каждого канала, в дальнейшем вместо них планируется ставить CCS, так же для каждого канала свой. Конденсатор на 10 мкФ обязательно поставить из полистирола. Два дросселя 50H, сопротивлением 55 Ом. Для питания нити накала выпрямителя, лампы RCA-83, используется напряжение 5 В. Разогрев ламп 5687 обеспечивает диодный мост, собранный на быстродействующих диодах MUR860, за ним стоят 5 электролитических конденсаторов по 10 000 мкФ каждый. Стабилизатор LM317 совместно с резистором сопротивлением в 1,5 Ом обеспечивает напряжение в 11,5 вольт и ток в 830 мА. Для получения дополнительных сведений о конструкции блока питания рекомендуется смотреть статьи о проектировании источников питания для ламповых усилителей.
Изготовление корпуса
Ширина шасси определяется шириной выходного трансформатора, так как он является наиболее габаритным компонентом. В заготовках необходимо выдержать размеры их сопрягаемых частей. До начала сборки нужно самостоятельно просверлить необходимые отверстия под разъёмы и прочие установочные компоненты.
В окрашенные и высушенные панели вставляются установочные компоненты. Верхняя панель окрашена не была, она подверглась шлифовке и осталась цветом соответствующим цвету натурального алюминия.
— большинство ценителей качественной музыки, умеющие обращаться с паяльным оборудованием и имеющие определенный опыт по ремонту радиотехники, могут попробовать своими силами собрать ламповый усилитель высокого класса, который обычно называют Hi-End. Ламповые аппараты такого типа относятся во всех отношениях к особенному классу бытовой радиоэлектронной аппаратуры. В основном они обладают привлекательным дизайном, при этом ничего не закрыто кожухом — все на виду.
Ведь понятно, чем больше видно установленный на шасси электронных компонентов, тем больше авторитет у аппарата. Естественно и параметрические значения лампового усилителя существенно превосходят модели выполненные на интегральных или транзисторных элементах. Вдобавок к этому, при анализе звучания лампового устройства все внимание отдается персональной оценке звука, нежели изображению на экране осциллографа. К тому же отличается незначительным набором используемых деталей.
Как выбрать схему лампового усилителя
В случае выбора схемы предварительного усилителя не бывает особых проблем, то при выборе подходящей схемы оконечного каскада могут создаться затруднения. Ламповый усилитель мощности звука может иметь несколько вариантов исполнения. Например бывают аппараты однотактные и двухтактного типа, а также имеют различные режимы работы выходного тракта, в частности «А» либо «АВ». Выходной каскад однотактного усиления является по-большому счету образцом, потому как находится в режиме «А».
Этот режим работы характеризуется наименьшими величинами нелинейных искажений, но КПД у него не высокий. Также и мощность на выходе такого каскада не очень большая. Следовательно, при необходимости озвучивания внутреннего пространства средних размеров потребуется двухтактный усилитель, с режимом работы «АВ». Но когда однотактный аппарат может быть выполнен только лишь с двумя каскадами, один из которого предварительный, а другой усиливающий, то для двухтактной схемы и ее корректной работы понадобится драйвер
Но если однотактный ламповый усилитель мощности звука может состоять всего из двух каскадов – предварительного усилителя и усилителя мощности, то двухтактной схеме для нормальной работы требуется драйвер или каскад образующий два напряжения идентичной амплитуды, сдвинутые по фазе на 180. Выходные каскады, независимо от того однотактный он или двухтактный, предполагают наличие в схеме выходного трансформатора. Который выполняет роль согласующего устройства межэлектродного сопротивления радиолампы с малым сопротивлением акустики.
Настоящие почитатели «лампового» звучания утверждают, что схема усилителя не должна иметь каких бы то ни было полупроводниковых приборов. Поэтому выпрямитель блока питания должен быть реализован на вакуумном диоде, который специально разработан для высоковольтных выпрямителей. Если вы намерены повторить рабочую, проверенную схему лампового усилителя, то не нужно сразу собирать непростое двухтактное устройство. Для озвучивания небольшого помещения и получения идеальной звуковой картины, в полной мере хватит однотактного лампового усилителя. К тому же его проще изготовить и настроить.
Принцип сборки ламповых усилителей
Существую определенные правила монтажа радиоэлектронных конструкций, в нашем случае — это ламповый усилитель мощности звука . Поэтому перед началом изготовления аппарата, желательно бы хорошенько изучить первостепенные принципы сборки таких систем. Главным правилом при сборке конструкций на вакуумных радиолампах, является разводка соединительных проводников по максимально короткому пути. Наиболее эффективны методом считается воздержание от применения проводов в тех местах, где можно обойтись без них. Постоянные резисторы и конденсаторы необходимо устанавливать прямо на панельки ламп. При этом, в качестве вспомогательных точек нужно применять специальные «лепестки». Такой способ сборки радиоэлектронного устройства именуется «навесной монтаж».
На практике, при создании ламповых усилителей печатные платы не применяются. Также, одно из правил гласит — избегайте прокладки проводников параллельно друг другу. Однако такая, на первый взгляд беспорядочная разводка считается нормой и вполне оправдана. Во многих случаях, когда усилитель уже собран, в динамиках слышен фон низкой частоты, его обязательно нужно убирать. Первостепенную задачу выполняет правильный выбор точки «земля». Есть два способа организовать заземление:
- Соединение всех проводов идущих на «землю» в одну точку — называется «звездочка»
- Установка по периметру платы энергоэффективной электротехнической медной шины, а к ней уже припаивать проводники.
Выверять место для точки заземления нужно путем эксперимента, прослушивая наличие фона. Чтобы определить откуда исходит фон низкой частоты, нужно сделать так: Нужно методом последовательного эксперимента, начиная с двойного триода предварительного усилителя, закорачивать сетки ламп на «землю». В случае заметного снижения фона, станет понятно, цепь именно какой лампы «фонит». А далее, также опытным путем нужно пытаться устранить эту проблему. Существуют вспомогательные методы, которые обязательны к применению:
Лампы предварительного каскада
- Электровакуумные лампы предварительного каскада нужно обязательно закрывать колпачками, а их в свою очередь заземлить
- Корпуса подстроечных резисторов, так же подлежат заземлению
- Провода накала ламп требуется свить
Ламповый усилитель мощности звука , вернее сказать, цепь накала лампы предварительного усилителя допускается запитывать постоянным током. Но в таком случае придется в блок питания добавить еще один выпрямитель собранный на диодах. А использование выпрямительных диодов сам по себе нежелателен, так как ломает конструктивный принцип изготовления лампового Hi-End усилителя без применения полупроводников.
По парное размещение выходного и сетевого трансформаторов в ламповом устройстве, является достаточно важным моментом. Данные компоненты устанавливаться должны строго вертикально, тем самым удается уменьшить уровень фона из сети. Одним их эффективных способов установки трансформаторов является их помещение в кожух, выполненный из металла и заземленный. Магнитопроводы трансформаторов так же нужно заземлять.
Ретро-компоненты
Радиолампы, это приборы из далеких времен, но вновь вошедшие в моду. Поэтому нужно комплектовать ламповый усилитель мощности звука такими же ретро-элементами, которые устанавливались в первоначальных ламповых конструкциях. Если это касается постоянных резисторов, то можно применить углеродистые резисторы, имеющие высокую стабильность параметров либо проволочные. Однако эти элементы обладают большим разбросом — до 10%. Поэтому для лампового усилителя лучшим выбором будет использование малогабаритных прецизионных резисторов с металлодиэлектрическим проводящим слоем — С2-14 или С2-29. Но цена таких элементов существенно высокая, то взамен им вполне подойдут и МЛТ.
Особо ревностные приверженцы ретро-стиля достают для своих проектов «мечту аудиофила». Это — углеродистые резисторы ВС, разработанных в Советском Союзе специально для применения в ламповых усилителях. 
При желании их можно отыскать в ламповых радиоприемниках 50-60 годов выпуска. Если по схеме резистор должен иметь мощность более 5 Вт, то тогда подойдут проволочные резисторы ПЭВ, покрытые стекловидной теплостойкой эмалью.
Конденсаторы, применяемые в ламповых усилителях в основном не критичны к тому или иному диэлектрику, а также к самой конструкции элемента. В трактах настройки тембра можно использовать конденсаторы любого типа. Также и в цепях выпрямителя блока питания можно устанавливать любого типа конденсаторы в качестве фильтра. При конструировании усилителей низкой частоты высокого качества, большое значение имеют установленные в схеме разделительные конденсаторы.
Именно они оказывают особое влияние на воспроизведение натурального, не искаженного звукового сигнала. Собственно благодаря им мы получаем исключительный «ламповый звук». При выборе разделительных конденсаторов, которые будут устанавливаться в ламповый усилитель мощности звука , нужно обратить особое внимание на то, чтобы ток утечки был как можно меньшим. Потому, что от данного параметра напрямую зависит корректная работа лампы, в частности ее рабочая точка.
Помимо этого, не нужно забывать, что разделительный конденсатор подключен к анодной цепи лампы, отсюда следует, что он находится под большим напряжением. Так, что такие конденсаторы должны иметь рабочее напряжение не менее 400v. Одними из лучших конденсаторов работающих в роли переходного, считаются емкости от фирмы JENSEN. Именно эти емкости применяются в топовых усилителях HI-END класса. Но их цена очень высокая, доходящая до 7500 рублей за один конденсатор. Если использовать отечественные компоненты, то наиболее подходящими будут например: К73-16 либо К40У-9, однако по качеству они значительно уступают фирменным.
Однотактный ламповый усилитель мощности звука
Представленная схема лампового усилителя имеет в своем составе три отдельных модуля:
- Предварительный усилитель с возможностью регулировки тембра
- Выходной каскад, то-есть сам усилитель мощности
- Источник питания
Предусилитель изготавливается по простой схеме с возможностью регулировать усиление сигнала. А также имеет пару отдельных регуляторов тембра низкой и высокой частоты. Для повышения эффективности работы аппарата, в конструкцию предварительного усилителя можно внедрить добавить эквалайзер на несколько полос.
Электронные компоненты предварительного усилителя
Представленная здесь схема предварительного усилителя выполнена на одной половине двойного триода 6Н3П. Структурно предусилитель может быть изготовлен на общем каркасе с выходным каскадом. В случае исполнения стерео варианта, то естественно образуются два идентичных канала, следовательно, триод будет задействован полностью. Практика показывает, что приступая к созданию какой-либо конструкции, лучше всего сначала воспользоваться монтажной платой. А после налаживания уже компоновать в основном корпусе. При условии правильной сборки, предусилитель без проблем начинает работать синхронно с подачей напряжения питания. Однако на этапе настройки нужно выставить напряжение анода радиолампы.
Конденсатор в выходной цепи С7 можно применить К73-16 с номинальным напряжением 400v, но желательно от фирмы JENSEN, который обеспечит лучшее качество звучания. Ламповый усилитель мощности звука не особо критичен к электролитическим конденсаторам, поэтому можно применять любого типа, но с запасом по напряжению. На этапе настроечных работ, во входную цепь предварительного усилителя подключаем генератор низкой частоты и подаем сигнал. На выходе должен быть подключен осциллограф.
Изначально размах сигнала на входе выставляем в пределах 10 mv. Затем определяем значение напряжения на выходе и вычисляем усиливающий коэффициент. Звуковым сигналом в диапазоне 20 Гц — 20000 Гц на входе можно высчитать пропускную способность усиливающего тракта и изобразить его АЧХ. Путем подбора емкостного значения конденсаторов, есть возможность определить приемлемую пропорцию высокой и низкой частоты.
Настройка лампового усилителя
Ламповый усилитель мощности звука реализован на двух октальных радиолампах. Во входной цепи установлен двойной триод с отдельными катодами 6Н9С включенный по параллельной схеме, а оконечный каскад выполнен на довольно мощном выходном лучевом тетроде 6П13С включенным как триод. Собственно, исключительное качество звучания создает именно триод установленный в оконечном тракте.
Чтобы выполнить простую настройку усилителя достаточно будет обыкновенного мультиметра, а чтобы выполнить точную и верную регулировку необходимо иметь осциллограф и генератор звуковых частот. Начинать нужно с установки напряжения на катодах двойного триода 6Н9С, которой должно быть в пределах 1,3v — 1,5v. Выставляется это напряжение подбором постоянного резистора R3. Ток на выходе лучевого тетрода 6П13С должен находится в диапазоне от 60 до 65 mA. Если нет в наличии мощного постоянного резистора 500 Ом — 4 Вт (R8), то его можно собрать из пары двух-ваттных МЛТ с номиналом 1 кОм и включенных параллельно.Все другие, указанные в схеме резисторы можно устанавливать любого типа, но предпочтение все же отдается С2-14.
Точно так же как и в предусилителе, важной составляющей является разделяющий конденсатор С3. Как уже упоминалось выше, идеальным вариантом было бы установка этого элемента от фирмы JENSEN. Опять же, если таковых нет под рукой, то можно использовать и советские, пленочные конденсаторы К73-16 либо К40У-9, хотя они хуже заморских. Для корректной работы схемы, эти компоненты подбираются с наименьшим током утечки. В случае невозможности выполнить такой подбор, то желательно все же купить элементы зарубежных производителей.
Блок питания усилителя
Блок питания собран с использованием кенотрона прямого накала 5Ц3С, обеспечивающий выпрямление переменного тока, в полной мере соответствующий нормам конструирования ламповых усилителей мощности HI-END класса. Если нет возможности приобрести такой кенотрон, то вместо него можно установить два выпрямительных диода.
Установленный в усилителе блок питания не требует какого либо налаживания — включил и все. Топология схемы дает возможность использование любых дросселей имеющих индуктивность не менее 5 Гн. Как вариант: применение таких приборов от устаревших телевизоров. Трансформатор питания, также можно позаимствовать у старой ламповой аппаратуры советского производства. Если есть навыки, то можно изготовить его самостоятельно. Трансформатор должен состоять из двух обмоток с напряжением по 6,3v каждая, обеспечивающие питанием радиолампы усилителя. Еще одна обмотка должна быть с рабочим напряжением 5v, которые подаются в цепь накала кенотрона и вторичную, имеющую среднюю точку. Эта обмотка гарантирует два напряжения по 300v и ток 200 мА.
Очередность сборки усилителя мощности
Порядок сборки лампового усилителя звука такой: вначале делается источник питания и сам усилитель мощности. После того как будет произведены настройки и установка необходимых параметров, подключается предусилитель. Все параметрические замеры измерительными приборами нужно делать не на «живой» акустической системе, а на ее эквиваленте. Это для того, чтобы избежать возможности вывода из стоя дорогостоящей акустики. Эквивалент нагрузки можно изготовить из мощных резисторов или из толстой нихромовой проволоки.
Далее нужно заняться корпусом для лампового усилителя звука. Дизайн можно разработать самостоятельно, либо у кого то позаимствовать. Наиболее доступным материалом для изготовления корпуса, является многослойная фанера. На верхней части корпуса устанавливаются лампы выходного и предварительного каскада и трансформаторы. На фронтальной панели расположены устройства регулировки тембра, звука и индикатор подачи напряжения питания. В конечном итоге у вас может получится устройства наподобие показанных здесь моделей.
Статьи по теме
