Как намотать выходной трансформатор лампового умзч: Как намотать выходной трансформатор лампового умзч

Как намотать выходной трансформатор лампового умзч

Наблюдается интересная тенденция: чем дальше мы отходим от «ламповой» эпохи, тем больше мифов и тумана создается вокруг выходного трансформатора лампового усилителя. Причем не только в вопросах расчета, но и его изготовления. Производителей понять можно, расхваливание своей продукции — закон рекламы, но и во множестве статей независимых авторов процесс намотки трансформатора смахивает на описание тайного обряда.

Давайте разберемся, насколько это сложно и как много времени на это требуется. Разговор пойдет о выходных трансформаторах для однотактных каскадов, а также о других трансформаторах, где не требуются высокая симметрия полуобмоток и выполнение жестких требований по условиям эксплуатации. Предполагается, что у вас есть достаточного сечения магнитолровод, намоточные провода и хотя бы примитивное приспособление для намотки катушек, снабженное счетчиком витков. Имеется в виду любая конструкция — от электрической или ручной дрели, зажатой в тисках, до согнутой резьбовой шпильки, укрепленной в двух деревянных брусках.

Изготовление катушки — дело кропотливое, но не сложное. Чертеж деталей каркаса сборной катушки из гетинак-са или текстолита с защелками показан на рисунке. На чертеже в позиции 1 — щечки; 2, 3 — пластины. Размеры h, b, у, y1и толщина деталей каркаса связаны с размерами и формой магнитопровода. Лучшим материалом для его изготовления можно считать стеклотекстолит (без фольги) толщиной 1,5…2 мм.

При изготовлении деталей оставляйте припуск на окончательную доводку при сборке. Если попытаться сразу выпилить деталь по размеру, то велика вероятность, что ничего защелкиваться не будет, а катушка развалится. У собранной катушки опилите острые углы надфилем и оберните одним-двумя слоями бумаги толщиной 0,1…0,15 мм. На изготовление катушки потребуется два-три часа.

Технологию изготовления трансформатора галетной конструкции затрагивать вообще не будем, поскольку при относительно малом числе галет она проигрывает классической конструкции с неглубоким секционированием и по коэффициенту заполнения, и по индуктивности рассеяния.

Далее начинается более интересное — намотка. Большинство любителей используют рядовую намотку, т. е. провод мотают виток к витку, и через каждый слой укладывают прокладку. Намотать таким образом без станка с укладчиком 3000-4000 витков тонким проводом — титанический труд. Возникает вопрос: а почему не намотать внавал?

Если отбросить благородное возмущение истинных аудиофилов и обратиться к первоисточникам [1, 2], то выяснится, что с коэффициентом заполнения для тонкого провода (0,15-0,4 мм) не так плохо: Г. Цыкин приводит значения 0,7…0,75, у меня получалось 0,5…0,53, что для единичных экземпляров трансформатора с секционированными обмотками вполне допустимо.
Индуктивность рассеяния практически не зависит от способа и плотности намотки. Собственная емкость обмотки (при намотке внавал) получается на 5…10 % меньше. Основной проблемой представляется пониженная электрическая прочность.

Кстати, высокие значения коэффициента заполнения позволяют сделать трансформатор меньше или в тех же габаритах получить большую индуктивность намагничивания. Это важно, так как для высококачественных устройств следует стремиться реализовать трансформатор с минимальными габаритами при заданной индуктивности первичной обмотки. Чем меньше размеры магнито-провода трансформатора, тем лучше — меньше индуктивность рассеяния при заданном секционировании.
Вернемся к обеспечению электрической прочности. В книгах все написано правильно, но большинство рекомендаций относится к серийному производству трансформаторов и соответствию их определенным стандартам. Выполнить трансформатор в соответствии с ними в домашних условиях нереально: нет ни соответствующих материалов, ни технологий. Поэтому будем исходить из двух критериев: первое — реальные условия эксплуатации, второе — неприемлемое в производстве вполне подходит при самостоятельном изготовлении единичных образцов.

Так какое же напряжение может быть на первичной обмотке трансформатора? Допустим, выходная мощность Р усилителя — 5 Вт (это немало для однотактного каскада на распространенных лампах), приведенное к первичной обмотке сопротивление нагрузки R — 2 кОм, напряжение питания Ua — 300 В и КПД трансформатора КПД- 0,85. Чтобы получить такую мощность, действующее напряжение на первичной обмотке должно быть равно:

Urms= √PR/КПД= 117B.

Соответственно его амплитуда будет равна: U rms= √2 Urms = 166 В.
С учетом напряжения питания максимальное напряжение на первичной обмотке относительно корпуса усилителя будет равно:

Uw — U + Ua — 466 В.

Это и определяет требования к межобмоточной изоляции (как правило, один конец вторичной обмотки заземлен) и изоляционным свойствам каркаса. Кабельной бумаги толщиной 0,12 мм достаточно два слоя, можно использовать конденсаторную бумагу в 4-5 слоев либо комбинацию из слоя сантехнической фторопластовой ленты и слоя писчей бумаги. Стеклотекстолитовый каркас с лихвой обеспечивает необходимую электрическую прочность.

Высококачественные выходные трансформаторы всегда выполняют секционированными, иначе не удается получить приемлемые значения индуктивности рассеяния. В простейшем случае первичную обмотку делят на две части, но лучше — на три, между которыми располагают вторичную обмотку. Возможно и более глубокое секционирование, но при этом значительно снижается коэффициент заполнения окна магнитопровода и возрастает емкость между обмотками. Из-за усложнения намотки глубокое секционирование используется довольно редко.

Остановимся на трех секциях первичной обмотки.

Минимум индуктивности рассеяния достигается при неравномерном разделении числа витков — в крайних секциях их число в два раза меньше, чем в средней. Если пренебречь активным сопротивлением обмотки, то в отсутствие сигнала все витки первичной обмотки эквипотенциальны; при максимальной мощности напряжение на частях обмотки будет пропорционально их индуктивности. Следовательно, максимальное переменное напряжение возникает на средней секции обмотки; его амплитуда равна 83 В. Пробивное напряжение изоляции обмоточного провода диаметром более 0,15 мм (ПЭТВ, ПЭВ, ПВТЛ и др.) — не менее 600 В, а число микродефектов допустимо не более 5-7 на 15 м. Для провода диаметром более 0,35 мм микродефекты вообще недопустимы. Поэтому обмотку можно мотать внавал вообще без всяких прокладок; вероятность появления короткозамкнутых витков очень мала.

Для лучшей укладки витков и повышения надежности трансформатора целесообразно через каждые 300-500 витков обмотки укладывать прокладку из конденсаторной бумаги толщиной 0,022 мм в два слоя (такую бумажную ленту можно добыть из старых бумажных конденсаторов — например, группы КБГ). Поэтому основная задача при намотке трансформатора — исключить западание витков.
Межобмоточная изоляция достигается стандартным способом — прокладку делают шире каркаса на 4-5 мм и по ее краям нарезают насечку. Это можно сделать быстро, свернув прокладку в трубку: ее край по контуру прокусывают острыми кусачками. Так как в этом случае используется более толстая и жесткая изоляция (как из условий электрической прочности, так и для возможности нормальной укладки следующей обмотки), западание витков исключено, если вы достаточно внимательны. Желательно исключить западание витков и при укладке межслоевой изоляции. Тут возникают сложности. Так как поверхность обмотки имеет неровности, то даже при наличии насечки на краях прокладки исключить западания витков не удается — провод ее стягивает. Решается этот вопрос следующим образом. На края прокладки накладывается бандаж из узкой полоски тонкой липкой бумаги (можно использовать «малярную ленту») с насечкой по краю, она удерживает прокладку от сползания (или закрывает витки, с которых прокладка уже сползла).

Итак, порядок намотки трансформатора следующий — секции первичной обмотки наматывают внавал с межслоевыми прокладками через каждые 300- 500 витков, секции вторичной обмотки — виток к витку без прокладок (при диаметре провода более 0,6 мм этот процесс сложности не вызывает). Напоминаю еще раз, что межобмоточная изоляция должна быть достаточно жесткой — витки вторичной обмотки должны ложиться ровно. При намотке секций первичной обмотки следует обеспечивать достаточное натяжение провода и стараться, чтобы поверхность обмотки была как можно ровнее. Кстати, при намотке желательно не касаться провода руками, а удерживать его кусочком тонкого фетра или мягкой замши. Намотка ведется от края до края катушки. Выводы обмоток выполняются непосредственно обмоточным проводом с надетой на него фторопластовой трубкой (тонкая трубка прекрасно тянется; растягивая миллиметровую трубочку, можно получить трубку меньшего диаметра). Если провод слишком тонкий, то для повышения механической прочности вывода провод складывают в три-четыре раза и плотно свивают. Эта косичка используется как вывод обмотки, естественно, ее начало должно быть изолировано и надежно закреплено на обмотке. Выводы из цветных проводов, конечно, красивее, но такой вариант практичнее. Конечная изоляция обмоток выполняется из двух слоев кабельной бумаги (можно и писчей).

Коэффициент заполнения окна маг-нитопровода при двух секциях первичной обмотки находится около 0,45, при трех секциях первичной обмотки — около 0,4. Это усредненные данные по результатам намотки нескольких десятков трансформаторов разной мощности.
Управиться с такой работой, в зависимости от имеющегося опыта, вполне можно за пару вечеров.
Для чего пропитывают катушку трансформатора? Основная цель — повышение электрической прочности при неблагоприятных внешних условиях, также пропитка улучшает отвод тепла из внутренних слоев катушки и повышает ее механическую прочность. Конечно, есть и обратная сторона медали, любая пропитка увеличивает собственную емкость трансформатора.

В 99,9 % случаев любительский усилитель стоит на почетном месте в комнате при практически нормальных условиях. Тепловая нагрузка на выходной трансформатор высококачественного усилителя тоже не велика. Во-первых, проектируются такие трансформаторы по несколько иным критериям, чем сетевые, во-вторых, при прослушивании музыки, даже если усилитель имеет значительную выходную мощность, средняя мощность на выходе составляет всего несколько ватт. Поэтому я не советую использовать какую-либо пропитку и тем самым ухудшать, даже незначительно, электрические параметры трансформатора. Конечно, если вы намерены слушать музыку в условиях тропического климата, планируете установить усилитель в автомобиле или предложить его рок-группе, тогда надо задуматься над пропиточным составом и способом пропитки.
Другое дело — магнитопровод трансформатора. В любительской практике часто используют витые магнитопроводы от серийных трансформаторов, которые гри разборке имеют тенденцию расслаиваться. Это не опасно, но отслоившиеся пластинки будут создавать призвуки. По возможности, их следует подклеить, но это мало что даст. Эффективный способ утихомирить трансформатор (клеить все равно надо) — перед окончательной сборкой окунуть подковы магнитопро-вода в масляный лак. Шихтованный магнитопровод тоже целесообразно прокрасить лаком.

При окончательной сборке трансформатора таким же лаком промазывают и формирующую немагнитный зазор прокладку (для ШЛ и ПЛ их соответственно три и две), толщина которой задана при расчете. Ее можно изготовить из тонкого листа электрокартона, текстолита, гети-накса или иного жесткого термостойкого материала. Очень важно обеспечить фиксацию зазора в магнитолроводе надежной стяжкой: стабильность зазора способствует минимизации нелинейных искажений самого трансформатора на низких частотах.
Изготовленный таким образом трансформатор будет иметь электрические параметры не хуже, а возможно, и лучше, чем изготовленный в заводском цехе. В условиях, близких к нормальным, такие трансформаторы работают безотказно.

Итак, сложность самостоятельного изготовления выходного трансформатора сильно преувеличена. Основные хлопоты связаны с поиском магнитопровода, намоточных проводов и сопутствуюших материалов, а не с намоткой. Залогом хороших результатов является обычная аккуратность и внимательность. Даже не имея опыта, вполне реально за неделю изготовить комплект выходных трансформаторов для стереоусилителя. Конечно, не все может получиться сразу, но под лежачий камень вода не течет, поэтому смело беритесь за работу и собирайте свой лучший ламповый усилитель.
Замечу, что теперь появилось много современных изоляционных материалов, так что применять бумагу совсем не обязательно. Использование полиэти-лентерефталатной, лавсановой пленки, армированного фторопласта, стеклоткани приветствуется; применяйте, что легче достать.
У мощных усилителей возможно появление значительного перепада напряжения на выходном трансформаторе при резком сбросе нагрузки. Если при сравнительных прослушиваниях аппаратуры вы предпочитаете делать коммутацию нагрузки на ходу, то не стоит увеличивать электрическую прочность трансформатора, проще зашунтировать его первичную обмотку подходящим варистором или разрядником на 1 кВ.

Естественно, качество трансформ тора зависит и от применяемого магнитопровода, но не следует возводить это в абсолют. В трансформаторах питания бытовой аппаратуры наиболее часто использовалась электротехническая сталь 3411. Она уступает по своим магнитным свойствам современным сталям (производители часто используют сталь 3408), но эти отличия не настолько велики, чтобы их нельзя было частично компенсировать на этапе проектирования трансформатора. На витом магни-топроводе от сетевого трансформатора можно изготовить отличный выходной трансформатор. И вообще, наблюдается любопытный парадокс. Многие производители предлагают высококачественные выходные трансформаторы, но ограничиваются приведением только их основных параметров — чистый «кот в мешке». А трансформаторы с магнито-проводами из стали 3408 и аморфного сплава — «две большие разницы»!

Наблюдается интересная тенденция: чем дальше мы отходим от «ламповой» эпохи, тем больше мифов и тумана создается вокруг выходного трансформатора лампового усилителя. Причем не только в вопросах расчета, но и его изготовления. Производителей понять можно, расхваливание своей продукции — закон рекламы, но и во множестве статей независимых авторов процесс намотки трансформатора смахивает на описание тайного обряда.

Давайте разберемся, насколько это сложно и как много времени на это требуется. Разговор пойдет о выходных трансформаторах для однотактных каскадов, а также о других трансформаторах, где не требуются высокая симметрия полуобмоток и выполнение жестких требований по условиям эксплуатации. Предполагается, что у вас есть достаточного сечения магнитолровод, намоточные провода и хотя бы примитивное приспособление для намотки катушек, снабженное счетчиком витков. Имеется в виду любая конструкция — от электрической или ручной дрели, зажатой в тисках, до согнутой резьбовой шпильки, укрепленной в двух деревянных брусках.

Изготовление катушки — дело кропотливое, но не сложное. Чертеж деталей каркаса сборной катушки из гетинак-са или текстолита с защелками показан на рисунке. На чертеже в позиции 1 — щечки; 2, 3 — пластины. Размеры h, b, у, y1и толщина деталей каркаса связаны с размерами и формой магнитопровода. Лучшим материалом для его изготовления можно считать стеклотекстолит (без фольги) толщиной 1,5…2 мм.

При изготовлении деталей оставляйте припуск на окончательную доводку при сборке. Если попытаться сразу выпилить деталь по размеру, то велика вероятность, что ничего защелкиваться не будет, а катушка развалится. У собранной катушки опилите острые углы надфилем и оберните одним-двумя слоями бумаги толщиной 0,1…0,15 мм. На изготовление катушки потребуется два-три часа.

Технологию изготовления трансформатора галетной конструкции затрагивать вообще не будем, поскольку при относительно малом числе галет она проигрывает классической конструкции с неглубоким секционированием и по коэффициенту заполнения, и по индуктивности рассеяния.
Далее начинается более интересное — намотка. Большинство любителей используют рядовую намотку, т. е. провод мотают виток к витку, и через каждый слой укладывают прокладку. Намотать таким образом без станка с укладчиком 3000-4000 витков тонким проводом — титанический труд. Возникает вопрос: а почему не намотать внавал?

Если отбросить благородное возмущение истинных аудиофилов и обратиться к первоисточникам [1, 2], то выяснится, что с коэффициентом заполнения для тонкого провода (0,15-0,4 мм) не так плохо: Г. Цыкин приводит значения 0,7…0,75, у меня получалось 0,5…0,53, что для единичных экземпляров трансформатора с секционированными обмотками вполне допустимо.
Индуктивность рассеяния практически не зависит от способа и плотности намотки. Собственная емкость обмотки (при намотке внавал) получается на 5…10 % меньше. Основной проблемой представляется пониженная электрическая прочность.

Кстати, высокие значения коэффициента заполнения позволяют сделать трансформатор меньше или в тех же габаритах получить большую индуктивность намагничивания. Это важно, так как для высококачественных устройств следует стремиться реализовать трансформатор с минимальными габаритами при заданной индуктивности первичной обмотки. Чем меньше размеры магнито-провода трансформатора, тем лучше — меньше индуктивность рассеяния при заданном секционировании.
Вернемся к обеспечению электрической прочности. В книгах все написано правильно, но большинство рекомендаций относится к серийному производству трансформаторов и соответствию их определенным стандартам. Выполнить трансформатор в соответствии с ними в домашних условиях нереально: нет ни соответствующих материалов, ни технологий. Поэтому будем исходить из двух критериев: первое — реальные условия эксплуатации, второе — неприемлемое в производстве вполне подходит при самостоятельном изготовлении единичных образцов.

Так какое же напряжение может быть на первичной обмотке трансформатора? Допустим, выходная мощность Р усилителя — 5 Вт (это немало для однотактного каскада на распространенных лампах), приведенное к первичной обмотке сопротивление нагрузки R — 2 кОм, напряжение питания Ua — 300 В и КПД трансформатора КПД- 0,85. Чтобы получить такую мощность, действующее напряжение на первичной обмотке должно быть равно:

Urms= √PR/КПД= 117B.

Соответственно его амплитуда будет равна: U rms= √2 Urms = 166 В.
С учетом напряжения питания максимальное напряжение на первичной обмотке относительно корпуса усилителя будет равно:

Uw — U + Ua — 466 В.

Это и определяет требования к межобмоточной изоляции (как правило, один конец вторичной обмотки заземлен) и изоляционным свойствам каркаса. Кабельной бумаги толщиной 0,12 мм достаточно два слоя, можно использовать конденсаторную бумагу в 4-5 слоев либо комбинацию из слоя сантехнической фторопластовой ленты и слоя писчей бумаги. Стеклотекстолитовый каркас с лихвой обеспечивает необходимую электрическую прочность.

Высококачественные выходные трансформаторы всегда выполняют секционированными, иначе не удается получить приемлемые значения индуктивности рассеяния. В простейшем случае первичную обмотку делят на две части, но лучше — на три, между которыми располагают вторичную обмотку. Возможно и более глубокое секционирование, но при этом значительно снижается коэффициент заполнения окна магнитопровода и возрастает емкость между обмотками. Из-за усложнения намотки глубокое секционирование используется довольно редко.

Остановимся на трех секциях первичной обмотки.

Минимум индуктивности рассеяния достигается при неравномерном разделении числа витков — в крайних секциях их число в два раза меньше, чем в средней. Если пренебречь активным сопротивлением обмотки, то в отсутствие сигнала все витки первичной обмотки эквипотенциальны; при максимальной мощности напряжение на частях обмотки будет пропорционально их индуктивности. Следовательно, максимальное переменное напряжение возникает на средней секции обмотки; его амплитуда равна 83 В. Пробивное напряжение изоляции обмоточного провода диаметром более 0,15 мм (ПЭТВ, ПЭВ, ПВТЛ и др.) — не менее 600 В, а число микродефектов допустимо не более 5-7 на 15 м. Для провода диаметром более 0,35 мм микродефекты вообще недопустимы. Поэтому обмотку можно мотать внавал вообще без всяких прокладок; вероятность появления короткозамкнутых витков очень мала.

Для лучшей укладки витков и повышения надежности трансформатора целесообразно через каждые 300-500 витков обмотки укладывать прокладку из конденсаторной бумаги толщиной 0,022 мм в два слоя (такую бумажную ленту можно добыть из старых бумажных конденсаторов — например, группы КБГ). Поэтому основная задача при намотке трансформатора — исключить западание витков.
Межобмоточная изоляция достигается стандартным способом — прокладку делают шире каркаса на 4-5 мм и по ее краям нарезают насечку. Это можно сделать быстро, свернув прокладку в трубку: ее край по контуру прокусывают острыми кусачками. Так как в этом случае используется более толстая и жесткая изоляция (как из условий электрической прочности, так и для возможности нормальной укладки следующей обмотки), западание витков исключено, если вы достаточно внимательны. Желательно исключить западание витков и при укладке межслоевой изоляции. Тут возникают сложности. Так как поверхность обмотки имеет неровности, то даже при наличии насечки на краях прокладки исключить западания витков не удается — провод ее стягивает. Решается этот вопрос следующим образом. На края прокладки накладывается бандаж из узкой полоски тонкой липкой бумаги (можно использовать «малярную ленту») с насечкой по краю, она удерживает прокладку от сползания (или закрывает витки, с которых прокладка уже сползла).

Итак, порядок намотки трансформатора следующий — секции первичной обмотки наматывают внавал с межслоевыми прокладками через каждые 300- 500 витков, секции вторичной обмотки — виток к витку без прокладок (при диаметре провода более 0,6 мм этот процесс сложности не вызывает). Напоминаю еще раз, что межобмоточная изоляция должна быть достаточно жесткой — витки вторичной обмотки должны ложиться ровно. При намотке секций первичной обмотки следует обеспечивать достаточное натяжение провода и стараться, чтобы поверхность обмотки была как можно ровнее. Кстати, при намотке желательно не касаться провода руками, а удерживать его кусочком тонкого фетра или мягкой замши. Намотка ведется от края до края катушки. Выводы обмоток выполняются непосредственно обмоточным проводом с надетой на него фторопластовой трубкой (тонкая трубка прекрасно тянется; растягивая миллиметровую трубочку, можно получить трубку меньшего диаметра). Если провод слишком тонкий, то для повышения механической прочности вывода провод складывают в три-четыре раза и плотно свивают. Эта косичка используется как вывод обмотки, естественно, ее начало должно быть изолировано и надежно закреплено на обмотке. Выводы из цветных проводов, конечно, красивее, но такой вариант практичнее. Конечная изоляция обмоток выполняется из двух слоев кабельной бумаги (можно и писчей).

Коэффициент заполнения окна маг-нитопровода при двух секциях первичной обмотки находится около 0,45, при трех секциях первичной обмотки — около 0,4. Это усредненные данные по результатам намотки нескольких десятков трансформаторов разной мощности.
Управиться с такой работой, в зависимости от имеющегося опыта, вполне можно за пару вечеров.
Для чего пропитывают катушку трансформатора? Основная цель — повышение электрической прочности при неблагоприятных внешних условиях, также пропитка улучшает отвод тепла из внутренних слоев катушки и повышает ее механическую прочность. Конечно, есть и обратная сторона медали, любая пропитка увеличивает собственную емкость трансформатора.
В 99,9 % случаев любительский усилитель стоит на почетном месте в комнате при практически нормальных условиях. Тепловая нагрузка на выходной трансформатор высококачественного усилителя тоже не велика. Во-первых, проектируются такие трансформаторы по несколько иным критериям, чем сетевые, во-вторых, при прослушивании музыки, даже если усилитель имеет значительную выходную мощность, средняя мощность на выходе составляет всего несколько ватт. Поэтому я не советую использовать какую-либо пропитку и тем самым ухудшать, даже незначительно, электрические параметры трансформатора. Конечно, если вы намерены слушать музыку в условиях тропического климата, планируете установить усилитель в автомобиле или предложить его рок-группе, тогда надо задуматься над пропиточным составом и способом пропитки.
Другое дело — магнитопровод трансформатора. В любительской практике часто используют витые магнитопроводы от серийных трансформаторов, которые гри разборке имеют тенденцию расслаиваться. Это не опасно, но отслоившиеся пластинки будут создавать призвуки. По возможности, их следует подклеить, но это мало что даст. Эффективный способ утихомирить трансформатор (клеить все равно надо) — перед окончательной сборкой окунуть подковы магнитопро-вода в масляный лак. Шихтованный магнитопровод тоже целесообразно прокрасить лаком.

При окончательной сборке трансформатора таким же лаком промазывают и формирующую немагнитный зазор прокладку (для ШЛ и ПЛ их соответственно три и две), толщина которой задана при расчете. Ее можно изготовить из тонкого листа электрокартона, текстолита, гети-накса или иного жесткого термостойкого материала. Очень важно обеспечить фиксацию зазора в магнитолроводе надежной стяжкой: стабильность зазора способствует минимизации нелинейных искажений самого трансформатора на низких частотах.
Изготовленный таким образом трансформатор будет иметь электрические параметры не хуже, а возможно, и лучше, чем изготовленный в заводском цехе. В условиях, близких к нормальным, такие трансформаторы работают безотказно.

Итак, сложность самостоятельного изготовления выходного трансформатора сильно преувеличена. Основные хлопоты связаны с поиском магнитопровода, намоточных проводов и сопутствуюших материалов, а не с намоткой. Залогом хороших результатов является обычная аккуратность и внимательность. Даже не имея опыта, вполне реально за неделю изготовить комплект выходных трансформаторов для стереоусилителя. Конечно, не все может получиться сразу, но под лежачий камень вода не течет, поэтому смело беритесь за работу и собирайте свой лучший ламповый усилитель.
Замечу, что теперь появилось много современных изоляционных материалов, так что применять бумагу совсем не обязательно. Использование полиэти-лентерефталатной, лавсановой пленки, армированного фторопласта, стеклоткани приветствуется; применяйте, что легче достать.
У мощных усилителей возможно появление значительного перепада напряжения на выходном трансформаторе при резком сбросе нагрузки. Если при сравнительных прослушиваниях аппаратуры вы предпочитаете делать коммутацию нагрузки на ходу, то не стоит увеличивать электрическую прочность трансформатора, проще зашунтировать его первичную обмотку подходящим варистором или разрядником на 1 кВ.

Естественно, качество трансформ тора зависит и от применяемого магнитопровода, но не следует возводить это в абсолют. В трансформаторах питания бытовой аппаратуры наиболее часто использовалась электротехническая сталь 3411. Она уступает по своим магнитным свойствам современным сталям (производители часто используют сталь 3408), но эти отличия не настолько велики, чтобы их нельзя было частично компенсировать на этапе проектирования трансформатора. На витом магни-топроводе от сетевого трансформатора можно изготовить отличный выходной трансформатор. И вообще, наблюдается любопытный парадокс. Многие производители предлагают высококачественные выходные трансформаторы, но ограничиваются приведением только их основных параметров — чистый «кот в мешке». А трансформаторы с магнито-проводами из стали 3408 и аморфного сплава — «две большие разницы»!

Каждый радиолюбитель, пожелавший собрать ламповый усилитель, сталкивается с вопросом, а какой же ТВЗ ему применить для своей конструкции?
Как рассчитать, как намотать или заказать трансформатор по расчётным данным?
Ведь в интернете он наверняка вычитал, что ТВЗ – это чуть ли не самый главный элемент всего устройства. И от его качества и параметров зависит в целом качество звука всего усилителя.

Так какие же параметры важнее всего в выходном трансформаторе? Как их рассчитать?
Этому и будет посвящена данная статья.
В ней нет ничего нового. Все данные для расчётов взяты из учебников 50 х годов прошлого столетия. А я лишь постараюсь «простым , доступным языком», изложить их здесь с учётом того, что современные носители звука используют полный звуковой диапазон от 20 Гц до 20 кГц, а наш усилитель и ТВЗ в том числе должен с запасом как вниз, так и вверх перекрывать этот диапазон.

Итак, Его величество – выходной трансформатор.
Какие же параметры выходного трансформатора главней всего?
Да практически все. Это:

– Активные сопротивления первичной и вторичной обмоток r1 и r2,

– полное сопротивление анодной нагрузки, т.е. нагрузка, на которую будет нагружена лампа во время работы с вашим ТВЗ и подключенной к нему акустикой.

– а – коэффициент «альфа», отношение Ra/ Ri, сопротивления нагрузки к внутреннему сопротивлению лампы в рабочей точке.

– L – индуктивность первичной обмотки,

– Ls – индуктивность рассеяния,

– n – коэффициент трансформации

– Rвых – выходное сопротивление усилителя, определяется внутренним сопротивлением выбранной лампы и параметрами выходного трансформатора.

– Кд – коэффициент демпфирования. Отношение Rн / R вых. Сопротивления нагрузки (динамика) к выходному сопротивлению усилителя.Чем он больше, тем лучше, и при определённых значениях и более, ваш усилитель будет одинаково хорошо звучать с любой по сложности импеданса акустикой.

Итак, для примера я выбираю лампу 300В одного из производителей. Её предельно допустимые электрические параметры следующие:
Ua = 450 вольт,
Ia = 100 ma.
На её ВАХах с помощью программы «TubeCurve» строю нагрузочную линию (обозначена красным).

Согласно своим желаниям. Определяю режим работы лампы.

Pout = 6,304 watt,

КНИ = 2,586%.
Не превышает предельно допустимых.

Это можно проделать и вручную, распечатав ВАХи принтером на листе бумаги.
Определяем коэффициент «Альфа» = а – коэффициент нагрузки.
а = Ra / Ri = 5,99 kOm / 0,67 = 8,94

Многие могут возразить: Ведь коэффициент «Альфа» выбирается 3 – 5 Ri.
Отвечу: альфа = 3 – не «хайэнд», альфа = 5-7 – неплохо, альфа = 9-10 – для особых гурманов.
Не причисляю себя к особым гурманам, поэтому выбрал режим неплохой, но очень близкий к последним.
Если вы заметили, я ещё данным режимом потерял немного выходной мощности.
Лампа 300В обычно без труда выдаёт 8 ватт при анодной нагрузке 2,5 – 3 кОм.
Хочу заверить, что потеря мощности ввиду увеличения анодной нагрузки, практически не заметна по слуховым ощущениям. Да и на 6 ватт мне вряд ли когда доведётся эту лампу слушать.

Далее: определяем коэффициент трансформации .

Сопротивление моей нагрузки (динамика) Rn = R2 = 8 Ом.
Отсюда n = √ 8 / 5990 = 0,0365, или Ктр = 27,36.

Расчёт целесообразней всего начинать от КПД – коэффициента полезного действия.
Многие именитые могут заявить: «Да плевать нам на этот КПД, подумаешь, потеряем немного выходной мощности, мы в «хайэнде» за мощностью не гоняемся!»
При этом забывают, что КПД зависит напрямую от активных сопротивлений r1 и r2, это во-первых, а во-вторых – от этих же сопротивлений зависит R вых оконечного каскада усилителя.
Чему же равен КПД? (η)

Вычисляем: КПД = 27,36 * 27,36 * 8 Om / 5990 Om =0,99.
Пусть вас не пугает эта цифра. Она говорит только о том, что мы на правильном пути.
Пугать должна цифра 0,85 или даже 0,8. А мы, от идеального трансформатора перейдём к более реальному и зададимся КПД = 0,95. Можно взять и больше, но габариты такого трансформаторы будут неимоверно увеличиваться в размерах. О чём каждый может потом посчитать.

Леонид Пермяк с «Хаенд – борды» составил и любезно предложил график определения R вых. % выходного сопротивления усилителя от КПД трансформатора и выбранного коэффициента «Альфа».

Тогда, при КПД = 0,95 и «Альфа» = 0,89 R вых = 17% от нагрузки 8 Ом.
R вых = 1,36 Ом. И это очень хорошее значение для нагрузки 8 Ом.
Хочу отметить, что этот результат не точный. Он прикидочный, чего нам ожидать.
После вычисления активных сопротивлений первичной и вторичной обмоток, получим более точный результат выходного сопротивления.
Кд (коэффициент демпфирования) при этом будет = 8 / 1,36 = 5,88.

Для нагрузки 4 Ом, R вых. Должно быть меньше 1 ома.
А как же нам получить эти 1, 36 Ом . Для этого вычислим максимально допустимое сопротивлений первичной r1 и вторичной r2 обмоток.

r1 = 0,5 * 5990 * (1 – 0,95) = 149, 75 Ом. Вполне выполнимая задача. И она благодаря высокому выбранному Ra – сопротивлению анодной нагрузки.

r2 = 0,5 * 8 * (1 – 0,95) / 0,95 = 0,21 Ом.

Итак, максимально допустимые активные сопротивления первичной и вторичной обмоток равны 149,75 Ом и 0,21 Ом соответственно. Меньше эти значения могут быть. Это приведёт к улучшению параметров всего ТВЗ. А увеличение этих значений – к ухудшению.

Теперь можно вычислить, какое будет R вых. усилителя.

R вых. = 0,21 + (670 Ом + 149,75 Ом)/ 27,36 ² = 1,17 Ом. Замечательный результат.
Выходное сопротивление уменьшилось, значит увеличится коэффициент демпфирования.
Далее вычисляем минимально необходимую индуктивность первичной обмотки L1 для нижней частоты. Для этого воспользуемся формулой сопротивления эквивалентного генератора для нижней частоты.

r1 – активное сопротивление первичной обмотки;

r2 – активное сопротивление вторичной обмотки;

r’2 = r2 * Ктр² – активное сопротивление вторичной обмотки, приведённое к первичной цепи;
R’2 = R2 * Ктр² – сопротивление нагрузки, приведённое к первичной цепи.
R2 – сопротивление нагрузки (динамика). Вычисляем Rэн.

(Ri + r1) = 670 + 149,75 = 819,75
r’2 = 0,2 * 27,36 2 = 149,71
R’2 = 8 * 27,36 2 = 5988,56
(r’2 + R’2) = 6138,27
тогда,
Rэн = 819,75 * 6138,27 / 819,75 + 6138,27 = 723,17 Ом.

Вычисляем минимально необходимую индуктивность первичной обмотки L1.

Приняв Fн=10Гц и спад на этой частоте -3 дБ (выражение под квадратным корнем при спаде – 3 дБ = 1, Мн – коэффициент частотных искажений ), вычисляем минимально допустимую индуктивность первички:

L1 = 723,17 / 6,28 * 10 = 11,52 Гн. Округлю до 12 Гн.

Кто-то может возразить, что уж больно мала получилась индуктивность первичной обмотки. Она должна быть как минимум раза в 3 больше. Но, параллельно первичке (и приведённой к ней нагрузке) у нас прежде всего подключено Ri лампы, равное в данном случае 670 Ом. И оно хорошо демпфирует первичку, от которой теперь уже не требуется большой L1.

Потому-то я и старался применить лампу с маленьким Ri – чтобы не потребовалось большой индуктивности и многих витков первички.
Применённая мной формула Rэн есть выражение для двух параллельно соединённых сопротивлений – Ri и Ra c учётом паразитных активных сопротивлений.

Однако, в этой бочке мёда есть и ложка дёгтя. И выражается она в том, что норма на спад величиной -3 дБ слишком слабая. Дело в том, что если на какой-то НЧ-частоте такой спад, то ощутимый спад начинается где-то на декаду выше этой частоты, т.е., если такая норма заложена на частоте 10 Гц, то начало спада – где-то на 100 Гц.
Вот картинка, только из очень древней книги:

Именно поэтому, для того, что бы получить «полноценную» частоту 40 Гц, многие ГУРУ, рассчитывают ТВЗ для нижней частоты Fн = 5 – 6 Гц.
Не буду пересчитывать на Fн = 5 Гц и продолжу расчёт как задумал. А каждый желающий может это проделать самостоятельно, и посмотреть что из этого вышло.

Russian HamRadio — Особенности конструирования современных ламповых УЗЧ.

В последнее десятилетие наблюдается интерес к ламповым усилителям звуковых частот. В данной статье более подробно познакомить с некоторыми особенностями конструирования современных ламповых усилителей для высококачественного звуковоспроизведения. Возобновлению интереса аудиофилов и радиолюбителей к ламповым усилителям способствовала принципиально новая концепция конструирования ламповых УЗЧ, существенно отличающаяся от принципов построения «старых» усилителей и в чем-то диаметрально противоположная «старым» представлениям. То, что прежде ставилось во главу угла при создании массовой бытовой звуковоспроизводящей аппаратуры, теперь вообще отметается как третьестепенное.

Среди требований, предъявлявшихся в свое время к низкочастотной части любых радиотехнических устройств, главнейшим была экономичность. От усилителя требовалось минимально возможное потребление от источника питания. В жертву этому приносилось многое: для оконечного каскада, например, режим класса

А расценивался как неэкономичный, а классу АВ2 отдавалось предпочтение перед классом АВ1 всюду, где это позволял заданный уровень искажений.

На втором месте стояли требования к весу и габаритам основных узлов УЗЧ, в первую очередь — выходных и переходных трансформаторов. За ними стояли требования к максимальной технологичности производства, особенно намоточных узлов, и простоте монтажа. Число ламп и деталей в УЗЧ в идеале должно быть минимально, а о том, чтобы использовать детали с пятипроцентным допуском

, не могло быть и речи.

В современной концепции высококачественного звуковоспроизведения качество современного лампового усилителя выделяется как основное его преимущество. Все остальное, без сожаления, приносится в угоду этому показателю. Такие понятия, как экономичность, вес, габариты, стоимость, сложность производства, признаются не только несущественными, но, вообще, и не заслуживающими внимания. Никакие технологические трудности не считаются препятствиями. Сам процесс конвейерной сборки ставится под сомнение, и повторяемость двух сошедших друг за другом с конвейера аппаратов признана необязательной. Об использовании деталей с параметрическим допуском в ±5%, как и прежде, не может быть и речи, но уже по другой причине: большинство резисторов должно иметь отклонение от номинала не более ±1%.

В выходном трансформаторе точность намотки первичных обмоток ограничивается половиной или даже четвертью (!) витка, и разброс значений их индуктивности должен быть минимальным. Что касается размеров выходных трансформаторов, то приветствуется подход: «чем больше — тем лучше».

Рис.1.

Из всех классов усиления по режиму ламп отдается предпочтение классу А, даже если речь идет об оконечных каскадах мощностью в 50 или 100 Вт. Использование в усилителях полупроводниковых приборов объявляется нежелательным, при этом даже в выпрямителях кенотронам отдается предпочтение перед кремниевыми диодами. Последние в виде исключения допускается использовать в выпрямителях цепей накала ламп.

Каждый изготовленный экземпляр усилителя подвергается индивидуальной регулировке и настройке наподобие концертного рояля, при этом индивидуальный отбор и подбор ламп считается само собой разумеющимся. В отношении выбора типов ламп для оконечных каскадов считается нормальным остановиться на таких «доисторических» триодах прямого накала, как 2АЗ, если их параметры удовлетворяют требованиям конструктора рис.1..

Даже из уже сказанного становится ясно, что говорить при этом о таких понятиях, как экономичность или себестоимость подобных УЗЧ просто не имеет смысла. Действительно, «средний» по параметрам УМЗЧ с выходной мощностью 20 Вт может потреблять от сети 120… 150 Вт и стоить без акустической системы 1500…2000 долларов.

Рис.2.

Для радиолюбителей, решивших попробовать себя в этой области конструирования, очень многое на первых порах будет казаться если не странным, то трудно объяснимым.

В этой связи следует обратить внимание на специфические особенности конструирования современных ламповых УЗЧ.

Эта статья посвящена вопросам выбора радиоламп для современных любительских ламповых усилителей с учетом возможностей отечественного рынка радиокомпонентов.

Разделим лампы на три группы: лампы для оконечных и драйверных (предоконечных) каскадов; лампы для каскадов предварительного усиления; лампы для выпрямителей.

В первой группе при работе в классе А используются только триоды с достаточно линейной анодно-сеточной характеристикой, а также мощные лучевые тетроды или (реже) пентоды, обеспечивающие получение нелинейных искажений не более 0,5% в ультралинейной схеме включения (также в классе А) рис.2..

Нет смысла перечислять все типы ламп, используемых в оконечных каскадах западными фирмами, поскольку возможность приобретения их отечественными радиолюбителями крайне маловероятна. Тем не менее, учитывая возросшие возможности международной торговли, укажем для отечественных ламп их американские и европейские аналоги.

• 2СЗ (американский аналог 2АЗ) — мощный триод двухвольтового прямого накала, обеспечивающий в двухтактном трансформаторном каскаде в классе А полезную мощность не менее 20 Вт.

• 6С4С — почти полный аналог лампы 2СЗ, но с шестивольтовым прямым накалом.

• 6С6С (американский аналог 6B4-G [1]) — аналог лампы 2АЗ, но с косвенным шестивольтовым накалом.

Эти три типа триодов сегодня используются в оконечных каскадах почти всеми зарубежными фирмами, выпускающими ламповые УЗЧ. Учитывая возможные трудности в приобретении именно этих ламп, для радиолюбителей можно рекомендовать некоторые отечественные триоды — 6С19П [2] и 6С56П [3]. Эти лампы предназначены в основном для электронных стабилизаторов напряжения, но они вполне пригодны для оконечных каскадов УЗЧ. При этом у этой группы триодов есть немаловажное преимущество: они работают при более низком анодном напряжении.

Вследствие этого в выпрямителе блока питания можно обойтись без дефицитных и крупногабаритных оксидных (электролитических) конденсаторов на рабочее напряжение 300—350 В. При необходимости большей выходной мощности УМЗЧ вполне допустимо в каждом плече двухтактного каскада (называемого также «пушпул» или РР в англоязычной аббревиатуре) использовать по две параллельно включенные лампы.

К этой же группе оконечных триодов можно отнести и отечественную лампу 6Н13С (полный аналог американской 6AS7-GT), каждый из двух ее триодов допускает мощность рассеяния на аноде до 13 Вт. Он работает при низком анодном напряжении (90 В). Если оба триода одного баллона соединить параллельно, то, используя в оконечном каскаде две такие лампы, можно получить полезную выходную мощность не менее 20 Вт.

Более скромным представляется выбор мощных лучевых тетродов и оконечных пентодов для выходного двухтактного каскада по ультралинейной схеме включения (в обычной схеме включения они вряд ли пригодны для современных УМЗЧ). Здесь самыми лучшими можно считать немецкие лампы EL-34 и EL-12 [1]. Полным отечественным аналогом первой из них (если не говорить о качестве) является лампа 6П27С, аналога второй нет среди отечественных и американских ламп.

Наконец, допустимо использовать специально предназначенную для схем кадровой развертки цветных телевизоров лампу 6П41С. Что же касается выходных ламп для строчной развертки телевизоров, они в силу своих специфических особенностей для оконечных каскадов УМЗЧ малопригодны из-за крайне низкого КПД в классе А.

Если радиолюбителя устроит неискаженная выходная мощность в 10 Вт (обычно достаточная для жилой квартиры), лучше всего применить самый распространенный в свое время в мировой и отечественной практике оконечный пентод типа EL-84, аналогом которого была отечественная лампа 6П14П (6П14П-В).

Значительно проще обстоит дело с группой ламп для фазоинверсных, предоконечных каскадов и каскадов предварительного усиления. Абсолютное большинство западных производителей современных ламповых УЗЧ ограничивают их номенклатуру четырьмя типами. Два из них являются представителями более «древних» серий. Это американские восьмиштырьковые («октальные») двойные триоды типов 6SN7-GT и 6SL7-GT, аналогами которых были очень широко распространенные в свое время отечественные лампы 6Н8С и 6Н9С. Два других представляют западноевропейские двойные триоды пальчиковой серии ЕСС-87 и ЕСС-83, к которым весьма близки отечественные лампы 6Н1П и6Н2П.

Кроме того, специально для входных (первых) каскадов предварительного усиления можно рекомендовать не применявшиеся прежде для этой цели высокочастотные одиночные триоды типов 6СЗП и 6С4П, предназначенные для усиления и генерирования сигналов СВЧ. Такие триоды характеризуются весьма низким уровнем собственных шумов (эквивалентное сопротивление внутренних шумов — не более 170 Ом) и ничтожными токами утечки в цепи накал-катод.

Это обстоятельство чрезвычайно важно для достижения общего уровня собственного фона и шумов УЗЧ примерно до -70…-80 дБ. Более подробно о причине возникновения фона в первом каскаде усилителя будет рассказано в части, посвященной конструированию конкретных УЗЧ.

И, наконец, третья группа — лампы для выпрямителей. На первый взгляд может показаться абсурдным применение кенотронов в наши дни, когда имеется большая номенклатура полупроводниковых диодов и диодных сборок, не только полностью заменяющих кенотроны, но и обладающих несравненно лучшими показателями по экономичности.

Тем не менее, ни одна западная фирма не использует в источниках питания полупроводниковые приборы, отдавая предпочтение лампам. Плавное нарастание тока кенотрона после включения позволяет простым способом предотвратить появление высокого напряжения на анодах ламп (в первую очередь, мощных) до тех пор, пока их катоды не прогреются до температуры, обеспечивающей возникновение довольно плотного «электронного облака». Пренебрежение этим условием очень скоро приводит к так называемому «отравлению» катодов мощных ламп, их преждевременному старению и выходу из строя.

Ассортимент используемых кенотронов сравнительно невелик и включает в себя следующие типы: 5ЦЗС, 5Ц8С, 5Ц9С. Из американских ламп более употребляемы 5U4G, 5Y3G, 5V4G, а из западноевропейских — EZ-12 [3].

Чтобы закончить лишь слегка затронутую тему о лампах, добавим, что для ламп всех каскадов (а особенно оконечных) нужно применять только керамические, а не пластмассовые панельки. Что же касается ламп предварительных каскадов усиления, то их панельки должны иметь выступающий фланец, на который снаружи надевают металлический цилиндрический экран, защищающий лампу от внешних наводок. Для лампы входного каскада желательно использовать экран, защищающий и от магнитных наводок (его можно сделать самостоятельно из листовой оцинкованной стали).

В отличие от транзисторного усилителя, в ламповой конструкции, как правило, есть необходимость в выходном трансформаторе, согласующем низкое активное сопротивление нагрузки со сравнительно высоким внутренним сопротивлением лампы. Выходной трансформатор также отделяет полезную переменную составляющую сигнала от ненужной постоянной составляющей.

Практика создания большого числа ламповых УЗЧ и анализ их работы показали, что именно трансформаторы являются основным источником нелинейных и частотных искажений и, по существу, ограничивают как полосу пропускания усилителя, так и минимально достижимое значение КНИ. И многое существенно зависит от их конструкции.

Многие современные УЗЧ выполняются с двухтактными оконечными каскадами и работают в очень широком диапазоне частот — 20 Гц…20 кГц. Отношение граничных частот составляет 1:1000, что создает принципиально различные, а порой и противоречивые, взаимоисключающие условия работы трансформатора и, следовательно, предъявляемые к нему требования.

В чем суть этих противоречий? Для некоторой средней частоты рабочего диапазона (скажем, 1 кГц) индуктивное сопротивление первичной обмотки трансформатора много выше ее активного сопротивления, определяемого исключительно длиной и диаметром обмоточного провода.

Например, для типичного трансформатора промышленного лампового радиоприемника индуктивность первичной обмотки находится в пределах 10…15 Гн, а активное сопротивление — примерно 500…800 Ом. На частоте 1 кГц индуктивное сопротивление такой обмотки (XL) составляет 62 кОм, поэтому активным сопротивлением обмотки, включенным последовательно с ее индуктивным сопротивлением, можно просто пренебречь — потери на нем составляют около 1 %.

Однако на крайней нижней частоте рабочего диапазона (а она даже в самых лучших и дорогих моделях ламповых радиоприемников оказывалась в пределах 60…80 Гц) индуктивное сопротивление обмотки составляло всего 3,5 кОм, поэтому на активной составляющей полного сопротивления обмотки теряется уже 20 % полезного сигнала.

Если же мы захотим сегодня использовать такой трансформатор в современном усилителе, где нижняя граница рабочего диапазона составляет как минимум 20 Гц, то на этой частоте потери сигнала достигнут уже 70 %, т. е. сигнал с частотой 20 Гц воспроизвести, вообще не

удастся.

Так что же надо делать, чтобы решить эту проблему? Ответ очевиден: необходимо увеличивать индуктивность первичной обмотки и уменьшать ее активное сопротивление. Увеличения индуктивности можно достигнуть увеличением числа витков обмотки и снижением потерь в магнитопроводе трансформатора. Но с увеличением числа витков растет и активное сопротивление обмотки. Снизить сопротивление обмотки при увеличении числа ее витков можно только одним путем — увеличением сечения (диаметра) обмоточного провода, но

для размещения обмотки на каркасе потребуется больше места, что повлечет за собой увеличение габаритов трансформатора.

Какие же реальные значения индуктивности первичной обмотки и ее активного сопротивления (г) можно считать приемлемыми для современного УМЗЧ с нижней границей полосы пропускания 20 Гц? Если задаться максимальным допустимым значением потери сигнала на нижней частоте диапазона в 10 %, то расчеты дают значение индуктивности L = 40 Гн.

Реактивное и активное сопротивления:

XL — 2p fL = 6,28-20-40 = 5 кОм; г = 0,5 кОм (при условии г = 0,1 XL).

Конструктивный расчет такого трансформатора (для двухтактного каскада первичная обмотка состоит из двух секций) дает значения в интервале 1500— 2500 витков провода ПЭЛ или ПЭВ 0,44—0,51 мм для первичной обмотки и 50—150 витков провода диаметром 0,8—1,2 мм — для вторичной. Чтобы эти обмотки разместились на каркасе, размеры его «окна» должны быть около 20×50 мм, что приводит к необходимости применять трансформатор с сечением магнитопровода не менее 10 см2 для усилителя с выходной мощностью 10… 15 Вт. Для усилителей с выходной мощностью в 40 Вт сечение соответственно увеличивается до 15… 18 см2.

Чтобы эти цифры у радиолюбителя связались с реальными представлениями о трансформаторах, напомним, что такой пакет железа (сечением 30×63 мм) имел трансформатор питания телевизора «Рубин-102» мощностью в 150 Вт! Такова сегодня цена за реальную нижнюю границу полосы пропускания усилителя в 20 Гц.

Теперь поговорим о цене различия в параметрах двух половинок первичной обмотки выходного трансформатора двухтактного УМЗЧ, намотанных традиционным, неизменно применявшимся в промышленном производстве способом. На каркас вначале наматывали одну половину первичной обмотки, затем следовал один или несколько слоев изоляции, а после нее наматывали вторую половину обмотки. При этом длина первого витка (у основания каркаса) была значительно меньше длины последнего витка второй половины обмотки, и их сопротивление оказывается различным. К этому следует добавить, что и индуктивности обеих половинок обмотки окажутся неодинаковыми, поскольку в формулу индуктивности многослойной цилиндрической катушки входят диаметры нижнего и верхнего витков, а они для двух половинок обмотки окажутся разными.

Не загружая читателя громоздкими вычислениями, отметим, что при общем сопротивлении 500 Ом нижняя половинка обмотки имеет сопротивление 200, а верхняя — 300 Ом. Примерно такая же разница получается и для других паразитных параметров этих половинок (индуктивность рассеяния, межвитковая емкость обмоток).

Даже приближенный расчет приводит нас к интересному результату. Если в оконечном каскаде применены два триода с анодным током 100 мА каждый при напряжении источника

120В (например, лампы 6С19П), то в результате падения напряжения на постоянном активном сопротивлении обмоток разница в напряжении на анодах двух ламп составляет около 10 %. На низких же частотах, когда индуктивное сопротивление обмоток начинает шунтировать нагрузку, разница в индуктивности половинок обмотки приводит к асимметрии и увеличению нелинейности мощного каскада. Аналогичные нарушения симметрии возникают и в области высоких звуковых частот.

Таким образом, при «классической» технологии намотки трансформатора и равенстве числа витков двух половинок первичной обмотки сопротивления и индуктивности будут различаться, что, конечно же, исключает возможность получения нелинейных искажений менее 1 %.

В результате следует вывод: требования, предъявляемые к конструкции трансформаторов, отнюдь не являются чрезмерными, и при изготовлении трансформаторов нужно точно выполнять указания и рекомендации.

Рис.3.

Теперь перейдем к практической стороне дела и начнем с выбора магнитопровода для выходных трансформаторов. С учетом ранее упомянутых особенностей трансформаторов двухтактных УМЗЧ и для удобства намотки лучше использовать ленточные разрезные магнитопроводы стержневого типа (ПЛ, см. рис.3.). На каждом из двух стержней размещают два одинаковых каркаса с двумя одинаковыми обмотками (одноименными выводами в одну сторону), практически с одинаковыми электрическими параметрами.

Намотка каждой из двух катушек в этом случае не требует никаких специальных технологических приемов и осуществляется на обычном намоточном станке с укладчиком, позволяющим получить плотную рядовую послойную намотку «виток к витку».

Наматывать катушки «внавал» совершенно недопустимо. Поверх половинки первичной обмотки на каждой из двух катушек наматывается таким же образом половина витков вторичной обмотки, а после сборки трансформатора обе половины как первичной, так и вторичной обмоток соединяют последовательно. Такой трансформатор отличается симметрией частей его обмоток и имеет незначительные внешние поля рассеяния. Надо заметить, что концы секций первичной обмотки следует подключать к источнику питания, а начала — к анодам ламп.

Паразитные связи в трансформаторе при этом минимальны. Впрочем, вполне возможно изготовить хороший выходной трансформатор и на броневом магнитопроводе, набранном из отдельных Ш-образных пластин, однако его изготовление окажется более трудоемким и потребует выполнения дополнительных операций.

Первая трудность на этом пути связана с самим магнитопроводом. Для трансформаторов звуковых частот пригодны пластины толщиной не более 0,35 мм. Собрав пакет необходимой толщины, следует прибавить к нему еще не менее 10 % дополнительных «резервных» пластин (и перемычек тоже) про запас. Все пластины и перемычки, проверенные на отсутствие заусенцев и зазубрин, необходимо с двух сторон покрыть из пульверизатора тонким слоем нитрокраски или жидкого цапонлака, после чего тщательно высушить.

Для трансформатора с броневым магнитопроводом необходим секционированный каркас. Скорее всего, из готовых промышленных изделий ни один не подойдет, особенно если он неразборный. Но прежде чем приступить к самостоятельному изготовлению каркаса, нужно остановиться на одном из трех вариантов намотки, показанных на рис. 4.

Вариант «а» предполагает каркас, разделенный точно пополам дополнительной внутренней щечкой на всю высоту окна. В этом случае в каждой секции наматывается по одной половинке первичной обмотки, поверх которой после нескольких слоев изоляции (кабельной бумагой или лакотканью) в каждой секции укладывается ровно половина витков вторичной обмотки. Секции первичной и

вторичной обмоток соединяются между собой последовательно.

В варианте «б» средняя щечка делается меньшей высоты — вровень с половинками первичной обмотки. После их намотки укладывают 2—3 слоя изоляции (кабельной бумаги) во всю ширину каркаса и сверху, также во всю ширину каркаса, наматывают без разрыва всю вторичную обмотку.

И наконец, вариант «в» предусматривает разделение каркаса на три секции. В двух крайних секциях наматывают половинки первичной обмотки, а в средней — всю вторичную обмотку. Электрически все три варианта равноценны, поэтому конструктор может остановить свой выбор на любом из них. Для сохранения свойств, достигаемых в двухкатушечных конструкциях трансформаторов, секции первичной обмотки следует наматывать в разных направлениях, тогда концы секций, как и в двухкатушечном варианте, можно соединить с источником питания, а начала — с анодами ламп.

Пластины магнитопровода собирают встык, без зазора, поскольку в двухтактных схемах подмагничивание постоянным током отсутствует. Полностью собранный трансформатор желательно подвергнуть влагозащитной обработке, можно даже в домашних условиях. В железной банке или любой другой подобной посуде, внутри которой может поместиться целиком или хотя бы наполовину выходной трансформатор, нужно растопить и хорошо прогреть свечной воск, парафин, стеарин или промышленный церезин. Трансформатор опускают в расплав и выдерживают в нем, подогревая 2…3 мин. Если в банке уместилась только часть трансформатора, следует перевернуть его и снова «проварить» 2…3 мин. Пропитанный трансформатор надо извлечь и дать стечь лишнему воску.

После остывания до комнатной температуры застывшие потеки, если они мешают креплению трансформатора, можно осторожно удалить деревянной или пластмассовой лопаточкой (но не стальным ножом!). Готовый трансформатор желательно поместить в металлический кожух—экран, чтобы исключить воздействие его электрических и магнитных полей на лампы, открытую печатную плату, регуляторы и соединительные провода; это предотвратит неконтролируемые паразитные обратные связи.

Секционирование обмотки полезно и при изготовлении выходного трансформатора однотактного усилителя (мощного или предварительного каскада). При конструировании трансформаторов следует руководствоваться следующим:

1. Магнитопроводы из высококачественной трансформаторной стали уменьшают искажения и потери во всей полосе частот, уменьшают габариты и паразитные параметры обмоток (индуктивности рассеяния и емкости между обмотками).

2. Секционирование вторичной обмотки позволяет подобрать наиболее оптимальное сопротивление нагрузки последовательно-параллельным соединением частей обмотки.

3. Обмотки трансформатора допустимо наматывать только виток к витку, плотно укладывая от щечки до щечки каркаса.

4. После каждого слоя обмотки нужна изоляционная прокладка из тонкой

(папиросной или конденсаторной) бумаги, чтобы витки следующего ряда не проваливались около щечек каркаса в нижние слои.

5. Применение обмоточных проводов большего, чем указано в описании, диаметра неоправдано. Использование провода соседнего типономинала с меньшим диаметром заметно не влияет на параметры усилителя, но обеспечивает размещение всех обмоток в окне каркаса.

В качестве примера приведем конструктивные и электрические данные выходного трансформатора для усилителей, использующих в двухтактном оконечном каскаде по ультралинейной схеме лампы ЕL-34(6П27С). Этот же трансформатор вполне можно применять вместе с лампами ЕL-84(6П14П). Однако следует сразу предупредить, что точное повторение приводимых данных с точностью до одного витка и использование рекомендованных диаметров намоточного провода не всегда может оказаться оправданным, а в отдельных случаях привести к тому, что все обмотки не уместятся в окне каркаса.

Причина проста: используемые разными радиолюбителями пакеты магнитопроводов могут иногда сильно различаться по качеству трансформаторной стали, что приводит к разной величине индуктивности при абсолютно одинаковом числе витков катушек и, следовательно, к неоптимальному режиму оконечных ламп по отдаваемой неискаженной мощности.

Что касается заполнения окна обмотками, то здесь различие может оказаться еще больше, так как оно зависит от применяемых обмоточных проводов (ПЭТВ-2, ПЭЛ, ПЭВ-1, ПЭВ-2 и т. д.), имеющих при одном и том же диаметре по меди (например, 0,2 мм) разный наружный диаметр 0,215…0,235 мм.

Отклонение возможно и из-за числа слоев и толщины изоляции между слоями и обмотками — применимы папиросная, конденсаторная, кабельная бумага, лакоткань, мелованая бумага, ватман. Заполнение ухудшается при уменьшении плотности намотки и силы натяжения провода, а также полноты заполнения каждого слоя намотки витками.

А теперь о конструкции выходного трансформатора для усилителя мощности с лампами 6П27С.

Рис.4.

Магнитопровод — Ш-образный броневой УШ-32 (сталь 1513, 1514, толщина пластин 0,35 мм), толщина пакета — 40 мм, сечение — 12,8 см2, размер окна (без учета толщины его стенок) — 32×80 мм.

Полезное сечение, используемое для размещения обмоток, — не менее 21 см2, рабочая ширина одного слоя намотки — не менее 76 мм.

Выбор конструкции каркаса (см. рис. 4) и способа намотки определяется самим радиолюбителем. Каждая половина первичной обмотки содержит по 1200 витков провода ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,44 мм. Отвод для подключения экранирующей сетки от 500-го витка.

Однако для любителей-экспериментаторов рекомендуем сделать три отвода: от 500-го, 600-го и 700-го витков с тем, чтобы иметь возможность подобрать в процессе регулировки усилителя оптимальный режим работы оконечного каскада — максимальной выходной мощности при заданном уровне нелинейности (спектра гармоник).

В этом трансформаторе при плотной рядовой намотке и использовании каркаса с двумя секциями (одна перегородка посредине) в одном слое первичной обмотки умещается примерно 75 витков, а вся обмотка потребует 16 рядов и с учетом толщины и числа слоев изоляции займет чуть меньше половины сечения окна.

В оставшейся части окна размещают вторичную обмотку (по одной половине в каждой секции). Первичную и вторичную обмотки разделяют 2—3 слоя толстой кабельной бумаги, которую вполне можно заменить полосками чертежного ватмана или мелованной бумаги.

Рис.5.

Бумажные полоски для межслойной изоляции нужно вырезать на 4 мм шире внутреннего размера окна каркаса, и по обеим сторонам ленты ножницами сделать надрезы глубиной по 2…3 мм через каждые 3…5 мм, как это показано на рис. 5.

При намотке такой ленты ее края загибаются, что полностью и надежно предотвращает западание крайних витков в нижележащие слои, позволяя использовать для намотки полную ширину окна.

Вторичная обмотка содержит 120 витков провода ПЭВ или ПЭЛ диаметром 1 мм и разбита на 8 частей (секций). В каждой половинке окна наматывают 4 секции по 15 витков (всего по 60 витков).

Таким образом, всего из катушки может выходить много выводов. Чтобы не запутаться в них, до начала намотки в щечках каркаса в определенных местах нужно просверлить отверстия для выводов проводов. Каждое из них следует пронумеровать, и в процессе намотки помечать на листе бумаги соответствие выводов и отводов обмоток номерам отверстий на каркасе.

После окончания намотки всего трансформатора нужно нарисовать на бумажном листочке размерами 30×70 мм схему трансформатора и проставить на ней номера соответствующих выводов. Этот паспорт нужно приклеить на видимую выступающую часть каркаса, защитив его сверху полоской прозрачной липкой ленты типа «скотч» соответствующей ширины. Впоследствии эта информация может оказаться полезной.

Динамический диапазон воспроизведения — один из важнейших показателей любого высококачественного аудиотракта. Динамический диапазон усилителя в первую очередь определяется уровнем собственных шумов самого усилителя. Эти шумы складываются из трех составляющих:

— остаточного «фона» (пульсаций) на выходе выпрямителя при наибольшем токе потребления;

— собственных шумов усилительного элемента и резисторов на входе усилителя;

— внешних и внутренних наводок на сигнальные цепи.

Для снижения уровня пульсации в цепях питания до требуемого уровня увеличивают емкости оксидных конденсаторов фильтров, вводят дроссель в фильтр питания. Кроме того, применяют специальные узлы и компоненты — электронный стабилизатор напряжения на выходе выпрямителя, дроссели с компенсационной обмоткой или настройкой контура в резонанс на частоту пульсации.

Чтобы снизить влияние второго фактора, для входного каскада выбирают лампы с минимальным паспортным значением собственных шумов. Для питания нити накала следует использовать постоянный ток от отдельного выпрямителя с пониженным до 6В напряжением на выходе, создавать защитную разность потенциалов между катодом и нитью накала ламп предварительных каскадов. В связи с последней рекомендацией рассмотрим способ снижения фона с частотой 50 Гц, возникающего в цепи подогреватель— катод первой лампы.

Рис.6.

У электронной лампы между нитью накала и катодом (рис. 6,а) всегда имеется сопротивление утечки Rут.

Благодаря имеющемуся на катоде положительному напряжению относительно общего провода (шасси), соответствующему напряжению автоматического смещения +2В, участок подогреватель — катод можно рассматривать как открытый диод с внутренним сопротивлением, равным Rут, величина которого колеблется от сотен до тысяч килоом.

Примем это сопротивление равным 470 кОм (на рис. 5,6 показана эквивалентная схема цепи накал—катод). Естественно, что через этот диод по цепи обмотка накала — промежуток подогреватель—катод — резистор автоматического смещения потечет ток и напряжение на обмотке (6,3 В) окажется поделенным на сопротивлениях Ryт, и Rк в отношении 1000:1. На резисторе автоматического смещения окажется паразитное переменное напряжение примерно 0,0063 В.

Это напряжение усиливается всеми последующими каскадами и создает на выходе усилителя заметное напряжение фона. Если учесть, что чувствительность УЗЧ обычно составляет 100…200 мВ, то номинальный уровень полезного сигнала всего лишь в двадцать-тридцать раз больше паразитного фона.

Рис.7.

Проводимость паразитного диода подогреватель—катод можно устранить, создав на нити накала положительный потенциал, превышающий по значению сумму напряжения на катоде и амплитуду напряжения накала. Один из вариантов такого смещения представлен на рис. 7.

Цепь подогревателя лампы здесь не соединена с шасси, а положительное напряжение на эту цепь подается от дополнительного делителя напряжения через подстроечный резистор, с помощью которого при регулировке усилителя добиваются минимального уровня фона.

Постоянное напряжение +25…30В можно взять от общего выпрямителя и снять с нижнего плеча делителя, состоящего из двух постоянных резисторов и дополнительного фильтрующего конденсатора.

Следует напомнить, что уровень этого фона весьма незначителен, поэтому измерять его следует ламповым милливольтметром на пределе не более 5 мВ, а еще лучше — с помощью осциллографа, так как фон с частотой 50 Гц явно выделяется среди других наводок и шумов.

Теперь о третьем, важнейшем факторе, влияющем на уровень собственного фона усилителя. Грамотный монтаж входных цепей и цепей функциональных регулировок (громкость, тембр, баланс) в значительной степени устраняет влияние этого фактора на общий уровень шумов.

Рис.8.

Для того чтобы уяснить принципы грамотного монтажа, рассмотрим рис. 8, где показано соединение сеточной цепи лампы с входным разъемом, отстоящим от лампы на некотором расстоянии.

Рекомендации будут практически одинаковыми и для соединения любых двух узлов аудиотракта или УЗЧ, один из которых является источником сигнала, а другой — нагрузкой. Это могут быть микрофон и лампа усилителя микрофонного каскада, входное гнездо для магнитофона и коммутатор рода работ либо первые два каскада УЗЧ и блок регуляторов тембра.

В последнем случае источником сигнала является анод лампы первого каскада, а нагрузкой — резистор в цепи сетки лампы второго каскада и, следовательно, никакие соединения с корпусом внутри этого участка недопустимы. Иными словами, внутри закрытого металлического корпуса блока регуляторов тембра ни одна деталь не должна соединяться непосредственно с шасси или экранирующим кожухом, а только к изолированной от корпуса шине, как показано на рис. 9.

 

Рис.9.

Теперь о самих экранированных проводах. Ни один из промышленно выпускаемых типов проводов в «чистом» виде для современного лампового усилителя высокого класса не годится. Все экранированные провода лучше сделать самостоятельно — это несложно. На рис. 10 показано, что внутри экранирующей оплетки помещены провода разного диаметра. Это различие соответствует реальной конструкции. Все экранированные провода выполнены по принципу куклы—матрешки.

Внутри обычной металлической экранирующей оплетки помещены два провода разного диаметра: один — более тонкий (сигнальный) обязательно цветной многожильный в поливинилхлоридной или фторопластовой изоляции сечением 0,2…0,35 мм2, другой — также многожильный, но сечением не менее 0,5 мм2 — «холодный». Оба эти провода вместе с экранирующей оплеткой следует поместить в трубку из поливинилхлорида (ПВХ). При изготовлении

усилителя для монтажа различных цепей полезно использовать провода в изоляции различного цвета. Выбор самих цветов, разумеется, может быть произвольным в зависимости от возможностей радиолюбителя, но некоторых правил все же лучше придерживаться. Так, все провода, соединяемые с общим проводом, лучше всего делать черными и толстыми (сечением 0,5…0,75 мм2). Провода цепей питания (плюсовой полярности) от выпрямителя — красные, а если выпрямителей несколько, — красные, розовые, оранжевые. Все сигнальные провода одного из стереоканалов — зеленые, а другого — синие или голубые. Цепи накала ламп — белые или серые. Для цепей вспомогательных устройств и систем можно выделить коричневые, желтые и тонкие черные либо белые.

Такое разделение намного упростит проверку монтажа и исключит путаницу при распайке двухканальных регуляторов громкости и тембра (какой — из проводов от левого канала, какой — от правого).

Для самостоятельного изготовления экранированных соединительных кабелей нужно либо взять отдельную металлическую оплетку, либо снять ее с экранированного провода, затем продеть в оплетку два изолированных провода: один — тонкий «сигнальный», другой — толстый нулевой, и все это вместе с оплеткой протянуть внутрь трубки из ПВХ соответствующего диаметра. В принципе, это можно делать двумя разными способами: изготавливать каждый отдельный экранированный провод заранее определенной длины или же сразу заготовить 10… 15 м кабеля, а затем отрезать куски нужной длины.

Распайку выводов межблочного кабеля производят на соответствующие разъемы, из которых ныне наиболее употребляемы «тюльпан» (RCA), «джек», «мини-джек».

При монтаже в усилителе накальных цепей и сетевых проводов внутрь одной оплетки помещают оба провода (можно одного цвета) и также изолируют оплетку трубкой из ПВХ.

Теперь об упоминавшейся выше «нулевой» шине внутри экранированных блоков. Если в блоке размещается печатная плата с радиоэлементами, то роль шины может выполнять одна из печатных дорожек (как можно более широкая).

Следует учитывать, что входные и выходные сопротивления каскадов ламповых усилителей обычно на порядок больше, чем транзисторных, и измеряются сотнями килоом, поэтому собственные емкости экранированных проводов оказывают существенное влияние на частотную характеристику УЗЧ в области ВЧ. Не следует использовать современные тонкие и сверхтонкие (диаметром 3, 2 и даже 1,5 мм) «фирменные

» экранированные провода. В любом случае экранированные соединения нужно делать по возможности короче.

В предыдущих частях статьи рассмотрены вопросы, относящиеся к способам обеспечения высоких качественных показателей ламповых усилителей. Однако эти показатели могут оказаться нереализованными при неграмотном подключении к входу усилителя источников сигнала — магнитофона, проигрывателя, микрофона.

Подключение внешних источников сигнала с различным выходным сопротивлением неизбежно снижает динамический диапазон всей системы за счет наводок, а также ограничивает верхнюю границу частотного диапазона из-за шунтирующего действия емкости соединительных кабелей. И хотя полностью исключить эти вредные влияния невозможно, вполне реально уменьшить их правильным выполнением соединения источника сигнала с входом усилителя.

Вопрос этот достаточно серьезный, поскольку речь идет о соединительных кабелях, подверженных различным внешним наводкам, например, от проходящей рядом электросети с напряжением 220В. Кроме того, речь идет о передаче сигналов весьма малого уровня (порядка 5…200 мВ) и к тому же от источников с большим внутренним сопротивлением (до сотен килоом). Эти два фактора требуют применения специальных мер для предотвращения наводок извне и для исключения взаимного влияния кабелей от нескольких источников. Положение усугубляется тем, что для разных источников сигнала оптимальны различные решения, поэтому постараемся дать рекомендации для каждого отдельного случая.

Наиболее подвержены наводкам линии от пьезоэлектрического или электромагнитного звукоснимателя, а также от микрофона. Для этих цепей можно предложить общее решение с использованием тонкого коаксиального кабеля наружным диаметром 4…5 мм и емкостью 70… 115 пф на метр, например, РК-50-2-13, РК-50-3-13

, РК-50-2-21 (их старые наименования — соответственно РК-19, РК-55, РКТФ-91) либо РК-75-2-21. Для стереофонического устройства два отрезка кабеля нужной длины, помещенных в одну общую металлическую оплетку, образуют кабель с высокой помехозащищенностью. Внешнюю оплетку также желательно изолировать трубкой из ПВХ. На длинный кабель трубку допустимо надевать частями длиной по 0,5…1 м.

Рис.10.

Распайку межблочных кабелей надо делать так, как показано на рис. 10. Для микрофона, если он не стереофонический, нет необходимости в двух отдельных кабелях, однако использовать оплетку кабеля в качестве второго провода здесь нежелательно. Для микрофонной линии длиной более 1 м желательно использовать двухпроводный кабель с экранирующей оплеткой, по аналогии с отечественным кабелем типа КММ. Подключение обоих проводов и оплетки ясно из рисунка.

Межблочный кабель для стереофонического тюнера, магнитофона и проигрывателя КД также можно сделать в одном экране. В одну общую экранирующую оплетку надо протянуть три разноцветных провода: два сигнальных для левого и правого каналов (например, зеленый и синий) и один более толстый (черный или белый) для общего провода. Весь этот кабель вместе с оплеткой нужно изолировать трубкой из ПВХ.

Сигнал от телевизора можно транспортировать обычным коаксиальным кабелем или экранированным проводом, используя его оплетку в качестве нулевого провода, поскольку уровень собственного

фона самого телевизора часто не позволяет говорить о высококачественном звуковоспроизведении. Здесь только следует иметь в виду, что сигнал звукового сопровождения можно снимать, если нет соответствующего разъема, как с выхода УМЗЧ телевизора, так и с нагрузки частотного детектора. Выход УМЗЧ обычно низкоомный, и соединительный кабель не создает дополнительных потерь высокочастотной части спектра.

Однако при этом уровень выходного сигнала будет полностью зависеть от регулятора громкости телевизора и, если нет гнезда для телефонов, воспроизведение звука только через внешний усилитель будет невозможно. Сигнал на выходе УМЗЧ телевизора, как правило, не отличается высоким качеством.

Лучше воспользоваться вторым способом и снимать сигнал непосредственно с выхода частотного детектора. Правда, в этом случае придется вскрыть телевизор и подвести этот сигнал к дополнительному разъему RCA, который можно установить на несущей раме телевизора или на съемной задней стенке, и к этому разъему подключать соединительную линию. Но в этом случае кабель также надо будет делать экранированным с двумя проводами внутри оплетки.

Соединительная линия от радиотрансляционной сети, если таковую потребуется подключить к усилителю, отличается тем, что внутри жилого помещения оба провода равнозначны: в цепь каждого из двух проводов трансляционной сети последовательно включены балластные резисторы. Потерей сигнала в этом случае вполне можно пренебречь, поскольку сигнал в линии гораздо больше, чем от остальных источников сигнала.

Г. Гендин

Литература:

1. Зельдин Е. А. Зарубежные приемно-усилительные лампы. МРБ. — М.-Л.: Энергия, 1966,96с.

2. Кацнельсон Б. В., Ларионов А. С. Отечественные приемно-усилительные лампы и их зарубежные аналоги. Справочник. — М.: Энергия, 1968, 544с.

3. Гендин Г. С. Все о радиолампах. — М.: «Горячая линия — ТЕЛЕКОМ», 2002.

 

⚡️Ламповый усилитель своими руками на 10 Вт

На чтение 17 мин Опубликовано 12.06.2015 Обновлено 07.07.2019

В мире HI-FI вновь вошел в моду ламповый усилитель. Друзья уговорили меня сконструировать ламповый усилитель, поскольку, по их мнению, мой возраст обязывает к этому, ибо первая треть моей профессиональной деятельности пришлась именно на ламповую эпоху.

Первый ламповый усилитель я построил более 35 лет назад. С тех пор качество электронных элементов значительно улучшилось, техника измерений также стала более совершенной, однако некоторые детали исчезли или их приобретение весьма усложнилось. Основная проблема состоит в том, что со временем возросли требования, предъявляемые к техническим параметрам усилителя.

Подумайте только о гармонических искажениях, которые считаются одной из основных характеристик усилителей». В начале 60-х годов усилители с искажениями порядка 1% считались HI-FI (стандарт DIN45500). Современные полупроводниковые усилители имеют меньшие на два-три порядка искажения.

При проектировании первым делом следовало выбрать тип выходного каскада. Для получения сравнительно дешевой конструкции желательна такая схема, которая не предъявляет экстремальных требований к самой дорогостоящей детали — выходному трансформатору.

[info] Для хорошего освещения рабочего места при пайке усилителя используются трековые светильники в Москве купить Вы можете по очень низким ценам. [/info]

С этой точки зрения подходят оконечные каскады с катодным или частично катодным включением трансформатора. Такие оконечные каскады характеризуются тем, что сопротивление нагрузки частично или полностью включено в катодную цепь ламп оконечного каскада. Местная отрицательная обратная связь внутри оконечного каскада создает малое выходное сопротивление, что помогает в разрешении проблем, создаваемых выходным трансформатором.

Такое подключение выгодно также с точки зрения “технической” безопасности, поскольку при отключении нагрузки не возникает броска напряжения на выходном трансформаторе, и он не пробивается, как это нередко происходит в “традиционных” оконечных каскадах.

Среди возможных выходных схем выбор был сделан в пользу так называемого усилителя с двойной связью, у которого из двух одинаковых сравнительно простых выходных трансформаторов один включен в анодную, а второй — в катодную цепи оконечных ламп. Другим исходным вопросом при проектировании был выбор типа ламп оконечного усилителя, поскольку этим определялась его выходная мощность.

Я остановился на лампах EL84, которые при выбранном с целью получения малых искажений режиме класса А позволяют получить выходную мощность 10 Вт. Это не такая уж большая мощность, но, как показывает мой опыт, для озвучивания комнаты площадью 20 м2 достаточно 3 4 Вт. Саму лампу достать сравнительно легко, в силу низкого анодного напряжения конденсаторы фильтра в усилителе также относительно дешевы.

Оконечный ламповый усилитель мощности с двойной связью. Функциональная схема оконечного каскада показана на рис.1. На ней указаны только элементы, важные с точки зрения понимания принципа работы. Два выходных трансформатора абсолютно идентичны. Их первичные обмотки “с точки зрения” оконечных ламп соединены последовательно, вторичные— параллельно.

Импедансы первичных обмоток нужно брать в половину оптимального эквивалентного сопротивления нагрузки а вторичных обмоток — вдвое большими. Усиление по напряжению ламп оконечного каскада равно двум, что является преимуществом по сравнению с пушпульным выходом (РРР — Parallel Push-Pull). Благодаря этому в нашем случае требуется только половина управляющего напряжения.

При рассмотрении рис 1 будем считать, что направления намотки двух выходных трансформаторов совпадают, и вторичные обмотки правильно сфазированы. В таком случае катод и вспомогательная сетка верхней лампы соединяются с верхними выводами выходных трансформаторов, анод же, в силу обращения (поворота на 180°) фазы, соединяется с нижним выводом трансформатора (накрест).

Обеспечению по возможности большого управляющего напряжения оконечных ламп способствует схема включения ламп предварительного каскада, которая получается за счет соединения анодных резисторов этих ламп не с положительным напряжением питания, а с соответствующими “горячими” концами выходного трансформатора.

Каскады предварительного усиления симметричны. Перед ними находится также симметричный каскад анодно-катодного фазоинвертора (именуемый также катодином). Цепь отрицательной обратной связи также симметрична и действует с первичных обмоток катодного выходного трансформатора на катоды ламп предварительного каскада. Из петли обратной связи исключается фазоинвертор, поскольку он работает с глубокой местной обратной связью.

Отрицательная обратная связь еще больше уменьшает выходное сопротивление оконечных ламп, которое и так небольшое в силу наличия местной обратной связи. Иначе говоря, питание выходных трансформаторов осуществляется от генератора напряжения. При этом нелинейные искажения в выходных трансформаторах, возникающие из-за нелинейности кривой намагничивания сердечника (кривая “В-Н”), уменьшаются до ничтожно малой величины.

Указанный способ введения обратной связи оказывает благотворное влияние на схему с точки зрения высокочастотной стабильности усилителя, поскольку из петли ООС исключается индуктивность рассеяния выходного трансформатора, в результате чего в петле становится одним полюсом меньше. Может показаться недостатком то обстоятельство, что такая обратная связь не “исправляет” передачу трансформатором высоких частот.

Точнее сказать, это устройство не изменяет верхнюю граничную частоту (на малой мощности). Впрочем, обратная связь не может также изменить и ширину частотного диапазона. Частотный диапазон по мощности зависит исключительно от выходного трансформатора, поэтому нужно изготовить выходной трансформатор соответствующего качества. Таинственной может показаться роль конденсаторов, подключенных между вспомогательной сеткой и катодом оконечных ламп.

В них не было бы надобности, если бы выходные трансформаторы были идеальными, те. в их обмотках отсутствовало активное сопротивление. Поскольку это не так, можем представить, что между вспомогательными сетками и идеальным трансформатором имеется сопротивление, на котором в процессе работы возникает такое переменное напряжение, фаза которого совпадает с фазой образующегося на аноде сигнала и обратна фазе сигнала на катоде. Вследствие этого КПД лампы уменьшается и приближается к КПД триода. Этот нежелательный эффект ликвидируется благодаря указанным конденсаторам.

Выходной трансформатор — самая дорогая составляющая лампового усилителя, от которой в наибольшей степени зависит его качество. Вокруг выходных трансформаторов лет 30-40 тому назад, в “героическую эпоху” подавляющего господства ламповых усилителей, было много “темных мест”. Для полупроводниковых усилителей выходной трансформатор проблемы не представляет, и многое о них забыто.

Вследствие этого, по моему мнению, следует подробнее остановиться на выходных трансформаторах. Нижеследующее относится, конечно, не только к выходным трансформаторам данного усилителя, но справедливо для любого двухтактного выходного трансформатора. Выходной трансформатор определяет диапазон частот усилителя. При включенном в петлю отрицательной обратной связи выходном трансформаторе максимальная мощность, создаваемая оконечными лампами, не увеличивается.

Напротив, в случае малых выходных мощностей обратная связь способна расширить диапазон частот, ведь в оконечных лампах в этом случае есть резерв мощности. Поэтому принято указывать частотный диапазон ламповых УМЗЧ при выходной мощности 1 Вт (обычно умалчивая об этом). Частотный диапазон по мощности означает, что мы задаем пределы частот, в которых усилитель, наряду с номинальным коэффициентом искажений, передает по крайней мере половину номинальной выходной мощности (-3 дБ).

В нашем случае я нетрадиционно взял граничный коэффициент гармонических искажений 0,1%, чтобы приблизиться к аналогичным данным полупроводниковых усилителей. Чем определяется частотный диапазон выходного трансформатора? Иными словами, чем определяется, в каком диапазоне частот выходной трансформатор обеспечивает оптимальное нагрузочное сопротивление для оконечной лампы?

Из эквивалентной схемы выходного трансформатора можно установить, что нижнюю границу частот определяет индуктивность первичной обмотки выходного трансформатора, а верхнюю границу — индуктивность рассеивания (пренебрегая собственной емкостью обмоток).

Индуктивность рассеивания 

где Кр — коэффициент рассеивания; Ц — индуктивность первичной обмотки. Кр представляет собой число, меньшее 1, его зачастую умножают на 100 и выражают в процентах. Это “рассеивание” выходного трансформатора. Индуктивность рассеивания трансформатора можно определить, если при закороченной вторичной обмотке измерить индуктивность первичной обмотки.

Легко подтверждается, что отношение нижней и верхней граничных частот выходного трансформатора в первом приближении совпадает с коэффициентом рассеивания. Рассеивание “традиционного” плотно намотанного трансформатора небольших размеров составляет около 2-3%, если вторичная обмотка находится сверху. Немного лучше обстоят дела в случае, если вторичная обмотка располагается снизу.

Это означает, что отношение нижней и верхней граничных частот (взяв рассеивание 2,5%) составляет примерно 1:40. Например, при нижней частоте 100 Гц верхняя граничная частота составляет 4000 Гц. Положение не очень утешительное, не правда ли? Следовательно, рассеивание нужно уменьшить. От чего зависит коэффициент рассеивания выходного трансформатора? От геометрии катушек, т.е от формы катушек и от способа намотки.

Это означает, что сердечник влияет на ширину частотного диапазона лишь в зависимости от того, какую катушку можно на него надеть, при условии одинаковых геометрических размеров. При этом тип сердечника практически не имеет значения.

При более подробном рассмотрении вопроса обнаруживается, что коэффициент рассеивания обратно пропорционален коэффициенту, который зависит от секционирования катушки, традиционного для намотки выходных трансформаторов, и прямо пропорционален “коэффициенту стройности”, т.е. чем длиннее и чем ниже катушка трансформатора.

Поэтому не принято заполнять обмоткой окно выходного трансформатора до отказа. Тогда более “стройная” катушка создает меньшее рассеивание. Моей целью было проектирование простого в изготовлении выходного трансформатора, поэтому я задался вопросом: существует ли такой тип трансформатора, катушка которого максимально “стройная”?

Да, существует, это тороидальный трансформатор, у которого длинная, низкая, и следовательно, “стройная” катушка. Исследовав сетевой тороидальный трансформатор заводского изготовления на 230/12 В, я определил Кр=0,1%, что в 25 раз лучше, чем при традиционной конструкции этого трансформатора. Если учесть еще и то обстоятельство, что при выбранной схеме индуктивности рассеивания двух трансформаторов соединяются параллельно, т.е. создается такой эффект, как будто у выходного трансформатора получается половина общей индуктивности рассеивания, то положение весьма обнадеживает.

Полноты ради следует отметить, что картина все-таки не совсем безоблачная. Независимо от того, уменьшаем ли мы рассеивание с помощью секционирования катушки или ее “стройности”, при этом возрастает собственная емкость выходного трансформатора. При уменьшении рассеивания указанными способами собственная емкость может возрасти настолько, что верхнюю границу частот будет определять уже не индуктивность рассеивания, а собственная емкость первичной обмотки.

Следует еще отметить, что низкочастотная граница по мощности для выходного трансформатора определяется не индуктивностью первичной обмотки, а насыщением сердечника. Это в полной мере согласуется с моими измерениями. С другой стороны, нижняя граничная частота при малой мощности определяется индуктивностью первичной обмотки, поэтому на практике она всегда ниже (иногда намного), чем нижняя частота при большой мощности.

С верхней граничной частотой положение сложнее. Индуктивность Lp одинаковым образом ограничивает границу частот как при низкой, так и при высокой мощности, в то время как собственная емкость определяет в первую очередь высокочастотную границу при большой мощности. Данные о гармонических искажениях содержатся в таблице.

В дополнение к техническим данным сделаю следующее замечание. В ламповом усилителе принято задавать не выходное сопротивление усилителя, а коэффициент демпфирования (damping factor). Под коэффициентом демпфирования понимается выраженное в децибелах отношение номинального сопротивления нагрузки к выходному сопротивлению усилителя (измеренному на данной частоте).

В данном случае это означает, что выходное сопротивление нашего усилителя составляет 0,6 Ом, что является хорошим значением в “ламповом масштабе”, но значительно больше выходного сопротивления полупроводниковых усилителей.
Выходное сопротивление является важной характеристикой, значительно влияющей на передачу звуковых частот возле резонансной частоты громкоговорителей.

Из этого следует, что данные о сопротивлении, измеренном на традиционно указываемых 1000 Гц, ничего не дают, а существенным является значение вблизи резонансной частоты громкоговорителя. Принципиальная схема усилителя представлена на рис.2. Входной сигнал поступает на фазоинвертор V1 (EF86). Этот фазоинвертор обладает хорошей симметрией, устойчив к колебаниям напряжения питания и старению ламп. Для полной симметрии требуется, чтобы рабочие сопротивления анодной и катодной цепей лампы были одинаковыми.

Этим объясняется наличие резистора R2 в анодной цепи, поскольку в катодной цепи для установки рабочей точки лампы необходим резистор R4, задающий напряжение смещения. Желающие точнее настроить усилитель могут заменить R2 подстроенным резистором (триммером) сопротивлением 2,2 кОм, и с его помощью установить минимум искажений в середине частотного диапазона, скажем, на частоте 1 кГц. Этим можно компенсировать асимметрию не только фазоинвертора но и следующих за ним каскадов усилителя

Для симметрии фазоинвертора на высоких частотах большое знамение имеют реактивные сопротивления нагрузок. В емкостные составляющие нагрузок входят распределенные емкости монтажа, но доминирующими являются входные емкости двух половин лампы V2, а также большая емкость Миллера. В случае лампы ЕСС83 с большой асимметрией наблюдается возрастание искажений на частотах 10-20 кГц.

Путем подключения триммерного конденсатора емкостью 20 30 пФ к соответствующей сетке лампы можно компенсировать асимметрию и на высоких частотах. Симметрию V2 можно проконтролировать измерением катодного напряжения обеих половин лампы. Отклонение напряжения свыше 0.1В-0,2В свидетельствует об асимметрии V2.

Поспешу заметить, что для моих усилителей я не использовал никакой настройки, не применял компенсацию, они полностью соответствуют приведенной схеме. Важнейшая задача следующего блока — создание большого управляющего напряжения для ламп оконечного усилителя. Для этой цели классическим вариантом является использование лампы ЕСС82.

Общий катодный резистор R17 для двух половин лампы улучшает симметрию каскада. При подключении анодных резисторов (R19 и R22) к “горячим концам первичной обмотки трансформатора Тг2, фаза сигнала в которых та же, что и на анодах V3, возникает дополнительное “подтягивание” напряжения (вольтодобавка). Резисторы R20 и R21 в сеточных цепях ламп оконечного каскада V4 и V5 препятствуют возникновению паразитных токов, их присоединяют непосредственно к панелькам ламп по возможности более короткими проводами.

Эти токи могут появиться, если конденсаторы, шунтирующие вспомогательные сетки оконечных ламп, подключаются к ламповым панелькам длинными проводами. За счет индуктивности проводов, подключенных к вспомогательным и управляющим сеткам, в силу “крестообразного” соединения анодов может возникнуть противотактный осциллятор, и каскад начнет самовозбуждаться.

Для устранения самовозбуждения керамическими конденсаторами емкостью 1…5 пФ соединяем вспомогательные сетки ламп с их катодами (прямо на панельках ламп). В моих усилителях потребность в этих конденсаторах возникла, но при другом изготовлении они, возможно, не понадобятся, поэтому я не указал эти конденсаторы на схеме. Установку оконечных ламп в режим класса А обеспечивают катодные резисторы R23 и R24.

Отклонение измеренных на этих резисторах напряжений менее 0,3 В свидетельствует об удовлетворительной симметрии рабочих точек ламп оконечного каскада (эмиссия ламп отличается незначительно). С целью улучшения симметрии рекомендуется подобрать оконечные лампы. Анодное напряжение усилителя обеспечивает традиционный нестабилизированный блок питания. В качестве выпрямителя я использовал выпрямитель Гретца (мостовой) на полупроводниковых диодах.

Недостаток этого решения состоит в том, что после включения питания анодное напряжение на лампах появляется значительно раньше, чем они нагреваются. Это означает повышенную нагрузку катодов при нагревании. Для решения этой проблемы я установил отдельный выключатель К2, коммутирующий анодное напряжение.

Это дает еще одно преимущество — во время наладки легко “освободить” усилитель от высокого напряжения без прекращения накала, чтобы после включения снова не ожидать нагрева ламп. Рабочее состояние усилителя можно индицировать светодиодами (на схеме они не показаны).

Фильтрацию анодного напряжения обеспечивает многозвенная RC-цепочка. При номинальном сетевом напряжении анодное напряжение ламп оконечного каскада составляет 250 В с колебаниями в пределах 1…2 В. Колебания напряжения накала — в пределах 1…2 В. Нужно следить за напряжением, падающим в проводах. В неудачном случае (малое сечение и большая длина) это падение напряжения может быть значительным.

Конструкция. Сначала несколько слов о механическом исполнении шасси. За неимением приспособления для гибки я использовал в качестве шасси алюминиевую пластину толщиной 1,5 мм. Ее чертеж показан на рис.3. Корпус усилителя изготовлен из полированной древесно-стружечной плиты черного цвета толщиной 19 мм. Две торцевые стороны выполнены так, чтобы были выше ламп.

При этом защита ламп гарантирована даже в случае, если перевернуть усилитель, чтобы добраться до нижней части шасси. Размеры двух торцевых пластин — 170×135 мм, а двух боковых пластин — 310×50 мм. По внутренней стороне корпуса со всех сторон проходит паз шириной 2,5 мм, в него входят края шасси. Паз находится на высоте 43 мм от низа корпуса.

Паз я вырезал настольной дисковой пилой, ее полотно выпилило достаточно широкий фальц. Для присоединения торцевых пластин к боковым использовались мебельные болты диаметром 5 мм с внутренним отверстием для ключа. Для соединения достаточно одного болта на сторону, поскольку входящая в паз кромка шасси защищает ее от поворачивания.

Два канала усилителя я изготовил традиционным навесным монтажом без использования печатных плат. Конструкция усилителя не особенно критична к расположению элементов, но оконечные лампы, чтобы исключить их перегрев от взаимного излучения, не должны располагаться ближе 100 мм друг от друга (в закрытом корпусе).

В усилителе использованы 1%-резисторы мощностью 0,6 Вт, за исключением R25 — 2 Вт. Разделительные конденсаторы — полипропиленовые или полиэстерные, с рабочим напряжением 400 В. Электролитические конденсаторы в катодных цепях имеют допустимое напряжение 16 В. остальные — 350 В. Обращаю внимание на то, что указанные допустимые напряжения достаточны и в том случае, когда анодное напряжение появляется сразу (до нагревания ламп).

Выходные трансформаторы (тороиды — их изготовила фирма URBAN Elektronik) расположены на общей вертикальной оси, один — над шасси, а другой — под, возле оконечных ламп. При сборке усилителя кропотливым делом является правильное подключение выходных трансформаторов. Для этого нужно идентифицировать выводы обмоток.

Сначала части (половины) первичной обмотки соединяются последовательно, на вторичную обмотку подается переменное напряжение около 6 В (50 Гц), и с помощью вольтметра контролируется общее напряжение на первичной обмотке. Половины нужно соединить так, чтобы получилось удвоенное напряжение.

Осторожно! На первичных обмотках возникает опасное для жизни напряжение!

Эта операция проделывается на обоих трансформаторах. Весьма вероятно, что выводы двух изготовленных в одно время трансформаторов расположены одинаково, но контроль не помешает. На втором этапе нужно сфазировать обмотки двух трансформаторов. Конкретное направление обмоток несущественно, важно лишь, чтобы оба трансформатора были включены синфазно. Выводы вторичных обмоток снабжаем метками и при монтаже включаем соответствующим образом (параллельно, чтобы метки совпадали).

На вторичные обмотки обоих трансформаторов подаем переменное напряжение 6 В. Выводы первичных обмоток соединяем последовательно и измеряем напряжение между двумя оставшимися свободными выводами. Если трансформаторы включены в фазе, то это напряжение меньше 10 В, если нет, то — удвоенное (относительно напряжения на одной первичной обмотке).

Тогда для достижения правильной фазы нужно поменять местами выводы первичной обмотки одного из трансформаторов. После фазировки помечаем выводы первичной обмотки, соединенные в процессе измерения, и считаем эти выводы нижними выводами на схеме по рис 2.

С помощью осциллографа контролируем фазу входного и выходного сигнала на работающем усилителе (на выводах вторичных обмоток) Переключая (при необходимости) эти выводы, устанавливаем одинаковую фазу входного и выходного напряжения. Теперь усилитель — неинвертирующий.

Для облегчения наладки могу указать постоянные напряжения в основных цепях. На катоде V1 — 38 В, на аноде — 152 В, на катоде V2 — 1,2 В, на аноде — 165 В, на катоде V3 — 8 В, на аноде — 171 В. На катодном резисторе V4 (V5) — 7.2 В, между анодом и катодом — 250 В. На первом фильтрующем конденсаторе С12 — около 274 В, на втором — 263 В, на третьем — 225 В, на четвертом — 190 В. Указанные значения измерены при номинальном сетевом напряжении.

Оценка. Как утверждалось выше, описанная конструкция была создана с целью сравнения Меня интересовало, насколько конкурентоспособен хорошо сделанный ламповый усилитель по сравнению с хорошим полупроводниковым. Я использовал усилители в системе с отдельным НЧ-каналом subwoofer для питания двух сателлитов, передающих диапазон свыше 100 Гц. Для сравнения я взял хорошо зарекомендовавший себя оконечный усилитель на комплементарных полевых транзисторах.

В силу различной чувствительности оконечных усилителей двух видов нужно было соответственно изменять чувствительность НЧ-канала. Во время сравнения ничего другого в системе я не менял, предварительный усилитель был транзисторным. Итоги этих экспериментов можно подвести так ламповый усилитель звучит ничуть не хуже полупроводникового.

С CD-диска (хорошего качества) с ним получается более прозрачная, чистая звуковая картина, чем у полупроводникового усилителя.С другой стороны, при ненастроенном CD-плейере (Philips bit-stream) ламповое преимущество пропадает. В любом случае представляется, что, вопреки более значительному коэффициенту гармонических искажений, этот усилитель конкурентоспособен по отношению к транзисторному. Поставить это в заслугу ламповому усилителю или считать недостатком транзисторного — предоставляется решать вам, дорогой читатель.

ЛАМПОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ

Давно известно, что одним из самых трудоемких компонентов лампового усилителя низкой частоты (УНЧ) считается выходной трансформатор. Технологических тонкостей в его изготовлении настолько много, что порой этот процесс растягивается на долгие месяцы, либо весь проект «забрасывают в дальний угол» вместе с мечтами о «ламповом звуке». Можно, конечно, купить готовый трансформатор или заказать, чтобы его намотали индивидуально под ваш усилитель, но это довольно дорого. Да и такой способ лишен всякой «романтики творчества». Свой усилитель должен быть собран собственными руками, что обеспечивает автору наслаждение не только от звучания аппаратуры, но и удовольствие от результатов своего труда!

Предлагаю вниманию читателей «М-К» несколько конструкций своих самодельных усилителей низкой частоты, отличающихся выходной мощностью. Использование стандартных сетевых трансформаторов серий ТАН (анодно-накальный) и ТН (накальный), рассчитанных на частоту 50 Гц, в качестве выходных для двухтактных ламповых усилителей вполне допустимо, поскольку сетевая и другие обмотки выполнены двойными. Набор симметричных анодных и накальных обмоток трансформатора на магнитопроводе ПЛ позволяет расширить возможности оптимального согласования нагрузки с выходным сопротивлением ламп оконечного каскада для ультралинейной схемы включения тетродов. В конструкциях этих усилителей применимы наиболее распространенные усилительные лампы: 6Н8С, 6Н23П, 6Н2П, 6Ф1П, 6ПЗС и 6П14П.

ВАРИАНТ ПЕРВЫЙ

Предлагаемые схемные решения https://sicom.ru/catalog/radiostancii/professionalnye-cifrovye/ открывают радиолюбителям огромное поле для вариаций в обретении богатого букета оттенков «лампового» звучания без претензий на достижение какого-то исключительного качества. Это просто добротные, легко повторяемые ламповые усилители для экспериментирования с различными лампами и режимами работы. Сетевые трансформаторы серий ТАН и ТН с симметричной разделенной сетевой обмоткой вполне пригодны в качестве выходных в двухтактных ламповых усилителях. К тому же, они имеют еще и двойной симметричный набор анодных и накальных обмоток, позволяющих использовать часть из них для обеспечения ультралинейного режима усиления в выходном каскаде.

Вначале следует обратить внимание на то, что при использовании последовательно включенных двух накальных обмоток с суммарным напряжением 12,6 В, максимальная мощность выходного трансформатора ТАН достигает 39,7 Вт при нагрузке 4 Ом, 19,8 Вт – при нагрузке 8 Ом, 13,2 Вт при нагрузке 12 Ом и 9,9 Вт – при нагрузке 16 Ом. Эти соотношения следует учитывать при подборе номинального сопротивления нагрузки усилителя.

Внешний вид первого варианта УНЧ с блоком питания

Мощность трансформатора желательно выбирать в три-четыре раза больше выходной усилителя. Чем больше мощность трансформатора, тем выше индуктивность первичной обмотки (необходимой для воспроизведения низких частот), больше диаметр провода и, как следствие, меньше межслойная емкость обмотки (это важно для воспроизведения высоких частот) и сопротивление обмоток, что увеличивает КПД трансформатора.

Предлагаемый вариант построен по схеме двухтактного ультралинейного усилителя мощности низкой частоты (УМЗЧ) с лампами 6П14П.

Принципиальная схема двухтактного ультралинейного усилителя мощности низкой частоты с лампами 6П14П

Первый каскад усиления собран на пентодной части лампы VL1 (VL1.1) по резистивной схеме. На управляющую сетку поступает сигнал с регулятора громкости R1. Необходимое смещение создается резистором R5, включенным в катод лампы. Напряжение на экранирующую сетку подается через резистор R5, а резистор R3 является нагрузкой этого каскада. Второй каскад усиления собран также по обычной резистивной схеме на триодной части лампы VL1 (VL1.2). Его анодной нагрузкой служит сопротивление резистора R15. Так как резистор R16 в цепи катода конденсатором не заблокирован, то каскад охвачен отрицательной обратной связью по току. Цепочка R9C1C3 выполняет функции развязывающего фильтра между каскадами.

Между этими же каскадами включены и регуляторы тембра. Подъем частотной характеристики в области высоких частот звукового спектра осуществляется цепочкой С10 R13C11. Происходит это следующим образом. Сопротивление цепочки R13C11 из-за большого сопротивления резистора R13 почти не зависит от частоты, поэтому с увеличением частоты (из-за уменьшения емкостного сопротивления СЮ) напряжение на участке (R13C11), а следовательно, и напряжение верхних частот, подводимое к управляющей сетке триода VL1.2, будут возрастать. Плавная регулировка частотной характеристики в области высоких частот производится переменным резистором R13. В верхнем положении движка на вход VL1.2 поступает преимущественно напряжение сигнала высоких частот. В нижнем положении уровень высоких частот срезается конденсатором С11, так как его сопротивление для этих частот мало.

В области низких частот регулировка усиления производится цепью R6R7R8C6 С7. В нижнем положении движка переменного резистора R7 сопротивление верхнего плеча R6, R7, С6 для низких частот резко возрастает и с резистора R7 через резистор R10 R12C13 на управляющую сетку лампы VL1.2 подается незначительная часть сигнала, снимаемого с первого каскада усиления. Это приводит к «завалу» низких частот. В верхнем положении движка резко возрастает сопротивление нижнего плеча (R7R8C7), напряжение сигнала низких частот на сетке триода VL1.2 увеличивается, а это вызывает подъем частотной характеристики в области низких частот. Плавное изменение частотной характеристики на низких частотах производится переменным резистором R7. Плавное изменение частотной характеристики на средних частотах производится переменным резистором R11.

ФАЗОИНВЕРТОР

Лампа VL2 работает в качестве фазоинвертора. Как известно, для нормальной работы двухтактного усилителя необходимо, чтобы переменные напряжения на сетках ламп плечей были равны по величине, но сдвинуты по фазе на 180°.

Для получения этих двух напряжений и предназначен фазоинвертор. Примененный в данном усилителе фазоинвертор выполнен по наиболее простой схеме и работает следующим образом. Известно, что переменное напряжение, образующееся на анодном сопротивлении, отличается от напряжения на сетке лампы на 180°. Фаза же напряжения на катодном сопротивлении совпадает по фазе с напряжением на сетке. Следовательно, напряжения на анодном и катодном сопротивлениях отличаются по фазе на 180°, что нам и необходимо. Для того чтобы эти напряжения были также одинаковы по своей величине, анодное и катодное сопротивления должны быть равны. Оконечный двухтактный каскад на двух лампах 6П14П собран по ультралинейиой схеме. Напряжение возбуждения на сетки оконечных ламп (типа 6П14П) подается через разделительные конденсаторы С16 и С17. Напряжение смещения на сетках ламп VL3 и VL4 образуется за счет падения напряжения на сопротивлении R31, зашунтированном конденсатором С18.

Типовой режим ламп выходного каскада для усиления в классе АВ (из справочника): напряжения на аноде и экранной сетке соответственно U_a = 300 В, U_q² = 300 В, сопротивление резистора в катодной цепи RK = 130 Ом, эквивалентное сопротивление нагрузки R_aa = 8 кОм, ток по цепям анодного и экранирующей сетки питания l_а = 2 х 36 мА, l_q² = 2 х 4 мА (в режиме покоя – U_bx = 0). При мощности в нагрузке Р_н = 17 Вт и коэффициенте гармонических искажений К = 4 % входное напряжение U_bx = 10В (эфф.), амплитуды тока по цепям питания, указанным выше, – I_апт = 2 х 46 мА, I_q²m = 2×11 мА.

Отвод на экранную сетку для ультралинейного включения ламп EL84 должен быть сделан от четвертой части витков анодной обмотки трансформатора.

ПОДБОР ТРАНСФОРМАТОРА ТАН

Чтобы подобрать нужный трансформатор ТАН из стандартного ряда типономиналов, произведем некоторые расчеты.

Амплитуда напряжения на анодной обмотке U_aam = √2PR = V2 х 17 х 8000 = 522 В. Соответственно, на половине обмотки амплитуда напряжения равна 261 В, что при напряжении питания 300 В оставляет на лампе в открытом состоянии 39 В, что можно проверить по характеристикам.

Вид на монтаж УНЧ первого варианта с блоком питанияБлок питания УНЧ первого вариантаМонтажная плата УНЧ первого варианта

Эффективное напряжение на анодной обмотке в 1,41 раза меньше и равно 185 В, т.е. в трансформаторе должна быть пара обмоток с таким или немного большим рабочим напряжением.

Теперь определимся с коэффициентом трансформации. Для достижения оптимального эквивалентного сопротивления R_aa (8 кОм) нагрузку сопротивлением 8 Ом необходимо преобразовать трансформатором с коэффициентом трансформации n_тр = V8/8000 = 1/31,6. В этом случае выходное напряжение на нагрузке 8 Ом достигает (185 + 185) / 31,6 = 11,7 В. Для этой цели удобно использовать две накальные обмотки по 6,3 В, включенные последовательно, с общим напряжением 12,6 В.

С учетом выбора стандартных выходных накальных обмоток и коэффициента трансформации 1/31,6 напряжение анодных обмоток должно составлять 12,6 х 31,6 = 398 В (его половина -199 В). Это больше, чем нужные 185 В, поэтому трансформатор окажется в облегченном режиме. Итак, нужно подобрать трансформатор с минимальным числом обмоток, чтобы вместе с двумя половинами сетевых обмоток на 110/127 В получить 199 В. Это возможно в следующих двух комбинациях: 110 + 89 В и 127 + 72 В.

На основании приведенных выше рекомендаций для максимальной выходной мощности 17 Вт нужно выбрать трансформатор мощностью 51…68 Вт. Идеально для нашего усилителя подходит ряд трансформаторов от ТАН27 до ТАН40 с габаритной мощностью 60 Вт. Внимательно изучив таблицу напряжений обмоток типовых трансформаторов, выбираем трансформатор ТАН28-127/220-50, имеющий следующую сумму напряжений: 110 + 40 + 56 В. Стало быть, отвод на экранные сетки мощных ламп можно сделать с обмотки на 56 В, затем расположить секцию на 40 В и, наконец, непосредственно к анодам ламп подключить секции сетевой обмотки на 110 В. И, соответственно, получается приведенное сопротивление нагрузки R_aa = 8553 Ом при коэффициенте трансформации 1/32,7.

Помимо ТАН28, хорошие результаты достижимы с трансформаторами соседних типономиналов: ТАН27-127/220-50 (с комбинацией обмоток по напряжению 127 + 28 + 28 + 6 = 189 В и приведенное сопротивление нагрузки R_aa = 7200 Ом) и ТАН29-127/220-50 (с комбинацией обмоток – 110 + 56 + 56 = 222 В, при этом приведенное сопротивление R_aa = 9933 Ом).

К двум накальным обмоткам, включенным последовательно, подключена нагрузка сопротивлением 8 Ом. Однако обе выходные «накальные» обмотки имеют отводы, соответствующие сумме напряжения 5 + 1,3 В. Поэтому при вдвое меньшем сопротивлении нагрузки (4 Ом) следует набрать нужное значение с двух обмоток как сумму 5 + 1,3 + 1,3 = 7,6 В; оно почти точно соответствует расчетному 8,2 В для нагрузки сопротивлением 4 Ом. И в этом случае выходная мощность усилителя достигает 14 Вт.

Напряжение анодного питания должно быть больше типового значения 300 В на величину падения напряжения на общем катодном резисторе сопротивлением 130 Ом при токе в 114 мА (2х46 + 2х11), т.е. на 15 В. Стало быть, напряжение питания после фильтра выпрямителя должно быть 315 В. На пиках громкости усилитель будет потреблять ток 114 + 2 = 116 мА (лампа входного каскада потребляет ток 2 мА), средний же ток его потребления будет немногим больше тока покоя составляющего 2х36 + 2×4 + 2 = 82 мА.

Эти режимы соответствуют схеме обычного (пентодного, тетродного) включения экранированных ламп. В ультралинейном режиме включения максимальная мощность в нагрузке и, соответственно, напряжения на обмотках трансформатора несколько ниже. С таким выбранным трансформатором усилитель при выходной мощности 8,5 Вт обеспечивает полосу усиливаемых частот 34…21000 Гц по уровню – 3 дБ. Чувствительность усилителя на частоте 1 кГц при максимальной выходной мощности равна 0,28 В. Звучание с этим усилителем очень четкое и прозрачное.

Для придания более мягкого звучания можно рекомендовать зашунтировать оксидные конденсаторы (лучше фирмы JAMICON) старыми бумажными конденсаторами КБГ-И емкостью 0,015 мкФ на 400 В. Впрочем, пойдут и современные пленочные серии.

Печатная плата и расстановка элементов УНЧ первого варианта

К78-2 того же или большего номинала на напряжение не менее 400 В.

Звучание, получаемое с таким усилителем, зависит и от типа используемой в предварительном каскаде лампы VL2. Наиболее приятный звук получается с лампой 6Н23П. Однако вполне возможна установка и других двойных триодов с аналогичной цоколевкой. При смене типа лампы нужно изменить сопротивление резистора R22 так, чтобы на катоде второго триода сохранялись бы расчетные 64 В. Можно рекомендовать в каскад предварительного усиления двойные триоды 6Н2П (R22 = 1,3 кОм), 6Н1П, (R22 = 1,6 кОм), 6Н6П (R22 = 2,7 кОм). Чувствительность усилителя — около 0,25 В, и для разных типов ламп входного каскада она может несколько изменяться.

Резисторы в усилителе можно устанавливать металлодиэлектрические (МЛТ и их аналоги) или углеродистые ВС (более предпочтительные) на соответствующую мощность рассеяния.

Перед первым включением усилителя проверьте правильность монтажа. Установите в средние положения движки обоих подстроечных резисторов. Включите усилитель и проверьте напряжения в блоке питания и усилителе на соответствие значениям, указанным на схеме. Отличие режимов не должно быть более ± 5 %, разумеется, если в розетке в это время напряжение около 220 В.

Регулировка усилителя заключается в установке с помощью подстроенного резистора R27 равенства напряжения 0,8 В на резисторах R32, R33, включенных между выводами 8 и 9 выходного трансформатора. Желательно, чтобы эти резисторы были подобраны по разбросу сопротивления не более 1 %; это очень легко сделать, если купить их десяток, а потом просто выбрать пару омметром.

Если выходные лампы вашего усилителя не подобраны в пару, то в этой конструкции их можно отобрать из нескольких. Установите подстроенный резистор R27 в среднее положение и убедитесь в равенстве напряжения смещения на его крайних выводах. Для этого можно подключить к крайним выводам резистора цифровой вольтметр с пределом до 2 В и установить баланс каскада по нулевому показанию прибора. Затем, перебирая все имеющиеся у вас лампы одного типа, найдите те, у которых будут одинаковые падения напряжения на резисторах контроля анодного тока. При смене ламп надо обязательно прогревать лампы не менее двух минут до момента измерения.

Заключительный этап регулировки проводят, когда в усилитель установлены подобранные лампы и достигнут баланс тока ламп выходного каскада. Минимизации фона на его выходе добиваются, изменяя положение движка подстроенного резистора R1 в цепи накала ламп, при замкнутом входе усилителя, контролируя его уровень на выходе милливольтметром переменного тока либо осциллографом при максимальной чувствительности его входа. На этом регулировка усилителя закончена.

БЛОК ПИТАНИЯ

По схемотехническому решению блок питания может быть в двух версиях. Первая выполнена с трансформатором ТАНЗЗ-127/220-50 или ТАНЗЗ-220-50. Кенотронный выпрямитель с П-образным LC-фильтром выполнен по классической схеме и в пояснениях не нуждается. Вместо кенотрона EZ81 можно применить EZ80, а при их отсутствии – отечественный 6Ц4П (он «потянет», но с небольшой перегрузкой). Впрочем, можно поставить их два, соединив парами аноды в каждом плече выпрямителя, регулировкой подстроечным резистором в цепи накала добиваются нейтрализации фона переменного тока.

Вторая версия – диодная с тем же П-образным LC фильтром.

С точки зрения внешнего вида и эффектного зрелища, кенотрон выглядит лучше, но мостовой диодный выпрямитель практичнее и надежнее, да и габариты могут быть меньше. Но это на выбор разработчика.

Так же, в зависимости от того, в каком виде радиолюбитель хочет иметь свой УНЧ, он может быть с отдельным блоком питания или совместным с усилителем.

Отдельный блок питания состоит из основания и корпуса. На основании смонтированы трансформаторы питания и накала, конденсаторы, диодный мост, дроссель и разъем РП-7(10) на уголках. Под основанием предусмотрены четыре резиновых амортизатора-ножки.

Корпус изготовлен из листового алюминиевого сплава толщиной 1,5 мм, а его размеры во многом зависят от выбранных трансформатора, дросселя и конденсаторов фильтра.

Диодный мост и конденсаторы фильтра смонтированы на выводах электролитических конденсаторов или на монтажной маленькой плате, закрепленной на их выводах.

Принципиальные схемы блоков питания УНЧ (две версии)

В качестве трансформаторов для источников питания (кроме указанных на схеме) я использовал: ТС-180; ТА-202+ТН-46; ТАН-107. Можно применять и другие трансформаторы, подходящие по напряжению и току.

ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА

Монтажная плата изготовлена из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5-2 мм. Отверстия в ней сверлятся только под ламповые панельки и под крепление самой платы в корпусе усилителя. Диаметр отверстий под ламповые панельки 1,5 мм, а под крепеж – 3,4 мм. После травления плату следует промыть, зачистить проводники и обработать горячим покрытием из припоя ПОС-61 (Гор. ПОС-61).

Проводники цепей накала ламп расположены со стороны установки ламповых панелек. С этой стороны оставить максимальную площадь фольги, которую в дальнейшем при монтаже усилителя следует присоединить к минусовой шине питания, что создаст экранный эффект для смонтированной схемы.

Монтаж платы надо производить в следующей последовательности и с учетом ряда оговорок:

1. Монтаж ламповых панелек (предварительно подрезать их лепестки, а выводы цепей накала – отогнуть).

2. Монтаж элементов фазоинвертора и оконечных ламп.

3. Монтаж элементов лампы первого каскада и элементов громкости и тембра.

4. Корпусы резисторов надо расположить над платой на высоте 10 – 15 мм.

5. Электролитические конденсаторы не должны касаться платы.

6. Подстроечный резистор монтируется на проволоке ММ-1, используя ее как стойки.

Следует напомнить, что перед монтажом выводы всех радиоэлектронных элементов должны быть хорошо обработаны припоем (облужены). После монтажа деталей плату желательно промыть в спирто-бензиновой смеси.

Резисторы громкости и тембра монтировать проводом МГТФ 0,35 мм² в экране, поверх экрана надеть полихлорвиниловые трубки. На выводы выходного трансформатора после пайки следует надвинуть изоляционные трубки. Провода, идущие к цепям накала, свить между собой. Монтаж УНЧ вести проводом МГШВ-0,5 мм² (расположение проводников видно из фото). Провода питания собрать в жгут и нейлоновыми стяжками прикрепить к элементам конструкции и трансформатору.

После настройки УНЧ плату желательно покрыть лаком УР-231, хотя бы в один слой. Плата усилителя крепится к верхней панели шасси через стальные резьбовые стойки (8 штук) диаметром 6 мм и высотой 10 мм, и винтами М3 впотай.

Корпуса переменных резисторов необходимо соединить с шасси. Шасси УНЧ соединить с минусовой шиной питания. Питание цепей накала первой лампы и оконечного каскада желательно иметь раздельное. Один из выводов накала ламп заземлить на минусовую шину питания (точка определяется опытным путем по наименьшему фону).

Выходной трансформатор и выходной разъем крепятся к задней стенке шасси.

В задней стенке шасси предусмотрено отверстие с резиновой проходной втулкой для жгута питания при раздельной конструкции блока питания и УНЧ.

ШАССИ

Шасси представляет собой прямоугольную, простую, но достаточно жесткую конструкцию из листового алюминиевого сплава (например, АМЦ). Низ, верх, торцы изготовлены из 2-мм, а боковины – из 8-мм листа. Винты корпуса при сборке следует законтрить краской. Шасси покрыто черной краской.

Предлагаемое шасси позволяет смонтировать несколько вариантов УНЧ: на лампах 6П14П с отдельным блоком питания, на 6ПЗС с отдельным блоком питания, а также на 6П14П и 6П3С с блоком питания.

ВАРИАНТ ВТОРОЙ

Этот усилитель собран на лампах 6Н2П (первый и второй каскады), 6Н23П (третий каскад и фазоинвертор) и 6П14П (двухтактный ультралинейный оконечный каскад).

Напряжение сигнала через компенсированный регулятор громкости (R1-C2) поступает на сетку первого каскада, выполненного на левом по схеме триоде лампы 6Н2П (VL1.1). Второй каскад усилителя собран на правой части той же лампы. Благодаря отсутствию конденсаторов, шунтирующих резисторы R3 и R14, каждый каскад охвачен отрицательной обратной связью по току, что уменьшает искажения усиливаемого сигнала.

Внешний вид второго варианта УНЧ

Между вторым и третьим каскадами усилителя включены три регулятора тембра, раздельно по низким (R6), средним (R10) и высоким (R12) частотам. Это позволяет изменять громкость звука и тембр усилителя в очень широких пределах.

Фазоинверторный каскад выполнен по схеме с расщепленной анодной нагрузкой. Здесь сопротивление анодной нагрузки разбито на две равные части, одна из которых включена в цель анода, а другая – в цель катода. За счет этого на них возникают сигналы, равные по величине, но сдвинутые по фазе на 180 градусов. Оконечный двухтактный каскад на двух лампах 6П14П собран по ультралинейиой схеме. Все остальное – как в первом варианте.

Принципиальная схема второго варианта УНЧЛамповые панельки (второй вариант УНЧ)Компоновка шасси (второй вариант УНЧ)Монтажная плата (второй вариант УНЧ)

Мною были испытаны усилители с трансформаторами ТАН29, ТАН41, ТАН55 и ТАН69, давшие отличные результаты.

Юрий КУРБАКОВ,

г. Тула

ЛИТЕРАТУРА:

Гендин Г.С. Высококачественные ламповые усилители звуковой частоты. МРБ вып. 1235-1999 г.

Сидоров и др. Малогабаритные трансформаторы и дроссели. М., Радио и связь 1985 г.

Комаров С. Ламповые УМЗЧ с трансформаторами ТАН. Радио № 5-2005 г.

Комаров С. УМЗЧ на «телевизионных» лампах с трансформаторами ТН. Радио № 12-2005 г.

Комаров С. УМЗЧ на «телевизионных» лампах с трансформаторами ТН. Радио № 1-2006 г.

Кацнельсон Б.В. Ларионов А.С. Отечественные приемноусилительные лампы и их зарубежные аналоги. Справочник. М., Энергоиздат, 1981 г.

Справочник радиолюбителя. Под редакцией академика А.И. Берга. Госэнергоиздат, 1957 г.

Цыкин Г.С. Электронные усилители. М., 1963 г.

 

Рекомендуем почитать

• «КУД-КУДА» НА МИКРОСХЕМЕ
  Обучить электронику кудахтать пытались многие. Зачем? Чтобы использовать столь необычный имитатор в устройствах сигнализации, игровых автоматах, часах, оригинальных детских игрушках. В…
• ЛИДЕРЫ ЭСМИНЦЕВ ТИПА «ЛЕ ФАНТАСК» (дополнение 1)
  В сентябрьском и октябрьском номерах журнала за этот год была опубликована статья, посвященная французским лидерам эсминцев типа «Ле Фантаск», истории их создания и службы. В настоящее…

Ламповые усилители, методика подбора выходных трансформаторов

В статье изложен порядок подбора унифицированных трансформаторов для схем двухтактных ламповых усилителей (анонс схем от С.Комарова в журнале Радио, 2005). Рассмотрению подлежит дифференциальное включение выходных трансформаторов. Статья написана преимущественно по проблеме построения выскокачественных двухтактных ламповых усилителей повышенной мощности. Задача повышения мощности высококачественного лампового усилителя может быть решена путём применения специальных выходных каскадов со сдвоенными трансформаторами. Такое включение трансформаторов называют дифференциальным. Выходные трансформаторы при этом должны иметь расщеплённую первичную обмотку.

Особенность дифференциального включения такова, что первичные обмотки двух трансформаторов оказываются включенными последовательно. Вторичные же обмотки двух трансформаторов комбинируют по обстоятельствам, под конкретную схему и совершенно конкретные режимные параметры. От двух трансформаторов можно отобрать удвоенную мощность. Либо можно трактовать эту мысль иначе. Применение двух трансформаторов вместо одного позволяет снизить магнитную индукцию в железе. От двух трансформаторов, включенных в единую упряжку можно получить удвоенное количество крайне полезных дополнительных обмоток. И именно эти обмотки можно использовать для обеспечения секционирования, а также применить комбинированные обратные связи, повышающие линейность звукового тракта. Ну и совсем очевидная мысль. Удвоение количества согласующих трансформаторов приводит к удвоению эквивалентной индуктивности. А это простейший признак резкого снижения нижней границы полосы пропускания усилителя. Вот вам и сюрпризец! Схема включения двухтактного выходного каскада лампового усилителя при этом несколько видоизменяется, становится перекрёстной. Но совершенно явно прослеживается необходимость соблюдения симметрии. Внимательное рассмотрение схемотехники дифференциальных выходных каскадов показало, что довольно просто реализовать ультралинейное включение типовых промышленных трансформаторов, достигнув при этом крайне высоких показателей качества УМЗЧ, при сравнительно небольших затратах. Остаётся только адаптировать под выходные каскады наиболее распространённые типы унифицированных трансформаторов. Решению этой задачи посвящено много исследований и соответственно значительная часть статей на моём сайте. Очень хорошо, если в распоряжении конструктора оказывается много одинаковых унифицированных трансформаторов. Есть возможность выбрать подходящие экземпляры.

Проблема дифференциального включения трансформаторов является частью более общей проблемы – последовательного включения обмоток, принадлежащих разным трансформаторам. Поскольку трансформатор – элемент нелинейный, постольку его ВАХ имеет характерный изогнутый вид, с явно выраженным коленом насыщения. При этом характеристики всех трансформаторов друг от друга отличаются, пусть даже несущественно, но отличаются. ВАХ трансформаторов имеют разную крутизну на всех участках. А поскольку при последовательном включении двух обмоток разных трансформаторов будет один общий ток, постольку напряжения на обмотках будут разными! Иными словами, если в сеть 220В включить две разные обмотки последовательно, то на одном трансформаторе может оказаться 80 вольт, а на второй 140 вольт. Причем для режима ХХ характерна одна рабочая точка. Как только подключают выходные обмотки, рабочая точка меняет свое положение. Если нагрузить только одну выходную обмотку, то несимметрия еще больше увеличится. Если нагрузить две обмотки, то несимметрия может уменьшиться. Последовательное включение выходных обмоток режим схемы существенно не выравнивает. А вот параллельное включение выходных обмоток несколько выравнивает режим по входу, немного придавливая магнитный поток в сердечнике. В любом случае, последовательное включение обмоток двух разных трансформаторов это ЭКСКЛЮЗИВ. Чтобы выровнять первичные напряжения, непременно нужен подбор трансформаторов.

Практическим подтверждением непростой ситуации с последовательным включением трансформаторов является отсутствие в литературе описания подобной задачи. Нету такой темы в учебниках вообще! Нету такой темы в умах здравых людей. Рассмотрение такой темы может возникнуть именно в примере дифференциального включения выходных трансформаторов лампового УМЗЧ.

Начинающим конструкторам ламповых усилителей нужно понимать, что от привлекательной таблицы выходных параметров лампового усилителя, с мощностями 50, 100 и 200 Вт, до его реализации в железе дистанция довольно большого размера. Ламповые усилители с дифференциальным включением выходных трансформаторов (С.Комаров, журналы Радио 2005-2006) обладают среди прочих бесспорным приоритетом. Это очевидный факт, поскольку они действительно отвечают высоким требованиям к аппаратуре Hi-End класса и обеспечивают не только колоссальные мощности. У них широкий частотный диапазон, вследствие значительной индуктивности по выходу, обусловленный фактическим применением сдвоенных трансформаторов в одном канале. Следует помнить, что в дифференциальных схемах применимы броневые трансформаторы, рассчитанные на напряжение 127/220 вольт, либо стержневые трансформаторы на 220 и 127/220 вольт, как показано на рисунке ниже. Нужно выполнение принципиального условия, обеспечить наличие расщеплённой первичной обмотки.

Ограничивающим фактором широкого распространения дифференциальных схем ЛУМЗЧ является требование тщательного подбора выходных трансформаторов. Это требование существует, и его выполнение обязательно. В противном случае по переменному току схема может оказаться кривобокой. Коэффициент использования лампочек может оказаться на уровне 20%, что сводит достоинства дифференциальной схемы к мизеру. Это требование С.Комарову известно, но говорить об этом избегают. Следует помнить, что выполнение этого требования имеет принципиальное значение для конструирования серьёзного лампового усилителя с высоким коэффициентом использования мощности. Для построения маломощных «пукалок» знать тему не обязательно. Можно и дальше заниматься детскими играми с электронными лампами, даже не понимая, что использовать трансформаторы в габарите 0,25кВА для построения 8-ми ваттного усилителя, например на лампочках 6с33с или EL34 просто смехотворно. Общая схема подключения дифференциальной пары трансформаторов в ламповый усилитель показана ниже. Это два разных по эфективности вариантов а включения трансформаторов ТПП. Причем нужно помнить, что для стержневых и броневых трансформаторов разметка выводов разная.

Очень удобно, когда количество симметричных обмоток достаточно велико. Это позволяет не только гибко варьировать сопротивление нагрузки, но ещё перемежать анодные обмотки, улучшая магнитную связь, а также использовать часть обмоток для катодных и сеточных обратных связей. Пример трансформатора построенного на основе известного трансляционного усилителя Респром показан на рисунке ниже. Этот трансформатор без перемотки годится для токовых лампочек типа 6П44С.

Пример схемы для трансформаторов типа ТН показан на рисунке ниже. При всей кажущейся на первый взгляд сложности схем, на самом деле они очень простые и даже тривиальные. По крайней мере грамотная распайка непременно ставит всё на свои места. А любители моточных процедур, не только молоденькие, но даже престарелые любители, презрительно называющие унифицированные трансформаторы «зелёнкой», нервно покуривают и отдыхают в сторонке. Как ни печально, но это факт. Унифицированные трансформаторы действительно непригодны для классического включения в двухтактные схемы. И эта граница останавливает людей с ограниченным кругозором. Но дифференциальная схемотехника запросто отодвигает эту границу. Просто нужно осваивать новое знание, как бы трудно при этом не было.

Подбор выходных трансформаторов выполняют в определенной последовательности. Следует сразу оговориться, что никакие манипуляции с намоткой выходных трансформаторов вручную здесь непригодны, самоделкины могут расслабиться. Как покажет текст методики подбора, представленный ниже, умельцам следует забыть или выбросить приобретённые моточные навыки на помойку. Ибо невозможно вручную обеспечить высокую повторяемость моточных узлов. Готовые трансформаторы это совсем не плохо, а очень даже удобно.

Вначале для трансформаторов всей кучи измеряют ток холостого хода при неизменном сетевом напряжении 220 вольт. Зафиксированное значение тока подписывают прямо на трансформаторе. Трансформаторы расставляют в ряд по мере возрастания тока, а для дальнейших сравнительных измерений берут рядом расположенные трансформаторы. Желательно, чтобы расхождение по токам не превышало несколько миллиампер. Это первый этап подбора трансформаторов.

На следующем этапе первичные обмотки трансформаторов распаивают по схеме дифференциального включения (всего три провода). Находят общую точку при перекрёстном соединении отводов 127 вольт. На крайние выводы аккуратно подают регулируемое напряжение от латра. Если распайка ошибочная, то ток при регулировании от латра будет резко увеличиваться. При правильной фазировке, ток последовательно включенных в сеть 220 вольт четырёх полуообмоток, окажется очень маленьким. Именно при такой распайке выполняют дальнейшие измерения.

На третьем этапе подбора, для достигнутого дифференциального включения пары трансформаторов, при помощи обыкновенного тестера измеряют ЭДС одноименных обмоток каждого из трансформаторов. Даже при одинаковом первоначальном токе холостого хода, ЭДС трансформаторов могут отличаться на 20-50%. Если расхождение велико, то трансформатор с меньшим холостым ходом заменяют на другой, ближний по току и повторяют измерение. Если подбор не получается, то варьируют трансформаторы с ближайшим большим значением тока ХХ. Выравнивание ЭДС до 5% можно считать подходящим. Ставить при подборе в пару трансформаторы с расхождением токов холостого хода на 10 и более мА бессмысленно, симметрии достигнуть не удастся.

Четвертым этапом проверки служит сравнение напряжений на самих половинках первичных обмоток трансформаторов, включенных последовательно. Эти напряжения должны быть также одинаковыми с достаточно высокой точностью. Опыт показывает, что из кучки в 50 мощных серийных трансформаторов ТН или ТПП можно найти 5-6 пар симметричных трансформаторов с точностью вплоть до 1%. Однако подбор по параметрам холостого хода недостаточен. Оказалось, что важное значение для снижения уровня искажений нагруженного усилителя имеет подбор под нагрузкой. Дело в том, что в точке холостого хода параметры могут совпасть. А вследствие разного качества стали и собенно качества подгонки сердечников по зазору вебер-амперная характеристика может оказаться разной крутизны. Вот и нужно более тщательно проверить симметрию, проверить под нагрузкой.

На последнем этапе подбора выполняют сравнение напряжений одноименных обмоток пары трансформаторов под нагрузкой. Для этого вторичные обмотки дифференциальной пары соединяют последовательно и нагружают резистивным током до 50% номинального. Причем нагружают трансформаторы не менее чем на 30% эквивалентной мощности. Желательно последовательно включать обмотки с одинаковым номинальным током. В указанном режиме допустимым можно считать расхождение напряжений одноименных обмоток не более 5%. Достигнутая степень симметрии позволяет считать пару трансформаторов пригодной для лампового УМЗЧ объективно высокого качества, очень высокого и довольно большой мощности. Пример идеально подобранных пар показан ниже. Исходный ток холостого хода каждого трансформатора 10мА. Точность подбора реально высока и расхождение не превышает 1-2%. Уважаемые телезрители, повторю существенное соображение. При проведении измерений нужно контролировать уровень сетевого напряжения. Щас зима и оно может плавать, даже в течение минуты. Люди и автоматика спорадически подключают мощные нагреватели, а сети в квартирах слабые. Поэтому я использую ЛАТР, периодически поглядываю на вольтметр и регулирую бегунок ЛАТРА при провалах и бросках напряжения.

Матёрые радиолюбители, думаю сразу поймут, смысл излагаемого материала. А вот наглецы и малограмотные «старички» могут рассердиться на такую болтовню. На что я могу ответить простыми фактами. Для меня ярким подтверждением стали сообщения одного иногороднего радиолюбителя. Судя по всему, очень немолодого уже радиолюбителя, прошедшего школу транзисторной электроники, а также промышленные проекты. Так вот смысл этого сообщения в следующем. Человек попытался по моей методике подобрать пару трансформаторов из своих запасов. И он был шокирован результатом. Оказалось, что из 10 трансформаторов одинакового типа ему не удалось найти симметричную пару для схемы Комарова! Вот вам и реальность. Попробуйте вытереть влагу под носом и самостоятельно подобрать себе трансформаторы, замахнитесь на любую схему от Комарова. Вот тогда и появится повод перечитать мои сообщения на сайте. Можно привести ещё более весомое сравнение. Подбор трансформаторов дифференциальной схемы грубее применения симметричных транзисторов во входном дифференциальном каскаде, но не менее важен. Для ровных входных дифкаскадов применяют специальные микросборки с заведомо симметричным транзисторами на общем кристалле. Это норма, и другое не приходит никому в голову, поскольку всё остальное приводит к кривому результату.

Иногда в руки попадают уникальные трансформаторы. Вот, например английские тороидальные трансформаторы в габарите 0,2кВА. Для дифференциальной выходной схемы пары маловато, зато под классический двукхтакт на триодах 6С33С они подходят изумительно при приведенном сопротивлении около 1,5-2 кОм.

Применение в ЛУМЗЧ серийных броневых трансформаторов, подобранных подобным образом, в качестве выходных трансформаторов, обеспечивает максимально возможное использование выходных ламп двухтактного каскада и позволяет загонять их в режимы, на 20-30% и более превышающие номинальные. И это при небольших искажениях. Следует обратить особенное внимание на традиционные рекомендации и предпочтения, которые обычно пишут в конце статей авторы. Важнейшей следует считать такую строчку: Собирать усилитель нужно обязательно из исправных деталей. Собирать усилитель надо по номиналам, указанным на схеме. Рекомендации по точности подбора номиналов также указывают, причём нередко требования чрезмерные. В абсолютном большинстве случаев в ламповом усилителе применение деталей с отклонением от номиналов в 5-10% вполне допустимо и нормально. Большое число спекуляций, важное надувание губ, а иногда даже истерики связаны с жесткостью исполнения безумного требования, — обязательного применения резисторов в классе точности 1-0,5%. Это очевидная глупость. А кто не хочет этого понять, тот пусть отнесёт это к маркетинговым понтам для удорожания изделия. Подбирать с высокой точностью в ламповой схеме приходится один или два номинала. Причём подбирать нужно не под надпись на схеме, а подбирать приходится по месту (по режиму), исходя из условия обеспечения минимально возможных искажений конкретного усилительного каскада. Торговые же марки отдельных используемых компонентов значения не имеют. Никакой рекламы отдельным брендам конденсаторов или резисторов в статьях давать не следует. Бесплатно чужие железки и чужие торговые марки рекламируют только дураки. Если вам встретилась даже неплохая статья, в которой при описании собственной конструкции автором навалена куча рекомендаций про применение тех или иных конденсаторов или резисторов, то просто нужно знать, что этот автор — болван. А возможно автор преследует лукавую маркетинговую цель, за которую ему заплачено или он запланировал получение от этой скрытой в статье рекламы собственного дохода.

Ниже на фотографиях показаны комплекты канадских трансформаторов, вполне пригодных для двухтактных схем, поскольку первичная обмотка расщепленная, а каждая половинка рассчитана на номинальное напряжение 115 вольт. Габаритная мощность железа соответственно под 48ВА и 70 ВА. Именно признак расщепления первичной обмотки служит критерием применимости трансформатора для двухтактного лампового усилителя. Однако при этом не следует забывать второго ключевого условия применимости. А именно — ток холостого хода такого трансформатора должен быть мизерным. Для примера, можно приближённо прикинуть индуктивность первичной обмотки транса в сети 50 Гц. Зная напряжение и ток ХХ обмотки легко рассчитать L для циклической частоты 314, учитывая, что величина R несравнимо мала. Если полученное значение индуктивности меньше 15-20 генри, то трансформатор не будет удовлетворительно воспроизводить  низкочастотный диапазон. И дорога такому трансформатору в силовые схемы, а не в звук.

На показанных буржуйских трансформаторах можно построить замечательные низковольтные дифференциальные каскады. Первоначально их было достаточно большое количество и куплены они практически по цене металлолома. Однако значительная часть этого железа уже продана, как говорится на корню. Люди постепенно понимают смысл, излагаемого в моих статьях материала. Можно заметить, что в жизни человеков есть и другие, вполне очевидные вещи, которые людям давно пора понять (например, Новая хронология А.Фоменко). Однако степень загруженности мозгов мусором велика. Объективно велика засранность мозгов и это печально.

Достижимыми мощностями для ламповых УМЗЧ при построении высокосимметричных двухтактных дифференциальных схем можно считать значения в 80-100 Вт. Анодные напряжения дифференциальных схем (ТН, ТС, ТП, ТПП) лучше ограничивать на уровне 400-500 вольт. Повышение анодного напряжения вплоть до 800-1000 вольт можно пробовать только при переходе к симметричным дифференциальным схемам, на трансформаторах ТАН, подобранных таким же образом. Дополнительно стоит упомянуть про рассуждения форумчан, нередко встречаемые в тырнете. Например, про якобы несоответствие параметров, Комаровских схем, заявленным в статьях ТТХ. Смею заверить читателя, что в собранном из исправных деталей усилителе по дифференциальной схеме, если выходные трансформаторы подобраны по условию симметрии и соответствуют правильной распайке выводов, тактико-технические характеристики звукового тракта вполне соответствуют заявленным. А прежде чем рассуждать про недостатки схем Комарова нужно просто обыкновенно вымыть руки, себе любимому. Небрежности и наплевательство совков в сборке схем присутствуют всюду и почти всегда. Поэтому прежде чем хрюкать, вначале нужно преодолеть совковый менталитет и просто попытаться создать что-нибудь своё, авторское. Сергей Комаров просто молодчина. Он сделал важное дело. Он соорудил для толпящихся корыто и насыпал туда корма. А что будет дальше — зависит только от совка. Или кормиться из этого корыта или гадить в него, решайте самостоятельно. Главный критерий создания усилителя по схемам с дифференциальным включением трансформаторов это тщательность. Подбор дифференциальной пары выходных трансформаторов обязателен. Вначале полностью собирают и правильно распаивают блок выходных трансформаторов. Затем его тестируют под напряжением, проверяя правильность фазировки всех обмоток и фиксируя цветовое обозначение всех проводов по витым парам, ведь их довольно много. Только после этого блок выходных трансформаров экспортируют в конструкцию смонтированного усилителя. Тоже самое настоятельно рекомендую делать при конструировании блока питания. Вначале собирают монолитную конструкцию блока питания, со всеми трансформаторами, конденсаторам, дросселями и прочей требухой. Затем блок питания настраивают и испытывают под нагрузкой. Только после этого готовый модуль БП экспортируют в корпус усилителя. Помните, что в реальности конструкция большого лампового усилителя довольно сложна. А интернет-фотографии, с сопливым беспорядочным или с геометрически правильным монтажом от Гуру для трёх конденсаторов, внутри пустого корпуса усилителя — это детские игрушки. В действительности места внутри корпуса всегда не хватает, его всегда в обрез! Поэтому конструкцию приходится тщательно-претщательно проектировать заранее.

Крайне важно сделать ещё одно замечание, которое позволит телезрителям адекватнее представлять реальные мощности ламповых усилителей и отличать действительное положение вещей от вымысла. Бредятина с китайскими ваттами начинается исключительно вследствие маркетинговых ходов. Это замануха для дураков. В ламповой технике также следует помнить простые правила. Например, полезная мощность усилителя не может быть больше активной мощности, рассеиваемой на аноде лампы. Так, если усилитель собран на двух лампах 6П14П, то его мощность не может быть более 14 ватт. Это как автомашина Запорожец. Ну не может она развивать мощность и скорость как Бугатти. НЕ МОЖЕТ! Именно поэтому достижение колоссальных ламповых мощностей 100 в более Вт предполагает параллельное включение подобранных выходных тетродов или пентодов. Следует помнить, что Сергей Комаров это правило знает. И когда он пишет статьи про ламповый усилитель с парой выходных трансформаторов ТН61 (по 200Вт), то знает, что мощность такого усилителя не может достигнуть 400 Вт, т.е. удвоенной мощности трансформаторов 200Вт, если трансформаторы эти питаются всего от пары ламп EL34. 400 Вт в данном случае — это мощность железа. Мощность же в акустике не может взяться из ниоткуда. Очевидно, что для повышения тяги транспортного средства нужно увеличивать мощность моторов, их количество или габарит. Вместо 6П3С можно поставить ГМ70. Или же применить параллельное включение тщательно подобранных ламп 6П3С по 3-4 штуки в плече. Поэтому за таблицами с дикими мощностями трансформаторов двухтактных ламповых усилителей у Комарова спрятана параллельная работа лампочек, показанных в статье. Либо нужно переходить на более крупные лампочки.

При практическом построении обычного лампового УМЗЧ следует избегать выходных триодов. Это понты и гемморой по сравнению с выходными тетродами и пентодами. В усилителе высокого класса и большой мощности предпочтительно ультралинейное, супер-пентодное или супер-триодное включение выходных ламп. Для сдвоенных, строенных или счетверенных мощных выходных пентодов нельзя тупо складывать мощности параллельных ламп. Всегда присутствует эффект ослабления эквивалентной мощности. Ведь ВАХ кривые, режимы не 100% согласованы, фазовые несовпадения огромны. Это китайцы для своих усилителей применяют дурные цифры мощностей. Дикие мощности в надписях получают очень просто. Берут например режим КЗ для источника питания, при котором он потребляет из сети 3 ампера, тогда мощность устройства легко подсчитать по формуле 220х3=660 ватт! Вот так и получается усилитель мощностью 660 ватт. Это одна из маркетинговых штучек для малоразборчивых покупателей.

Взрослые дяди, прекращайте верить в сказки, оставьте это удовольствие детям.

                  Евгений Бортник, Россия, Красноярск, январь 2016 года

Персональный сайт — Главная

 

 

Автор: Тимошенко Андрей (журнал «Радиолюбитель), город Железногорск, Курская область

В технической литературе в вопросах, касаемых ламповых усилителей мощности, всегда говорится о выходном трансформаторе, как об одном из важнейших компонентов усилителя, приводятся формулы для его расчета. Однако, крайне редко упоминается о методах, приемах, полезных при создании выходного трансформатора. Единственная статья, немного осветившая этот вопрос — [1], впрочем и к ней можно много чего добавить. Полезно указать технологические приемы, позволяющие существенно улучшить звучание трансформатора, а так же устранить влияние на него воздействия внешних магнитных полей или улучшить уже готовыетрансформаторы.

Логичен вопрос: почему ламповые усилители стоят так дорого, хотя ими не озвучить стадион??? Дело здесь не в выходной мощности, а в верности воспроизведения. Приглядитесь на предлагаемый ассортимент: чаще всего это двухтактные схемы, работающие в классе А, либо просто однотактные схемы, которые, как известно, работают исключительно в классе А (в редких случаях А2 с токами сетки). В таком классе оконечный каскад потребляет немалый ток, и его КПД ограничивается в лучшем случае 10-15% от полной потребляемой мощности. Поэтому в подобных усилителях нужен солидный силовой трансформатор. Учитывая мощность, уходящую на накал ламп нетрудно подсчитать, что для стереоусилителя с выходной мощностью 5-10 Вт на канал, работающий в классе А в качестве силового понадобится трансформатор вроде ТС-180. На нем при помощи транзисторного или микросхемного тракта можно собрать и приличный 100-ваттный усилитель, но лампы дают более живой и реалистичный звук по сравнению со своими полупроводниковыми собратьями. Использование обратных связей нежелательно, так как от этот значительно страдает микродинамика воспроизведения. Лучше всего использовать усилители класса А с акустикой чувствительностью не менее 90дБ. Не смотря на скромные параметры КАЧЕСТВЕННО такой аппарат изготовить сложно. Технологических причин высокой цены ламповых усилителей много, все они упираются в качество используемых компонентов. Самый дорогой компонент в таком усилителе, как правило, это выходной трансформатор. Казалось бы — что сложного намотать на каркас пару-тройку обмоток и установить его в железо??? Дело в том, что для равномерного усиления по всем звуковым частотам (20-20000 Гц) не только первичная, но и вторичная обмотка должны быть секционированы, что так же вызывает определенные трудности намотки, особенно если она ведется вручную. К тому же при секционировании уменьшается паразитная емкость трансформатора и, как следствие, расширяется его рабочий диапазон частот. Полезно делать межсекционную изоляцию большей толщины, чем межслойную. Однако, чем больше всяких прокладок, тем меньше коэффициент заполнения окна по меди, тем меньше КПД трансформатора. А это плохо, хотя бы потому, что сильнее влияет нелинейность намагничивания сердечника. То есть часто приходится искать «золотую середину». Не обязательно, но довольно желательно, делать пропитку трансформатора. Как известно, при даже при работе на нагрузку звуковой трансформатор звучит, а если включить ламповый усилитель без нагрузки, то можно довольно громко услышать музыку, издаваемую, как это не странно на первый взгляд, именно трансформатором, точнее — проводами его обмоток. Однако, подобное включение может привести к пробою обмоток и выходу трансформатора из строя. «При работе многих электроприборов можно услышать исходящий от них шум. Шум устройств, питающихся от бытовой электросети может быть похож на жужжание или гудение. Одна из возможных причин этого — магнитострикция сердечников в индуктивных конструкциях, таких так трансформаторыили дроссели. При протекании переменного тока через их катушки создаётся переменное магнитное поле такой же частоты, которое заставляет ферромагнитные сердечники сжиматься и растягиваться (с частотой 100 Гц для 50 Гц тока, или кратных частотах), которые в свою очередь передают эти колебания в воздух и другим элементам конструкции. Громкий шум может значительно ухудшить экологию окружающего пространства. Действие вибрации на внутренние элементы конструкции может послужить причиной развития трещин, способных вывести прибор из строя.» (по данным сайта www.wikipedia.org) Поэтому, чтоб провода в обмотке не колебались, по крайней мере в звуковом диапазоне частот, желательно делать пропитку обмоток. Еще вариант — несколько часов варить катушку трансформатора в воске (парафине), либо индивидуально пропитать каждый слой или секцию (ведь в секции может быть и несколько слоев) воском, что очень трудоемко. Впрочем, воск — далеко не единственный материал, годный для пропитки обмоток. Так же можно использовать эпоксидную смолу. Однако, она дает усадку и сильно разогревается при застывании. При правильной технологии всех этих неприятностей можно избежать. В профессиональном трансформаторостроении, как правило, эпоксидная смола применяется для самых дорогих и ответственных трансформаторов. Только нужно учесть, что трансформатор в экран с таким наполнителем вы поместите навсегда и его нельзя будет достать для замены или ремонта. Жидкие гвозди сильно дают усадку после высыхания, поэтому с ней надо просто аккуратно работать,не превышая критических объемов.

Экранировать звуковой трансформатор полезно, так как. внешние наводки так же влияют на звук. Эффективность магнитных экранов увеличивается с ростом частоты и толщины стенок. Однако, с увеличением размеров экрана его эффективность снижается. Основными материалами для таких экранов нужно выбирать магнитомягкие материалы: технически чистое железо (АРМКО, 005ЖР, 008ЖР), карбонильное железо, низклуглеродистые нелегированные стали пермаллои. Эти материалы, имеющие требуемые магнитные свойства, удобны для изготовления экранов. Лучшими материалами для магнитных экранов следует считать железоникелевые сплавы (пермаллои), обладающие наибольшей магнитной проницаемостью в слабых магнитных полях. С учетом пригодности к пластическим деформациям лучше всего применять пермаллои марок: 79НМ, 80ХНС, 50ХНС, 81НМА [2]. В любом случае звук с экраном и без него заметно отличается.

Не всякий провод пригоден для намотки. Не следует использовать провод от старых трансформаторов или дросселей, бывших в эксплуатации. В процессе работы эти компоненты могли разогреваться до высоких температур, от чего слой лакоизоляции может быть поврежден, и вероятность возникновения короткозамкнутых витков при намотке таким проводом резко возрастает. Крайне нежелательно мотать одну обмотку поочередно проводами различных диаметров (например, когда заканчивается один провод, а домотать надо, и взамен доматывают проводом близкого по величине диаметра). Кстати, при изготовлении трансформатора по его описанию следует учитывать какой диаметр провода дается — по лаку или по меди.

Магнитопровод — так же далеко не случайный компонент в выходном трансформаторе, лучший материал для него — пермаллой. Чаще всего радиолюбители используют магнитопровод от трансформаторов старой аппаратуры. Магнитопровод таких трансформаторов, как правило, ржавый. Слой ржавчины можно удалить напильником или растворить соляной кислотой. Затем магнитопровод следует тщательно промыть проточной водой и просушить. Пластины магнитопровода полезно проклеить тонкой бумагой, либо залакировать. Лакировать можно через одну. То есть необходима электрическая изоляция пластин как можно более тонким диэлектриком. Здесь ситуация немного похожа на случай с толщиной межобмоточной изоляции.

Отдельный вопрос — стяжка магнитопровода. Впрочем, тороидальный магнитопровод в стяжке не нуждается, но здесь возникает сложность с самой намоткой. Ш-образное железо трудоемко в сборке. Для примера попробуйте разобрать сердечник, например ТСШ-150, и затем собрать все его пластины обратно, то есть вперекрышку. Придется попотеть. Наиболее универсальным в плане сборки является U-образный сердечник. К нему, как правило, прилагаются стяжки (опять же вспомните ТС-180 из телевизора), и его удобно собирать/разбирать. Важно, чтоб при разборке такого магнитопровода не образовались трещины между пластинами, из которых он состоит. При образовании трещин их необходимо проклеить, например, эпоксидной смолой, иначе при включении трансформатора с поврежденным сердечником в сеть магнитопровод будет характерно трещать и греться. При сборке U-образного сердечника полезно пространство между его половинками промазать тонким слоем эпоксидной смолы для большей фиксации. Трансформатор с Ш-образным сердечником полезно устанавливать в металлический кожух. Он выполняет две функции: производит дополнительную стяжку трансформаторного железа, а так же служит элементом, посредством которого трансформатор крепится к корпусу усилителя. То же самое можно сказать о функциях стяжек U-образного сердечника. Силовые тороидальные трансформаторы, как правило, к корпусу крепят болтом, пропущенным через его (тора) отверстие. Со звуковым трансформатором делать так нежелательно, так как стальной болт, являясь магнитным материалом, находясь внутри тора, оказывает на него влияние, на звук, соответственно, тоже. Для примера поднесите при работе лампового усилителя к его выходному трансформатору магнит. Звук ощутимо изменится. Влияние болта, конечно, не так значительно, но, тем не менее, так же нежелательно. Впрочем, порой бывает удобнее фиксировать трансформатор в экране каким-либо наполнителем (о нем было сказано выше), предварительно выведя наружу экрана выводы обмоток для соответствующей коммутации.

1. Гендин Г. — Особенности конструирования современных ламповых УЗЧ. — Радио, 2003, №2, с.15-17.
2. Прасов М. Т. Разработка и оформление электрических схем ЭВС: учебное пособие / М. Т. Прасов, Э. В. Мысловский. – ОФ МИП, 1990.

Поматериалам с сайта http://www.heavil.ru

 

Выходной трансформатор из 2 х тв 3ш. Твз в ламповом умзч

Продолжение статьи по материалам электронной сети Интернет с размышлениями из «Записной книжки» Юрия Игнатенко , а также моими комментариями и поправками

Выходной трансформатор.

Выходных трансформаторов в стереоусилитель нужно два. В однотактных схемах годятся ТВЗ1-9, ТВЗ1-2, ТВ-2Ш, ТВ-2Ш2. Потому, что у них вторичная обмотка намотана первой, в нижнем слое обмотки, у керна, а потом идет первичная. Можно домотать ещё, поверх первички, вторичку и соединить с нижней вторичной обмоткой параллельно. Получится лучшее сцепление магнитного потока и более равномерная и широкая полоса пропускания. Хорошие результаты в звуке дают секционированые ТВЗ. Есть ощущение, что выходные трансформаторы, намотанные внавал звучат лучше. Видимо потому, что меньше межвитковая и межобмоточная ёмкости. УНЧ звучит прозрачней. Но в этом случае провод в выходнике нужно применять с двойной, усиленной изоляцией. Эмальпровод ПЭВ-1 и ПЭВ-2 лучше не применять.

Вопрос . Каков Ваш совет набора ламп и схемы именно под ТВЗ-1-9 ?

Ответ. ТВЗ1-9 под 6П1П, 6П14П, 6Ф3П, 6Ф5П, 6П6С и с трудом под 6П3С. Изготовлен он под 40мА анодного тока. Дорабатывая его, доматывают только вторичку, расширяя АЧХ в области ВЧ. А НЧ (примерно 60 Гц) так и остаются. Доматывая в первичке, 400-500 витков, расширяют АЧХ в области НЧ. А применив дополнительно ООС, с выхода ТВЗ в катод драйвера, можно расширить диапазон до 35Гц по уровню -3dB. Под такой ТВЗ лампу 6П3С лучше не ставить, великовата. Будут искажения, сердечник раньше насыщается. А вот лампы 6П6С и 6П14П самое то.

Чем хорош ТВЗ1-9, тем что вторичка 58 витков намотана внизу, потом первичка 2100-2200 витков. Поэтому намотав поверх первички ещё слой вторички получают секционирование. Поверх вторички кладут ещё два слоя первички 300-400 витков и получают лучшее сцепление магнитных полей между обмотками. Для этого ТВЗ-1-9 разбирают, убирают верхний слой слой защитной бумаги до первичной обмотки. Отгибают вбок площадки с монтажными лепестками, куда припаяны выводы обмоток. Кладут два слоя писчей бумаги. Витки мотают по ходу, какова намотка у трансформатора. Это 58 витков провода диаметром 0,55-0,6 мм, а далее два слоя бумаги. Затем мотают 300-400 витков проводом диамера 0,15 мм. Проверяя заполнение не по щёчкам, а по внутреннему размеру Ш-образного железа. Оставляя зазор на один слой защитной бумаги, что снят с трансформатора в начале. В щёчках для закрепления новых выводов обмотки, по углам делают отверстия. Собирают трансформатор уложив в зазор тонкую папиросную бумагу или алюминиевую фольгу. Первички соединяют последовательно. При этом получается отвод для ультралинейного включения. Вторички соединяют паралельно. Второй трансформатор доматывают аналогично. После изготовления проводят измерения.

Первички обоих трансформаторов соединяют последовательно и подают 220 вольт. Измеряют напряжение на каждой первичке. Должно быть одинаково 110 и 110 вольт. Но получается всегда разное. Для выравнивания постукивают молоточком по пакету перемычек в том трансформаторе, где напряжение меньше и контролируют напряжение. Подгоняя таким образом выравнивают индуктивность трансформаторов. При этом характеристики можно считать одинаковыми. АЧХ усилителей с такими трансформаторами будет примерно 40Гц -30кГц с завалом на краях -3dB .

Вопрос. Хочу ставить ТВЗ-1-9. Нагрузка 8 Ом, объясните еще раз как его правильно переделать.

Ответ. Разобрать. Снять внешнюю бумагу. Откроются клеммы с припаянными проводами. Отогнуть картонки с клеммами в стороны. Убрать бумагу до первичной обмотки. Вывод обмотки скручен с выходным проводом. Одеть бумажку 1х2 см согнув пополам на это оголённое место. Потом вырезать бумагу по ширине из школьной тетради, и дать два слоя. Закрепить клеем ПВА и подсушить. Далее мотают 58 витков 0.38-0.41 (один слой), а затем слой бумаги и мотают 24 витка 0,8 мм и опять два слоя бумаги, а картонку под выводы. Выводы возвращают на место и сверху приматывают изолентой ПХВ. Собирают транс не забыв вложить прокладку, фольгу от сигаретной пачки или от шоколада. Через лампочку или ЛАТР подключают первичку в сеть. И соединяют домотанные 58 витков с родными 58 витками впараллель, согласно. Встречное включение бессмысленно, поскольку приводит к короткому замыканию обмоток друг на друга. Потом 24 витка последовательно соединяем с этими обмотками, измеряя согласное включение прибором, чтобы напряжение увеличилось а не уменьшилось при соединении. Получаем 82 витка но мощнее, толще. И сцепление магнитного потока будет больше, и выходное сопротивление меньше. Теперь о нюансах. Включаем оба выходника в сеть 220 В, соединив их первички последовательно. Измеряем тестером напряжения на первичках. Например на одном будет 97 вольт на другом 120 вольт. Следовательно индуктивности разные у выходников. Витки одинаковы. Значит зазоры разные. Берём молоток и постукиваем по нижней части (перекрышке) того выходника, у которого меньше напряжение. Постукиваем пока не сравняются напряжения. Вот теперь оба трансформатора одинаковы и их можно ставить в стерео усилитель.

Вопрос. У меня ТВЗ1-9 с первой вторичкой. Как сделать отвод для ультралинейного включения? Планирую именно ультралинейную схему собрать.

Ответ. Ну вы же первичку доматываете 400 витков. Вот и получается отвод для УЛ включения. Кроме этого можно и катодную обмотку намотать.

Вопрос . А вот здесь, если можно, подробней. Конкретные условия каковы?

Ответ . Первичку оставляем на каркасе и доматываем — вторички слой, первички два слоя, вторички слой, первички два слоя. И т.д. Первички всего 2500 витков 0,14. (примерно) Вторички 65 витков на акустику 4 Ома. Желательно подобрать диаметр провода, чтобы 65 витков ложилось от щёчки до щёчки в один слой. Потом секции первички соединяем последовательно. А вторичку все секции параллелим. Получается супер транс выходной, т.к. АЧХ отличная. Железо начиная от сечения ТВЗ и до в два раза больше. 4-8 кв.см.

Вопрос . Можно ли применить ТВК 110 ЛМ в качестве ТВЗ?

Ответ . ТВК 110 ЛМ не переделанный не играет никак. Валить начинает с 2 кГц.

Поэтому сматываем вторички. Мотаем 55 витков 0,5 (это слой один) затем 200витков. 0,15 опять слой 0,5 и опять 200 витков 0,15 опять слой 0,5. Потом 10 вит +24 витков 0,9. Это под 4 и 8 Ом. Вот тогда получается правильный трансформатор. Перемотаный линейный от 30 Гц до 35 кГц. ТВК110ЛМ я мотаю так. Сматываем две верхние вторички, снимаем бумагу отделяющую первичку от вторичек, ставим свою бумагу, слой потоньше (хорошо от кассовых аппаратов подходит). Но можно и писчую… Мотаем 62 витка 0,43, потом слой бумаги, потом мотаем 200 витков 0,15; бумага и опять 62 витка 0,43 и опять бумаги слой и 200 витков 0.15 и опять 62 витков 0,43. Это на 4 Ом акустику. Если 8 Ом то поверх ещё мотаем 24 витка с отводом от 10 витка проводом 0,8мм.

Подключил в УНЧ на 6Н2П и 6П14П вместо ТВЗ-Ш (Юрий это УНЧ который в г.Саки был на ТВЗ-Ш) и измерил КНИ, ИМД и снял АЧХ. Так же подключил от УРАЛ-111 выходник. Вот АЧХ. На ТВК переделанном. Самая лучшая АЧХ и самый меньший КНИ. Рекомендую ставить ТВК 110 ЛМ. На ТВЗ-Ш КНИ 3,7% ИМД 5,1% при 4 ватт. На ТВК КНИ 2,8% ИМД 3,3% при 4 ватт. Завал на 30 гц у ТВЗ-Ш 4dB у ТВК 110 1dB всего. Теперь по КНИ и ИМД. ТВЗ1-9 выходник 6П14П. Анодное 290 В, экран 262В, КНИ 5,5%, ИМД 8% 4 Ом — 4 ватта. Анодное 326 В, экран 302 В. КНИ 2,6% ИМД 3,5% 4 Ом — 4 ватт. На обмотке ТВЗ падает 15-17 вольт поэтому на аноде 275 и 310 вольт в схеме.

Если ТВЗ мотают на стержневом ТС-40 (двухкатушечном), то достаточно две вторички на каждой катушке. В параллель получается четыре вторички. Первички последовательно для однотакта. И последовательно со средней точкой для двухтакта. Это универсальный выходной трансформатор. Под УНЧ мощностью от 4 до 16 ватт однотакт и до 25 ватт двухтакт. Там видите мотаю ещё слой катодная обмотка 140 витков. Она понадобится позднее.

Примечание. Автор немного преувеличивает верхнее значение звуковой мощности, которую можно отобрать от ТВЗ на ТС-40. Как правило, при расширенном частотном диапазоне базовую мощность трансформатора для 25 Вт звука закладывают в 2,5 — 3 раза больше. Если массогабаритные ограничения для УМЗЧ отсутствуют, то и 4-х кратный запас не помешает для снижения индукции. Дальнейшее увеличением массы уже неоправдано, хотя и не запрещено. Евгений Бортник

Если мотают на ТС-40 на ШЛ сердечнике, то все вторички сматывают. В первичке уже намотано 1600 витков (это бывшая сетевая), мотают слой вторички, потом два слоя первички, далее опять слой вторички, затем первичку и т.д. ТС-60 (на сердечнике ШЛ) также хорош для ТВЗ. Особенно те ТС в которых первичка внавал намотана. При намотке внавал а не рядками — ёмкость межвитковая и межобмоточная меньше и ТВЗ звучит на высоких лучше. У этих ТС первичка имеет 1450-1600 витков. Её оставляют. Потом кладут ряд провода 0,51 вторички — это 54-56 витков. Расстояние между щёчками 30мм. Потом кладут три ряда 0,23, потом один ряд 0,51, потом три ряда 0,23, потом ряд 0,51, потом ряд 0,8мм с отводами через каждые 5 витков. Будет вам ТВЗ на все случаи жизни. Зазор в магнитопроводе 0,15 делают только в сердечнике, который находится внутри катушки. Капля клея на каждый торец,потом пинцетом кладём два квадратика бумажки точно вырезанных по сечению каждой половины сердечника. Потом капля клея на бумажки и на внешние торцы подков и вкладываем половинки сердечника сверху катушки. Потом сжимаем грузом и оставляем на сутки.

Если есть силовик от магнитофона Маяк. Можете смотать верхние обмотки и экранирующюю. И начинаете мотать поверх сетевой (содержащюю 1600витков) один слой вторички 60 витков проводом 0,6мм. Потом первичку два слоя 0,27мм 200 витков. Потом вторичку один слой 60 витков, потом первичку два слоя 200 витков и опять вторичку один слой 60витков и первичку два слоя 200 витков и ещё 40 витков 0,9мм вторичка. Первичку последовательно соединить. Вторичку (обмотки по 60вит.) паралельно. Получится прекрасный ТВЗ допускающий работу в ультралинейном включении.

Вопрос . В итоге должен получиться вот такой трансформатор:? Получится первичка — 2200 витков, вторичка — 60-60-60 витков это на нагрузку 4 Ома? И еще вопрос, что за обмотка 40 витков проводом 0,9? Это для нагрузки 8 Ом?

Ответ . Да три вторички параллельно и 40 витков последовательно с ними если акустика на 8 Ом. Если только 4 Ома, то её не мотать. Если только 8 Ом, то мотать только три обмотки по 90 витков.

Вопрос . Подскажите, с какими еще лампами Вы используете трансформатор с этими моточными данными?

Ответ . 6П3С, 6П36С, 6П41С и т.д. И под 6П14, 6П1П, 6П6С пойдут. Нужно понимать, что намоточные данные не так критичны. Витки обмоток можно варьировать в широких пределах, а не рассчитывать до половинки. Например, число витков 2188 для первичной обмотки — это дурь. Дело в том, что трансформаторное железо от партии к партии разное. И особенно зазор у всех ТС разный.

Вопрос . Как правильно подключить первичку ТВЗ?

Ответ. Бывает по разному. Если от Маяка берёшь и оставляешь первичку, потом вторичка, первичка, вторичка, первичка и т.д. то к аноду лампы подключают 1-й вывод от железа. Всё я сделал согласно Вашим рекомендациям. Получилась вот такая схема:

Обмотка 1-2 родная, сетевая на внутреннем каркасе который я вынул и ничего с ним не делал, перематывал только внешний каркас. 2-1-2-1-2-1 + обмотка для 8-ми омной акустики. Зазор в сердечнике — бумага 0,18 мм.

Вопрос . Почему подключать к аноду лампы нужно1-й вывод первички от железа?

Ответ. Почему способ её подключения влияет на АЧХ, вернее как включить её. То что влияет, видим на АЧХ и слышим ушами. Всё дело в межобмоточной ёмкости. Берём ТВЗ который намотали на железе от ТС Маяк. Идёт 1600 витков первички (сетевая обмотка бывшая) потом мотаем слой вторички, потом два слоя первички, потом слой вторички и т. д. Подключив вывод который находится в начале у железа к аноду лампы мы имеем малую ёмкость этого слоя первого относительно железа и корпуса соответственно. Ведь там каркас из толстого картона и первый слой удалён от сердечника на 1,5-2 мм. Поэтому анод лампы будет отдавать ВЧ в трансформатор выше по частоте без завала. А если подключим конец, верхний вывод. Там ёмкость межобмоточная большая, тем более много секций и будет завал на ВЧ. Этот трансформатор подойдёт и для 6П36С и для 6П45С. Так что у вас впереди ещё куча экспериментов. Удачи!

Здесь показан порядок намотки, рекомендации и разъяснено, почему так лучше, а так не надо делать. Не надо точно повторять. Но общее соблюдать надо! Если используете ТС для намотки ТВЗ то не сматывайте первичку. Тем более что нам нужна именно та заводская обмотка, что бы начало её подключить к анодам ламп, что б меньше влияла ёмкость с анода лампы на вторичку заземлённую. Чтобы у анода лампы располагалась чистая индуктивная нагрузка. Чтобы звук был прозрачным. Ещё лучше если первичка намотана внавал — тогда прозрачность звука ещё выше. Единственно если сами мотаете в навал и мотаете проводом БУ, смотанным с транса, то возможна вероятность межвиткового пробоя. Всегда завладев любым трансформатором, снимите его характеристики. Включив первичку в сеть и замерив вторичное напряжение, запишите на бумажку и приклейте на катушку. Сотни трансов у меня в гараже на стеллажах. И все в свободное время проверились и подписаны со схемой обмоток и напряжений. Теперь любой транс беру, разматываю обмотку и записываю количество витков. Нахожу сколько витков на вольт и вычисляю сколько витков во всех обмотках. Многие подходящие трансы проверяю намотав не разбирая 10-20 витков провода 0,2 мм. Замеряю напряжение милливольтметром и получаю данные всех обмоток. Сопротивления обмоток замеряю и вижу какая какой ток выдать может. Соображаю куда применить можно его не разбирая.

Вопрос . Как сделать дополнительные подстроечные отводы на вторичке?

Ответ . Уже неоднократно писалось, что отводы подстроечные делаются на дополнительной обмотке, которая намотана поверх остальных и подсоединяется последовательно вторичке.

Вопрос . Как правильно соединить обмотки ТВЗ?

Ответ показан на картинке.

Вопрос . Есть железо от Др-2ЛМ, как на нём намотать выходной трансформатор?

Ответ . На железе Др-2ЛМ, магнитопровод ПЛ 16х32 . Сматывать всё и мотать проводом 0,45 один слой, потом проводом 0,15 мм — 1000 витков. Затем опять 0,45 слой, опять 0,15 — 1000 витков, опять 0,45 слой и 500-700 витков 0,15. Зазор в железе — бумага из тетради. Обмотки проводом 0,15 соединяем последовательно а обмотки проводом 0,45 мм соединяем параллельно.

Вопрос. У меня нет железа, на котором собран выходной трансформатор по этой схеме, то я прошу вас помочь с пересчётом на другое. На данный момент у меня имеется трансформаторы такого типа.

Ответ . И приводит такое же железо 5-6 кв.см. сечением. Не имеет смысла погружаться в расчёты. Всё равно придёте к конечному результату количества витков как в ТВЗ приёмников, магнитофонов на этой лампе. Считать нужно, когда лампа применена эксклюзивная, не применяемая ни кем в выходном каскаде. А на 6П14П, 6П6С, 6П3С и т.д. давно рассчитали и мотают уже лет 60. Среднестатистический ТВЗ делаем. А так если точно хотите сделать трансформатор именно под ваш усилитель. Нужно сделать усилитель. Включить, прогреть. Выставить режим выходных ламп. Замерять внутреннее сопротивление этих ламп в этом режиме в этой схеме. От этого внутреннего сопротивления и пляшем. Находим оптимальную нагрузку лампы, и потом считаем К трансформации, падение на обмотке, индуктивность задаём, согласно заданным потерям на НЧ, вот тогда будет ТВЗ. Но зачем это нужно?

Вопрос . Собрался мотать ТВЗ для двухтакта на 6П14П. Железо Ш-образное. Сечение керна 2*3, как понимаю хватит мне за глаза. Первичка 2*1500вит., мотается в двух секциях. А вот как и сколько мотать вторичку? Никак не пойму.

Ответ . Сначала слой вторички проводом 0,55-0,6. Это около 50-60 витков. Затем секция первички 1500 витков. Затем снова секция первички 1500 витков Затем вторички опять 50-60 витков. Сверху еще витков 10-15 намотайте с отводами через 5 витков, для точного подбора нагрузки. Это все для 4 Ом.

Хотите берите данные любого ТВЗ Симфония и пр. двухтактов и мотайте по их данным. Только первой мотайте вторичку, потом первичку, опять первичку, снова вторичку и сверху небольшую вторичку с отводами через 5 вит. Для точного согласования с нагрузкой. Вопрос. Хочу намотать ТВЗ для двухтакта на 6П14П на сердечнике ОСМ1-0,25. Каркас со средней щёчкой. Как правильно намотать?

Ответ . На ОСМ-0.25 Можно со средней щёчкой. А можно, как во всех наших и импортных УНЧ, без средней щёчки. Прорезь в средней щёчке нужна что бы мотать вторичку на всю ширину в обеих секциях. Если без средней щёчки то мотаем первичку 700 витков провода 0,24-0,27, потом вторичку на ширину каркаса в один слой 65 витков. Потом первичку 600 витков, потом слой вторички 65витков, потом первичку 600 витков и опять вторичку 65 витков, и первичку 700 витков. Это на 4 Ом. (700 + 65 + 600 + 65 + 600 + 65 + 700) На 8 ом 95 витков мотайте вторичку.

Алекс. Я для двухтакта на каркасе со средней щёчкой, по объяснениям Юрия Васильевича, мотал так; сначала по всей ширине катушки мотаю 60 витков вторички, потом на левой половине 900 витков первички, потом переворачиваю катушку и мотаю на второй половинке 900 витков первички, снова переворачиваю катушку и мотаю 60 витков вторички по всей ширине катушки, потом на левой половинке 350 витков первички, переворачиваю катушку и мотаю на другой половинке 350 витков первички, снова переворачиваю катушку и мотаю 60 витков вторички по всей ширине и сверху 30+5+5+5 витков вторички.

Совет :- когда будете мотать первичку на одной половине каркаса, во избежании прогиба средней щёчки в противоположную сторону, в другую половину каркаса нужно вставить деревянныё кубики подходящего размера, которые будут ограничивать прогиб.

Вопрос . На работе часто в КИПе разбирают приборы. Так там в БП усилителя используется силовой трансформатор. Размеры: a=20mm, с=12mm, h=36mm, b=25mm, a/2=10mm. Первичка провод 0,2мм = 1500 витков. Возможно ли их использовать для изготовления ТВЗ? Хотя бы на замену ТВЗ1-9.

Ответ . На таком и мотаю хорошие выходники получаются. Я уже выкладывал фото.

Зазор 0.1-0.15 только внутри катушки. Собираем сердечник с одной стороны. Ставим на стол, готовим бумажки прямоугольные. Капаем клеем на плоскости внутри катушки. Кладём бумажки. Капаем на бумажки и на внешние торцы сердечника. Всовываем сверху подковы и сжимаем, ложим груз и оставляем сохнуть. Для двухтакта 1500 сетевая потом 60вит 0.56-0.58, потом 1500 и опять 60вит. Вторички паралелить, первички последовательно. Если мотаете себе транс выходной первый раз. Мотайте вторичку всегда меньше чем для 4-х Ом. Потом поверх последний слой 0,8мм проводом и отводы через каждые 5 витков. И получится у вас точное согласование подобрать под любую лампу.

Вопрос . Какой выходник вы применяете с 6Н13С?

Ответ . Выходник для 6Н13С универсальный у меня. Под однотакт и двухтакт. Намотан на ТС40 двух катушечном. 1000вит. 0,24 , 83вит 0.6 , 400вит 0,24 , 83вит 0,6 , 400вит 0,24 , 40вит 2Х0.6. Для однотакта на 6Н13С соединяем параллельно первички обеих катушек. И вторички параллельно 83 Х4 . и 40Х2 Х2. И 83 последовательно с 40вит. зазор 0,2мм в сердечнике. Для двухтакта без зазора. Первички последовательно, от средней точки вывод на плюс питания. 1800+1800вит 0,24. Вторички так же как и в однотакте. Можно ультралинейное включение в пентоде. Хорошо работает с 6П41С, 6П36С и даже с 6П45С.

На счёт 6П41С. Получается практически 2500вит и 62 -65 вит вторичка для 4-х ом как видите как ТВЗ1-9 получается под 6П41П коэффициент трансформации.

Вопрос . Как намотать на трансформаторах ТС-40-5 выходные для двухтакта на 6П3С?

Ответ. Смотайте все вторички, первички 412+330,5 ПЭЛ 0,29 намотанные внавал на каждой катушке оставьте. 742 витка у вас уже есть. Теперь мотаем слой от щёчки до щёчки проводом 0.6мм, расстояние 50мм значит 77-80вит войдёт. Потом 400вит 0.24 (два слоя.), потом слой вторички 0,6мм. Потом 400вит 0,24 (два слоя. И последней мотаем 38 вит двойным проводом 0,6мм. Получится хороший выходник. Под ультралинейное включение. 4-8 Ом нагрузку. К аноду подключать ту часть первички что намотана внавал первой от каркаса. Усилитель получится 20 — 30 000 Гц -2dB на краях АЧХ.

Вопрос. У меня есть по паре трансов ТС-40 и ТС-80. Хочу намотать на них ТВЗ для двухтакта. Как правильно стянуть или склеить половинки сердечника ТВЗ после перемотки, что бы между ними не оставалось технологического зазора?

Ответ. Для ТС технологический зазор недопустим, а вот для ТВЗ он не так важен. А для двухтакта, ТВЗ с технологическим зазором, имеет лучшие КНИ и ИМД. Зазор линеаризует магнитный поток. Проверено мною. Изготовлены одинаковые ТВЗ, торы, для двухтактов, но у одного сердечник намотан одной лентой, то есть без зазоров, а в другом намотан из кусков ленты (обрезков), появились зазоры. Так вот он имел немного меньшую индуктивность из за зазоров но в три раза меньше КНИ и ИМД, особенно в НЧ диапазоне

Вопрос . Для намотки ТВЗ имеются ТС-40 и ТС-80. У них разный вид стяжки сердечника — или стяжными болтами, или просто загнутыми скобками. Хочу намотать на них ТВЗ для двухтакта. Какой вид стяжки сердечника лучше?

Ответ . В ТВЗ можно использовать любой вид стяжки сердечника.

Вопрос. 6П43П или 6П18П или 6П15П. А под эти лампы какое соотношение витков должно было быть?

Ответ . Нужно начинать пользоватся справочником по радиолампам. Посмотрите все данные по 6П14П и найдите внутреннее сопротивление и анодную нагрузку в таблицах. Можете считать всё от лампы 6П14П. Вам нужно внутреннее сопротивление лампы (30 килоом у этой лампы) или анодная нагрузка (4 килоом у этой лампы). И ТВЗ для неё 2500 витков первичка и 50 витков вторичка под 4 Ом. И 72 витка под 8Ом. У вас например другая лампа. Находите в справочнике например 25 килоом внутреннее сопротивление, значит 3 килоом анодная нагрузка. 2500 мотаем первичку чтоб низа не упали, нельзя занижать витки первички (индуктивность), а вот вторичка уже 72 витка будет под 4 Ома. А если 6П15П возьмёте у неё внутреннее 100 килоом и вторичка под 4 Ома уже будет под 8 Ом нагрузку или даже 44 витка придётся всего мотать. Иначе не будет согласования, большие искаженияпопрут, перегружена будет 6П15П. Поэтому в триод когда переключаем лампу выходную, примерно вдвое ей нужна анодная нагрузка меньше и ТВЗ уже, например ТВЗ1-9, будет не под 4 Ом нагрузку, а под 8 Ом. Подключив 4 Ома мы получим рассогласование и большие искажения но не видя по прибору можно подумать — как заиграло, да ещё и ООС отключим и ещё больше искажения попёрли, куча гармоник с хвостом до 20-й и кажется как насыщенно звучит. Но только заиграет оркестр с множеством инструментов и каша пойдёт, маскировка слабых сигналов и если на хорошем УНЧ с малыми КНИ слышно на фоне громко играющего оркестра как ударник стукнул по треугольнику Дзинь, дзинь! То на этом с кашей ничего не услышите. Не будет там тихих инструментов, не будет чёткости картины.

Вопрос . Как вычислить количество витков первичек, вторичек и толщину провода как для однотакта так и для двухтакта? И как правильно мотать под двутакт?

Ответ . При подаче 220 вольт на первичку — на вторичке 4,5 — 5,5 вольт для 4 Ом, 7 — 8 вольт для 8 Ом, 11 — 12 вольт для 16 Ом и так далее. Какой бы усилитель не попадался мне на КТ88, КТ66, 6L6, 6V6, EL34, EL84, 6П3С и пр. Сразу первичку в розетку и меряю, записываю данные в свою тетрадь. Это все ТВЗ для пентодов и лучевых тетродов. Чем больше мощность усилителя, тем больше витков можно дать на вторичке. Балансируем между НЧ и ВЧ воспроизведением. Мотаем первичку однотакта 2200 — 2900 витков, для двухтакта 1200 -1800 витков одно плечо первички. Больше витков — низа лучше, падает прозрачность, меньше мотаем — ВЧ отлично но индуктивность обмотки падает, нужно большее сечение сердечника, иначе НЧ плохие. Вот и балансируем ища золотую середину. Намотав первичку определённое количество витков, через отношение первички к вторичке, описанное выше, вычисляем количество витков вторички. Провод всегда чем толще — тем лучше. Чтобы активное сопротивление было как можно меньше. Но всё в меру, иначе в окно не влезет. Практически 0,15-0,18 мм — до 50 мА — это 6П14П; 6П6С; 6П3С. Провод 0,24-0,28 мм — 80-120 мА — это 6П41С; 6П45С; 6П36С. Пример: — Допустим мы собираемся намотать ТВЗ, первичка которого будет иметь 2800 витков. Вопрос — сколько витков должна иметь вторичка этого трансформатора, чтобы он подошел к нашим лампам? Для 4 Ом — 2800 / 220 = 12,7. 12,7*4,5 = 57,2 (витков) , 12,7*5,5 = 70 (витков) Для 4ом вторичка должна иметь 55 витков и дополнительную подгоночную обмотку в 15-20 витков с отводами через каждые 5 витков, чтобы с запасом перекрыла цифру 70 витков. Для 8 Ом — 2800 / 220 = 12,7. 12,7*7 = 89 (витков), 12,7 * 8 = 102 (витка). Для 8 Ом вторичка должна иметь 87 витков и дополнительную обмотку в 15-20 витков с отводами через каждые 5 витков, что бы с запасом перекрыла цифру 102 витка.

Вопрос . У начинающих радиолюбителей – ламповиков часто возникают вопросы о правильности расчетов выходных трансформаторов. Расчет по разным методикам (разных авторов) приводит к значительному разбросу параметров выходного транса. Разница в коэффициенте трансформации и количестве витков бывает в 2 и более раз. И это заводит в тупик…

Ответ . По выходным трансформаторам для пентодных усилителей. Моё дело подсказать, а ваше взять и использовать эту подсказку, или не использовать. Можно до опупения считать по одной или другой методике свой ТВЗ, намотать его и второй намотать на таком же железе 1400+1400 витков первичка, проводом 0,18 для 6П14П,6П6С под ток 40-45мА или 0,24-0,28 под ток 55-90 мА. И вторичку 3 секции, как я вам советовал, 4,5-5,5 вольт под 4 Ом, 7-7,5 вольт для 8 Ом и 11-13 вольт для 16 Ом. (Большее значение для большего сечения железа и больший ток лампы). Включите ТВЗ и разницы не услышите и по параметрам всё будет одинаково. Потому что нет единой методики расчётов ТВЗ. Уж слишком много переменных и неизвестных величин существует в трансформаторном железе. Поэтому никогда расчитанный трансформатор не будет иметь оптимальную конструкцию. Не заморачивайтесь этим. Просто берите и мотайте не опускаясь ниже 1200+1200 витков по первичке (при большом сечении сердечника и не поднимайтесь выше 1500+1500 витков для малых сечений сердечника. Для однотакта соответственно 2400-3000 витков.

Примечание: Учитывая непрерывный прогресс в электронике следует сделать несколько добавлений к тексту статьи, очень существенных в отношении создания выходного трансформатора лампового усилителя. Дело в том, что хотя схемотехника ламповых усилителей сравнительно однообразна, в начале 21 века эту схемотехнику систематизировал голландец ВанДерВин. Согласно его соображениям есть некоторая совокупность отличительных особенностей для нескольких характерных скелетов схем. Именно эти особенности позволяют выделить наиболее эффективные схемы и скорректировать направление конструирования и изготовления выходных трансформаторов. Для его авторской терминологии эти наименования схем звучат как супер-триод и супер-пентод. Собственно особенно нового в этом не много, но вот совокупность трансформаторных обратных связей, заставляет задуматься над дополнительными обмотками трансформатора. На симметричном выходном трансформаторе непременно должны быть дополнительные обмотки для сеточных и катодных обратных связей. Любопытно, что именно этому условию в значительной мере удовлетворяют многие серийные трансформаторы ТАН, которые удобно применить в качестве выходных трансформаторов лампового УМЗЧ достаточно высокого уровня.

Продолжение следует.

Евгений Бортник, август 2015, Россия, Красноярск

В данном материале приводится справочная информация по выходным звуковым трансформаторам ТВЗ — размеры сердечника, количество витков и диаметр провода обмоток. Информация будет полезна для использования данных унифицированных трансформаторов в качестве готовых выходных, в схемах самодельных ламповых усилителей. Приведены примеры возможных доработок ТВЗ для улучшения АЧХ и уменьшения коэфициента искажений.

Подключение трансформатора ТВЗ к схеме не вызовет проблем. Боле низкоомная обмотка, намотанная толстым проводом — подключается к динамику. Обмотка с тонким проводом и сопротивлением несколько десятков Ом — к аноду лампы УНЧ. Список отечественной звуковоспроизводящей аппаратуры где используются трансформаторы ТВЗ и их технические параметры показаны в таблице:

Параметры стандартных трансформаторов ТВЗ-Ш, ТВЗ-1-9, ТВЗ-1-1 и другие, показаны в таблице ниже:

Стандартные параметры наиболее распространённого трансформатора ТВЗ-1-9:

индуктивность первичной обмотки L1 — 6,5 Гн;
индуктивность рассеяния (приведенная к первичной обмотке) Ls — 56 мГн;
емкость (приведенная к первичной обмотке) С — 0,3 мкФ;
активное сопротивление первичной обмотки г1 — 269 Ом;
активное сопротивление вторичной обмотки г2 — 0,32 Ом;
коэффициент трансформации n — 37.

Чаще всего трансформаторы расчитаны на подключение динамиков сопротивлением 4 Ома. Для других значений выходного сопротивления нагрузки их необходимо домотать.

Rн = 4 Ом, вторичная = 58 витков (без переделки)
Rн = 8 Ом, вторичная = 82 витков (домотать 24 витка)
Rн = 16 Ом, вторичная = 116 витков (домотать 58 витков)

Отслужившие свой век старые ламповые телевизоры ныне все чаще выбрасывают на свалку. Между тем в них остается много ценных и вполне пригодных деталей, в частности, трансформаторы, вновь намотать которые сумеет далеко не каждый. Для нас представляют, в первую очередь, интерес выходные трансформаторы кадровой развертки, имеющие небольшие габариты и массу. Их существует несколько разновидностей (см. таблицу 1).

Наиболее простой «кадровик» марки ТВК-70Л2 имели самые старые телевизоры (с углом отклонения лучей 70°). Он снабжен всего двумя обмотками — I и II. Первичная I с выводами 1 и 2 содержит 3000 витков провода марки ПЭВ-1 диаметром 0,12 мм. Вторичная II с выводами 3 и 4 имеет всего 146 витков провода той же марки, но уже диаметром 0,47 мм. Если обмотку I включить в сеть, на обмотке II появится переменное напряжение, чуть превышающее 10 В. Выпрямив его, мы будем иметь постоянное напряжение порядка 14 В. От этого трансформатора можно отбирать ток, не превышающий 0,5 А. С ростом тока выпрямленное напряжение заметно снижается.

Остальные трансформаторы — от более современных телевизоров (с углом отклонения 110°). Они имеют уже не две, а целых три обмотки. Впрочем, обмотка III нам вряд ли потребуется. Дело в том, что напряжение на ней слишком велико (порядка 30 В). Да и намотана она чересчур тонким проводом, что весьма ограничивает потребляемый ток.

Трансформаторы ТВК-110ЛМ и ТВК-110Л-2 имеют близкие параметры. По габаритам и массе они лишь чуть больше предыдущего трансформатора. Но их обмотка II способна после выпрямления сформировать на конденсаторе постоянное напряжение, близкое к 18 В. От этой обмотке можно отбирать (через выпрямитель) до 0,4 А постоянного тока.

Кадровый трансформатор марки ТВК-1 ЮЛ-1 — наиболее мощный из всей этой четвертки. Его габариты и масса, естественно, превышают те же показатели остальных «кадровиков». Однако напряжение на его обмотке II высо-ковато, что нередко сдерживает область его применения. Ведь обычно в быту нам бывает нужно напряжение в пределах всего 9…12 В, а часто и еще ниже — 3…5 В. Данный же трансформатор после выпрямления способен обеспечить постоянное напряжение около 30 В (при токе до 1 А).

Чтобы выходное напряжение источника осталось неизменным при колебаниях напряжения сети и потребляемого тока, блок питания должен обязательно содержать электронный стабилизатор. На базе кадрового трансформатора от старого телевизора можно собрать такой универсальный источник. Он способен обеспечить ваши самоделки стабилизированным постоянным напряжением до 12 В при потребляемом токе до 0,3 А. Выходное напряжение этого блока питания имеет незначительные пульсации, поэтому к нему можно смело подключать любую радиоаппаратуру, включая высококачественную. Блок снабжен защитой от короткого замыкания (КЗ), что надежно предохраняет подключаемый аппарат от выхода из строя из-за пробоя регулирующего транзистора в стабилизаторе.

Блок питания (см. рисунок) содержит кадровый трансформатор ТВК-110ЛM (ТВК-110Л-2) Т1, выпрямительный диодный мост VD4 и оксидный конденсатор С1, на котором формируется постоянное напряжение 18 В. Стабилизатор собран на резисторах R1-R3, транзисторах VT1, VT2 и стабилитроне VD2. При верхнем (по схеме) положении движка переменного резистора R2 на гнездах XS1 присутствует напряжение около 12 В, а при нижнем — около нуля. Если в вашем распоряжении окажется готовый составной транзистор (допустим, КТ829А, КТ972А), транзисторы VT1, VT2 можно заменить одним таким. Его базу соединяют с движком переменного резистора R2, а эмиттер и коллектор подключают так, как включены одноименные электроды транзистора VT1.

Работает он так. Цепь, состоящая из резистора R4 и стабистора VD3, постоянно стремится открыть транзистор VT3. Однако закрытый выходным напряжением диод VD1 мешает этому. Более того, потенциал эмиттера транзистора VT3 выше потенциала его же базы. Значит, если даже попытаться замкнуть перемычкой диод VD1, транзистор VT3 все равно остается закрытым. (Замыкать диод VD1 на практике не рекомендуется — он нужен для повышения надежности работы транзистора VT3!).

Когда же происходит КЗ, выходное напряжение на клеммах XS1 пропадает. Тогда потенциал базы транзистора VT3 оказывается выше потенциала его эмиттера, поэтому диод VD1 и транзистор VT3 открываются, закрывая собой стабилитрон VD2. Вследствие этого транзисторы VT2 и VT1 закрываются, препятствуя прохождению тока от выпрямителя на выходные клеммы XS1.

Как только причина КЗ устранена, происходит автоматическое восстановление работы блока питания, что упрощает обращение с ним. Стабистор КС119А (VD3) можно заменить тремя последовательно соединенными непременно кремниевыми диодами (например, серий КД102, КД103, КД105, КД106, КД209 и др.). Сопротивление резистора R4 зависит от напряжения выпрямления. Если вместо 18 В оно равно 14 В (при использовании трансформатора ТВК-70Л2) или 30 В (с трансформатором ТВК-110Л-1), номинал R4 нужно уменьшить до 3,9 кОм или увеличить до 8,2 кОм соответственно.

Чтобы предварительно убедиться в правильной работе собранного узла защиты, нужно катод диода VD1 временно отключить от плюсовой клеммы и соединить его с минусовой клеммой (место разрыва на схеме условно отмечено крестиком). Напряжение на выходе блока (между гнездами разъема XS1) не должно превышать 0,01 В — такое маленькое напряжение замеряют цифровым вольтметром. Если это не так, транзистор VT3 следует заменить другим.

Данную проверку проводят при различных положениях движка резистора R2. Если при чрезмерно низком (меньшем 3 В) выходном напряжении защита вдруг не срабатывает, придется продолжить подбор транзистора VT3. Ограничить выходное напряжение снизу можно, включив последовательно с переменным резистором R2 постоянный резистор небольшого номинала. Он должен связывать нижний вывод резистора R2 с минусом конденсатора С1.

Транзистор КТ379А (VT3) имеет завидно небольшое напряжение перехода «коллектор-змиттер» в открытом состоянии (менее 0,1 В). Взамен него можно установить транзистор КТ373А или транзистор серии КТ342 — с буквенным индексом А, AM, Б, БМ или даже В, ВМ. Другие транзисторы (скажем, КТ315Г) тут использовать не советую, диод ГД507А (VD1) может быть заменен другим импульсным или высокочастотным германиевым ГД508А, ГД508Б, Д18 или даже серий ГД511, Д9 или Д2. Стабилитрон Д814Д взаимозаменяем с 2С212Ж, 2СМ213А, КС213Б, 2С213Б, Е или Ж, КС512А, 2С512А или устаревшие Д811, Д813, Д815Д.

Транзистор КТ315Г (VT2) заменим на КТ315Е. Вместо транзистора КТ817Г (VT1) годится любой транзистор серий КТ815, КТ817, КТ819. Но рекомендуется выбирать транзистор с наибольшим коэффициентом усиления тока и наиболее «высоковольтный» по напряжению «коллектор-эмиттер». Это же относится и к транзистору VT2.

Если этот блок предполагается использовать в роли «адаптера», питающего только одну нагрузку, допустим, плейер, переменный резистор R2 заменяют двумя постоянными резисторами, соединенными последовательно и имеющими общее сопротивление 2 кОм. Отношение номиналов резисторов подбирают таким, чтобы на выходе блока формировалось нужное напряжение.

Но есть и другой путь. Вместо стабилитрона Д814Д устанавливают стабилитрон с более низким или более высоким напряжением стабилизации. Тогда резистор R2 вообще исключают. Сопротивление же резистора R3 должно быть другим (см. таблицу 2). Тут приведены данные по наиболее характерным выходным напряжениям стабилизатора в пределах от 3 до 25 В.

Следует учитывать, что чем больше разница между выходными напряжениями выпрямителя и стабилизатора, тем лучше качество стабилизации. Но зато тем менее экономично он работает и тем сильнее нагревается регулирующий транзистор VT1. Он должен быть помещен на теплоотвод, сделанный из алюминиевой пластины размером 40x70x2 мм. Ее закрепляют строго вертикально, а транзистор крепят снизу пластинками.

Собранный навесным монтажом блок питания с трансформатором ТВК-70Л2, ТВК110ЛМ или ТВК-110Л-2 легко умещается в корпусе 75x130x75 мм. Габариты блока с трансформатором ТВК-110Л-1 получаются немного больше. Если же вместо навесного монтажа применить печатную плату, размеры блока питания заметно сокращаются.

Этому способствуют и малые габариты моста КЦ405А (VD4). Кстати, тут годится любая диодная сборка серий КЦ405 (лучше для печатного монтажа) или КЦ402 (хуже). Можно применить и четыре диода, например, серий КД105, КД106, КД209, Д226 или даже Д7 (с трансформаторами ТВК-70Л2, ТВК-110ЛМ, ТВК-1 ЮЛ-2). Поскольку диоды Д7 германиевые, выходное напряжение выпрямителя будет увеличено приблизительно на 1 В (до 15 и 19 В соответственно). С трансформатором ТВК-110Л-1 потребуются более мощные диоды, допустим, серий КД208, КД226 или КД202. С этим трансформатором следует применять сборки серий КЦ402 или КЦ405, имеющие буквенный индекс от А до Е.

Журнал «САМ» №2, 1997 год

Восстановление трансформатора ТВ-ЗШ

Попытка восстановления выходного трансформатора ТВ-3Ш. Трансформатор пролежал несколько месяцев в воде, в результате чего пластины магнитопровода подверглись коррозии.

Для проверки целостности обмоток трансформатор был включен в сеть первичной обмоткой через лампу накаливания на случай короткого замыкания. Замыкания не было выявлено, на вторичной обмотке появилось напряжение, аналогичное напряжению исправного трансформатора ТВ-3Ш. После этой проверки было принято решение восстановить этот трансформатор.

Этап 1. Удаление ржавчины.

Для удаления ржавчины и восстановления оксидного слоя пластин используется преобразователь ржавчины, содержащий ортофосфорную кислоту. В результате химической реакции ржавчина растворяется, а железо покрывается слоем фосфата. Теоретически, это должно сработать как аналог ламинирования для изоляции пластин и уменьшения вихревых токов в магнитопроводе. Пластины заливаются преобразователем ржавчины на время не менее 1 часа. В данном случае пластины пролежали в нём сутки. В это время происходила медленная реакция с выделением газа, поэтому ёмкость с пластинами находилась на открытом воздухе, укрытая полиэтиленовым пакетом.

По окончании этой процедуры следов ржавчины не было заметно и пластины были уложены на бумагу для сушки, после которой они приобрели серый оттенок — признак фосфатного покрытия. Затем трансформатор был собран, но без стягивания кожухом — для следующего этапа.

Этап 2. Проварка в парафине.

Для предотвращения разрушения магнитопровода и подвергнутых длительному воздействию воды обмоток, трансформатор решено проварить в парафине. Данная практика широко известна среди людей, конструирующих ламповые усилители .

Сперва необходимо растопить парафин. Для этого берётся соответсвующая ёмкость — например, консервная банка по размерам трансформатора, заполняется парафином и ставится на водяную баню. В качестве последней может быть обыкновенная кастрюля с кипящей водой. Вода не должна кипеть слишком сильно, чтобы брызги не попадали в парафин. Трансформатор аккуратно опускается в расплавленный парафин на проволочках и находится там до окончания появления пузырьков воздуха, которые будут выходить из него, когда жидкий парафин будет заполнять пустоты. Обычно это занимает около 2х часов.

Во время варки необходимо периодически подёргивать трансформатор за подвесы, при этом можно наблюдать интенсивный выход пузырьков воздуха.

После того, как процесс варки завершён, необходимо извлечь ёмкость с парафином и трансформатором из воды и оставить для остывания. Нельзя сразу вынимать трансформатор, потому что жидкий парафин мгновенно вытечент наружу. Необходимо дождаться момента, когда парафин немного остынет и на его поверхности образуется застывшая плёнка. Тогда её необходимо снять и извлечь трансформатор. Далее необходимо действовать быстро и обжать трансформатор обоймой в тисках.

Излишки застывшего парафина можно убрать.

Проверка трансформатора в макете усилителя показала звучание, аналогичное обычному трансформатору ТВ-ЗШ хорошего качества. Поэтому для создания пары, имеющийся хороший трансформатор также решено было проварить в парафине. До варки он выглядел так:

Для создания немагнитного зазора в обоих трансформаторах была использована фторопластовая плёнка толщины чертёжной кальки вместо бумажной прослойки.

Трансформатор ТВЗ-1-9 широко известен среди радиолюбителей. Он обладает достаточно хорошими характеристиками, но вместе с тем его можно значительно улучшить. Для этого необходимо поверх всех обмоток домотать еще одну обмотку (в один ряд, проводом ПЭЛ-0,62). Если позволяет место, то можно намотать и два ряда. Эту обмотку необходимо последовательно соединить с выходной обмоткой. Благодаря дополнительной обмотке трансформатор становиться секционным, благодаря чему уменьшается КНИ. Так же улучшается КПД трансформатора на высоких частотах. Доработка трансформатора очень проста, но при этом достаточно эффективна, хотя естественно не сравнится с полной его перемоткой.

При перемотке трансформатора верхний слой трансформаторной бумаги следует удалить и заменить его одним слоем максимально тонкой трансформаторной бумагой или кальки. Убирать полностью трансформаторную бумагу категорически нельзя, так как при этом возможно пробивание напряжения между первичной и вторичной обмотками. По верх трансформаторной бумаги и следует доматывать дополнительную обмотку. Причем ее так же сверху необходимо изолировать еще одним слоем трансформаторной бумаги.

Необходимо отметить, что при последовательном соединении штатной и домотанной обмотки трансформатора их общее сопротивление возрастает с квадратичной зависимостью, поэтому трансформатор с домотанной обмоткой будет рассчитан на подключение нагрузки с сопротивлением в 16 Ом. Для подключения акустической системы с сопротивлением в 4 Ома необходимо дополнительную обмотку соединить параллельно со штатной обмоткой трансформатора.

Аналогично можно доработать и трансформатор ТВ-ЗШ, но при этом придется доматывать высоковольтную обмотку, что намного сложнее из за малого диаметра проволоки и необходимости в большом сопротивлении катушки.

© Павел Крыницкий, 6.04.2008
(с дополнениями от 22.05.2009)

Комментарии к статье:

Добавил: Раиль

Уважаемые специалисты, Вы или сами ничего не собирали, или начитались «очень умной» литературы. Удивительно, что нет советов ставить вместо переменных резисторов, только «Alps» или позолоченные провода на выход. «Умники» тоже когда-то говорили, что только «Alps» и только золотые провода. Дорогие конструктора, решившие собрать ламповый усилитель, улучшайте ТВЗ, перематывайте ТВК, делайте из-того, что есть. Иначе никогда не насладитесь ламповым звуком и не познаете радости конструирования. А потом уже посмеётесь над «советчиками», которые пишут здесь, что ТВЗ не улучшить. Не было высоких требований к ТВЗ и вот и делали подешевле. Поэтому улучшить можно все, всё советское, бытовое. Если ГОСТ пишет полосу 63-12500 Гц, зачем делать ТВЗ 40-18000 Гц?

Дата: 2018-12-05

Дата: 2016-02-27 Дата: 2015-11-24 Дата: 2015-08-25 Дата: 2014-04-28 Дата: 2012-09-21 Дата: 2012-08-04 Дата: 2012-02-01 Дата: 2010-07-16

Мощность транзистора на ламповой схеме. Двухтактный ламповый усилитель на ECC85 и EL34

При проектировании ламповых усилителей мощности звука (УМЗЧ) многие авторы используют выходные каскады, работающие по классу А. Свое решение аргументируют минимальным коэффициентом нелинейных искажений таких каскадов. Однако каскады, работающие в классе А, имеют довольно приличный начальный анодный ток (рабочая точка находится в середине линейного участка характеристики лампы). Следовательно, КПД лампы будет очень низким.Постоянный ток, протекающий через лампу, нагревает ее электроды. Если не предусмотреть принудительное охлаждение ламп, их электроды будут интенсивно разрушаться. Следует отметить, что при построении усилителей класса А с выходной мощностью 10 … 20 Вт все же можно создать компактную систему охлаждения. Но если считать усилитель, например, на 100 Вт, то придется построить очень громоздкий «кулер».

Поэтому выгоднее использовать более экономичный режим работы ламп класса В.Недостатком этого режима является повышенный уровень нелинейных искажений. Это связано с тем, что в этом режиме рабочая точка лампы лежит в более нелинейной начальной части характеристики лампы. При двухтактной схеме включения ламп это вызывает искажения в виде «ступеньки». Есть очень простой способ компенсировать такое искажение. Для этого усилитель должен иметь глубокую отрицательную обратную связь.

Предлагаемый усилитель питается от двухтрансформаторного блока питания (рис.1). Трансформатор TZ обеспечивает питание анодных цепей всей цепи и цепей сетки выходных ламп усилителя, Т4 генерирует напряжения накала, напряжения смещения на сетках выходных ламп и напряжение для питания усилительного вентилятора. Для снижения уровня фона лампы накаливания предусилитель осуществляется от источника постоянного тока.

Рис. 1. Двухтрансформаторный блок питания

Принципиальная схема усилителя представлена ​​на рис. 2. На компактном двойном триоде VL1 собран предварительный усилитель.Уровни входного сигнала регулируются переменными резисторами R1 и R2. Сигналы левого и правого каналов подаются на трехпозиционные регуляторы тембра. Далее сигналы через двойной триодный усилитель VL2 поступают на фазоинверторы на двойном триоде VL3. Корректирующие RC-цепи, подключенные к катодам триодов VL2, уменьшают нелинейные искажения усилителя и предотвращают его возбуждение на инфранизких частотах. На анодах VL3 получаются противофазные сигналы, необходимые для работы двухтактных выходных каскадов.Противофазные сигналы «раскачиваются» предусилителями на двойных триодах VL4, VL5 до уровней, необходимых для возбуждения выходных ламп VL6 … VL9. Оба тетрода в каждой лампе подключены параллельно для увеличения выходной мощности. Ламповой нагрузкой служат выходные трансформаторы Т1, Т2.

Рис. 2. Принципиальная схема усилителя (нажмите для увеличения)

Трансформаторы согласовывают высокий импеданс ламп с импедансом динамиков.

Усилитель собран в дюралюминиевом корпусе.Вентиляторы M1 и M2 расположены так, что они дуют выходные лампы. XS1 — разъем «JACK» или «miniJACK». R1, R2, R11, R13, R15, R17, R19, R21 — любые переменные резисторы подходящего типа. SA1 должен выдерживать ток до 6 А при напряжении питания 220 В. Для Т1 и Т2 используются W-образные жилы сечением 32х64 мм. Обмотки I, III содержат по 600 витков провода ПЭВТЛ-2 d0,4 мм, а обмотки IIa и IIb содержат по 100 витков этого же провода. Обмотка IV содержит 70 витков проволоки sew-2 d1,2 мм. ТЗ и Т4 намотаны на тороидальных сердечниках сечением 65х25 мм (Т3) и 40х25 мм (Т4).Т3 имеет первичную обмотку, состоящую из 600 витков провода ПЭВТЛ-2 d0,8 мм, и вторичную обмотку, состоящую из двух обмоток по 570 витков того же провода. Первичная обмотка Т4 состоит из 1600 витков провода ПЭВТЛ-2 d0,31 мм, обмотка II — 500 витков того же провода, III и IV — 52 и 104 витка провода ПЭВТЛ-2 d0,8 мм. Порядок намотки обмоток для Т1 и Т2 показан на рис. 3

Рис. 3. Порядок намотки обмоток для Т1 и Т2

Сборка усилителя начинается с источника питания.Снимают лампы ВЛ6 … ВЛ9 с панелей и включают питание. В этом случае HL1 должен загореться, а M1 и M2 заработать. Они измеряют постоянные выходные напряжения, которые должны отличаться от указанных на схеме не более чем на ± 10%. Ручки регулировки громкости установлены в крайнее правое положение, а регуляторы тембра — в среднее положение. Цепи OOS временно отключены (R52, C46, ​​C47, R75, C38, C51). Входы LC и ПК выдают синусоидальные сигналы с частотой 1 кГц и амплитудой 250 мВ.Двухканальный осциллограф контролирует противофазные сигналы на анодах ламп ВЛ4, ВЛ5 (их амплитуды должны быть одинаковыми и форма не должна искажаться). Установите VL6 … VL9 на место и подключите к выходам либо акустические системы, либо (лучше) эквиваленты нагрузки (резисторы 8 Ом x 150 Вт). На выходе также должен наблюдаться неискаженный сигнал. Восстановить цепочку защиты окружающей среды. Если усилитель будет самовозбуждающимся, следует выбрать емкость C38, C47 или резисторы R52, R75.При этом сильно уменьшить NFB нельзя, так как соответственно возрастет коэффициент нелинейных искажений. На этом настройка усилителя завершена.

Для правильной работы усилителя следует помнить, что включение усилителя без нагрузки категорически запрещено. Несоблюдение этого требования приведет к выходу из строя выходных ламп и трансформаторов.

См. Другие статьи. раздел.

Раньше я предвзято относился к звуку двухтактных ламповых усилителей, полагая, что одноактный звук даст им «сто очков вперед».
Почему? Однажды у меня был двухтактный ламповый усилитель, «по незнакомой схеме» на лампах EL34. Он не звучал.
Но тогда я усилители не собирал. И я решил для себя закрыть этот вопрос, собрав PP на EL34. Кроме того, у меня на складе была пара выходных трансформаторов, подаренных одним очень хорошим человеком! Вот такие:

Схема усилителя

Я выбрал схему «по Манакову»:

Начал как всегда со сборки корпуса.Не буду останавливаться на технологии его изготовления; Я подробно описал это. Как всегда, я собрал усилитель на отдельном металлическом шасси, укрепленном внутри корпуса на стойках. Это сводит к минимуму количество отверстий в верхней крышке усилителя. Для изготовления корпуса я использовал алюминиевый уголок 20х20х2,0, листы алюминия толщиной 1,5 мм (для верхней крышки) и 1 мм (для нижней крышки и шасси). Обшивка сделана из древесины бука, окрашена морилкой и лаком в несколько слоев.Дуралюминий расписанный из баллончика. В этот раз заглушки для трансформаторов использовали в готовом виде, предварительно заказав их.

Все механические работы производились на балконе. Я использовал складной верстак, дрель, электрический лобзик, дисковый шлифовальный станок, ручной фрезер, дремель и профессиональные бочки. За годы радиолюбительства я прочно «перерос» хорошими инструментами. Это позволяет мне выполнять многие сложные работы намного быстрее и точнее. Но большую часть этих работ можно выполнить вручную.Конечно, с большим количеством времени и усилий.

Радиокомпоненты, как правило, самые распространенные. В качестве разделителей используются конденсаторы К78-2 и К71-7, все остальное — «сборная солянка».

Лампочки EL34 купил уже выбранную в «четверку».

Трансформатор силовой: тор, 270Вх0,6А — анодная вторичная, 50Вх0,1А — вторичная для перемещения, 2 × 6,3 × 4А — для питания накала.

Я внес некоторые изменения в схему.

Вместо лампы 6Н9С я сначала самоуверенно попробовал 6х3П (ЭБ).В результате получил … «мертвый» звук. Не то! Нисколько. И отверстия для панелей просверлены, и шасси уже установлено. Что делать? Стал искать замену этой лампе. Оказалось, что лампа ECC85 (по отзывам коллег на форумах) «очень ровная». Получил пару. Поменял номинал резисторов «обвязкой». Аноды на 36 кОм (2Вт), катодные резисторы на 180 Ом, а смещение около 1,5 В. Сразу скажу, что звук очень хороший!

Электронный дроссель

Вместо обычных дросселей я использовал «электронный дроссель», собранный по такой схеме:

Замечу, что реальное падение напряжения на дросселе составляет порядка 20-25 В.Учтите это в своем дизайне!
Также прикреплен дроссель с печатной платой.

Селектор входов

Организовал селектор входов на трех реле TAKAMISAWA (по количеству входов), коммутирующих слаботочный сигнал. Печатной платы для переключателя не стал, все на макетной плате собрал.

Схема примерно такая:

Ради красоты поставил индикаторы часового типа. Индикаторы контролируются отечественной микросхемой К157ДА1. Схема переделана под однополярное питание, печатная плата прилагается.

Переключатель, микросхема К157ДА1 и диоды подсветки индикатора питаются от одного источника стабилизированного напряжения.

Из особенностей сборки

Самая важная — это земельный биллинг. Хорошо видно, что я организовал две точки заземления, собрал на них площадки левого и правого каналов и подключил их к «минусу» конденсатора фильтра анодного напряжения. В результате, вместе с «электронным дросселем», это дало очень хороший эффект.Я вообще не слышу фона. Ни 10, ни 5, ни 2 сантиметра от динамика.

Настройка усилителя

Здесь я полностью цитирую Манакова:

Первый каскад настраивается на постоянное напряжение 1,8–2 В в контрольной точке катодного резистора путем выбора номинала этого резистора.
Второй каскад настраивается по падению постоянного напряжения в контрольных точках на катодных резисторах 1 Ом ламп выходного каскада, путем регулировки напряжения смещения на управляющих сетках этих ламп.Падение напряжения на них должно быть 0,035-0,04 В, что соответствует анодному току каждой лампы 35-40 мА. Самый «экономичный» позволяет снизить токи выходных ламп до 25-30 мА. Думаю, излишне напоминать, что все эти настройки нужно производить в беззвучном режиме.
По переменному напряжению настраивается фазоинверсионный каскад при подаче переменного напряжения около 0,5 В частотой 3 кГц на сетку левого триода лампы 6H9C, а подстроечный резистор в сетке правой Лампа триод показывает одинаковое переменное напряжение на анодах лампы.В этом случае необходимо использовать вольтметр с входным сопротивлением не менее 1 МОм.

Добавлю только, что при использовании ламп EL34 токи покоя можно (и нужно) безопасно повысить примерно до 56-60 мА, при анодном напряжении около 350 В.

Файлы

Распечатанные чертежи печатные платы электронной почты дроссельной заслонки и уровнемера:
▼

) в усилителе мощности звука используются лампы выходного каскада, работающие по классу «А», с ультралинейной коммутацией, и собранные в виде моноблочно-лампового усилителя.В схеме может использоваться несколько разных ламп, в том числе KT77 / 6L6GC / KT88 с драйвером на 12SL7 . Независимо от того, что для ламп используются выходящие типы — звук бархатный и изысканный.

В драйвере (предусилитель звука) лампа находится в режиме динамической нагрузки — СРПП. Альтернативный драйвер можно сделать с помощью 5751 . Не исключены и другие варианты, такие как 12AU7 , 12AT7 и 12AX7 .Выходная мощность этой схемы может достигать 50 Вт.

Схема довольно простая, как для лампы УМЗЧ, но , если вы не знакомы с ламповым оборудованием или не имеете опыта монтажа высоковольтных установок, то это не совсем подходящий проект для дебютного . Чтобы полностью исключить взаимное влияние отдельных каналов (левого и правого), все конструктивно выполнено в виде моноблоков — каждый со своим блоком питания. С одной стороны, этот вариант более сложный и дорогой, но также имеет свои преимущества.

На нижнем изображении показан самый простой. В блоке питания можно использовать обычный трансформатор, выпрямитель, фильтр. Обмотка накаливания 6 вольт и 4 ампера. При использовании только ламп на 6,3 В напряжение соответственно снижается до указанного выше уровня.

Более чувствительные цепи располагаются как можно дальше от силовых трансформаторов. Конденсаторы фильтра были приклеены к шасси. Использование земли в виде толстого большого неизолированного медного провода доказало свою эффективность в плане минимизации гула, шума и возможности оптимизации контуров заземления.При правильном подключении всех элементов схемы ток равен 1,25 деленному на номинал резисторов. Таким образом, сопротивление 10 Ом приведет к протеканию тока 0,125 А (для ламп КТ88 требуется 180 мА).

Настройка и тестирование усилителя

Немедленно предупредите, что в этой цепи есть смертельные напряжения, будьте предельно осторожны при проведении любых измерений. Сначала включите питание и проверьте напряжение. Между нитью накала 12SL7 должно быть 12 В постоянного тока и около 475 В на конденсаторной батарее фильтра.Вставьте лампу. Остерегайтесь возможных проблем (внутри пластин светятся красные пластины, искры, дым, шум и другие интересные вещи, указывающие на плохие новости). Еще раз проверьте напряжение. Они должны быть в правильном диапазоне. Если они очень разные, значит, что-то подключено неправильно.

Если все в порядке, отключаем питание и прикручиваем динамики к выходу. Снова включите питание. Никакого звука (шума или шума) должно быть мало или вообще не должно быть.Если вы слышите легкое гудение в 10-20 см от динамика, то, вероятно, проблема с установкой (экран, вес …).

Подайте сигнал на вход усилителя и посмотрите, что произойдет. Звук должен быть теплым и мягким, без заметных искажений. Пришло время произвести баланс тока на выходных лампах — подстроечный резистор 25 Ом. Дайте усилителю поработать не менее 20 минут и снова проверьте настройки. Они, наверное, немного изменились — поправьте.Горячие и опасные лампы после окончательной сборки лучше накрыть защитной сеткой (особенно если у вас есть домашние животные или дети). Приятного прослушивания!

Сразу оговорюсь — данная антология никоим образом не претендует на звание пособия по схемотехнике ламп. Схемы (в том числе исторические) выбирались сочетанием технических решений, по возможности с «прожекторами». И вкусы у всех разные, поэтому не просите ничего, если не догадываетесь… В старых схемах стандартизирован ряд номиналов.

Для увеличения выходной мощности усилителей, помимо «распараллеливания» ламп, еще в 30-е годы использовались двухтактные каскады (двухтактные) . Для запуска двухтактного каскада необходимы два противофазных напряжения, которые проще всего получить с помощью трансформатора. Пока делают в самых бескомпромиссных конструкциях, но степень влияния межлампового трансформатора на качество сигнала почти больше, чем выходного.Поэтому в подавляющем большинстве двухтактных усилителей используется специальный каскад инверсии фазы для получения противофазных напряжений.

Основные типы фазоинверсионных каскадов

• отдельный инвертирующий каскад в одном из плеч усилителя
• автобалансный фазоинвертор
• фазоинвертор с катодной связью
• фазоинвертор с разделенной нагрузкой

Каждое решение имеет свои достоинства и недостатки. В период расцвета качественных ламповых усилителей наиболее распространены фазоинверторы с разделенной нагрузкой и катодной связью.

Фазоинвертор с катодной связью дает некоторое усиление, но идентичность выходных сигналов зависит от степени связи. Глубокое соединение может быть получено только при использовании соединения с большим сопротивлением (для этой схемы называется длинный хвост — «Длинный хвост» или источники тока в цепи катода (а это тогда вообще не приветствовалось). Кроме того, выходные сопротивления плеч такого фазоинвертора существенно различаются (один триод включен в цепь с общим катодом, второй — с общей сеткой).

Фазоинвертор с разделенной нагрузкой позволяет принимать идентичные сигналы, но несколько их ослабляет. Поэтому необходимо увеличивать коэффициент усиления фазоинвертора (что чревато его перегрузкой) или использовать двухтактный предпоследний каскад. Однако именно этот тип фазоинвертора наиболее распространен в промышленных структурах, поскольку обеспечивает хорошую повторяемость при массовом производстве.

Проблема сбережений в те годы была приоритетной. И радиолюбителей, и дизайнеров очень смутила лишняя лампа.Поэтому неудивительно, что в начале 50-х годов на страницах радиотехнических изданий появились схемы двухтактных усилителей, не содержащие отдельного фазоинвертора. Выходной каскад таких усилителей был выполнен по схеме с катодной связью и работал в «чистом» классе А. Предлагались как новые схемы, так и преобразование существующих несимметричных усилителей в двухтактные. С нашей стороны «железного занавеса» этот тип усилителей не прижился из-за его низкой эффективности, но с другой стороны, они все еще использовались в течение длительного времени.

Чрезвычайно простая схема такого усилителя, предназначенного для повторения любителями, представлена ​​ниже (спасибо Клаусу, приславшему схему — без него картина была неполной). Обратите внимание на дату …

рис.1. Простой двухтактный усилитель Pout = 6 Вт. Выходной каскад выполнен по схеме с катодной связью. Приведенное сопротивление нагрузки составляет 8 кОм. Данные о конструкции трансформатора неизвестны. В качестве источника питания использовался двухполупериодный выпрямитель на кенотроне 5Y3GT прямого нагрева и LC-фильтр./ Усилитель мощности Hi-Fi Мелвина Лейбовица (Electronic World, июнь 1961 г.)

Интересно включить регулятор громкости на входе конечного каскада и всего одного переходного конденсатора. Степень катодной связи невелика, поэтому характер звука, скорее всего, будет как у однотонального (с четными гармониками). Общего ВП нет, так как запас усиления небольшой.

Однако введение ООС в пентодный усилитель весьма желательно — без него выходное сопротивление будет очень большим.Это хорошо только для диапазона СЧ (поскольку снижает интермодуляционные искажения в динамике) и противопоказано для всех других приложений. Глубокий ООС в усилителе можно ввести только при прямом подключении каскадов.

рис.2. Двухтактный усилитель класса А. Усилитель выполнен по схеме с прямым подключением каскадов и имеет большую защиту от воздействия окружающей среды (~ 30 дБ). Двухтактный выходной каскад работает по классу А. Он выполнен по схеме катодной связи и не требует отдельного каскада инверсии фазы.Сеть VL3 заземлена по переменному току. Часть напряжения с катодов выходных ламп поступает на экранирующую сетку VL1, которая стабилизирует режим постоянного тока.

Налаживание сводится к подбору R1 … R3 так, чтобы напряжение на управляющих сетках ламп было -12 В относительно их катодов.

Выходной трансформатор выполнен на сердечнике В-22х50. Первичная обмотка содержит 2×1000 витков провода d = 0,18 мм, вторичная обмотка — 42 витка провода d = 1,25.Обмотки разделены, вторичная обмотка размещена между первичными слоями. (В. Павлов. Качественный НЧ усилитель (Радио, №10 / 1956, с.44)

Усилители

Mode A обеспечивают высокое качество звука, однако переход в режим AB с таким же рассеиванием мощности на аноде позволяет получить в два-три раза большую выходную мощность. Выходной каскад в режиме AB больше не может работать с катодной связью, поэтому нельзя избежать отдельного каскада инверсии фазы.

Стремление уменьшить если не количество ламп, то хотя бы количество цилиндров привело к появлению схемы усилителя на двух триодах-пентодах.Низкочастотные триодные пентоды когда-то были специально разработаны для несимметричных усилителей приемников и телевизоров (триодная часть использовалась в драйвере, пентодная часть — в выходном каскаде). Впрочем, в двухтактном приложении они тоже не разочаровали. Приведенная ниже схема имела довольно много воплощений. Ультралинейный вариант, например, был в самом первом издании книги Гендина «Качественный любительский УНЧ» (1968)

.

рис.3 Двухтактный усилитель на триод-пентодах.Pout = 10 Вт. Фазоинвертор по схеме разделенной нагрузки, связь с первой ступенью прямая. Пентодный выходной каскад с фиксированным смещением. Также существуют варианты этой схемы с ультралинейным переключением выходных ламп, с комбинированным и автоматическим подмагничиванием. Данные о конструкции трансформатора неизвестны. Схема R3C2 обеспечивает стабильность усилителя с замкнутым контуром защиты окружающей среды.

Кстати, по поводу ультралинейного включения выходных пентодов. В двухтактном исполнении у них есть еще один плюс — дополнительная компенсация гармоник, возникающих в выходном каскаде.Поэтому подавляющее большинство любительских построек выполняется по ультралиновому варианту. В промышленных конструкциях отечественного производства сверхлиновые усилители, опять же, не прижились из-за сложности выходного трансформатора. Для получения высоких характеристик необходимы полная симметрия конструкции, секционирование обмоток и сложная коммутация. При использовании трансформаторов массового производства выигрыш от использования сверхлинейной схемы не заметен.

Следующая схема стала классической и послужила основой для бесчисленных дизайнов.

рис.4. Ультралинейный усилитель Pout = 12 Вт, кг

Несмотря на свои высокие характеристики, обычные пентодные и сверхлинейные усилители редко используются без общей защиты окружающей среды. Использование OOS снижает выходное сопротивление усилителя и улучшает условия работы низкочастотных головок. Но для уменьшения выходного сопротивления усилителя можно использовать не только отрицательную, но и положительную ОС. В схеме следующего усилителя используется комбинированная обратная связь.

рис.5. Ультра линейный усилитель Основной особенностью усилителя является комбинация напряжения OOS и тока POS, которая улучшает согласование усилителя с динамической головкой в ​​области основного механического резонанса. Сигнал POS снимается с датчика тока (R19), включенного в выход «земля» выходного трансформатора. Глубина обеих обратных связей регулируется синхронно, что исключает самовозбуждение усилителя.
Первый каскадный усилитель напряжения.Фазоинвертор выполнен по схеме с катодной связью. Выходной каскад выполнен по типовой ультралинейной схеме и дополнен балансировочным регулятором RP1. Второй усилитель VL1 имеет микрофонный усилитель. Выходной трансформатор выполнен на сердечнике W25x40. Первичная обмотка содержит 2х (1100 + 400) витка провода d = 0 18мм, вторичная — 82 витка провода d = 0 86мм (60м) В. Иванов — Усилитель НЧ (Радио № 11/1959 с.47-49) )

Триодный выходной каскад имеет низкие искажения и низкий выходной импеданс, даже без общего OOS.Каскадные характеристики слабо зависят от приведенного сопротивления нагрузки. Это снижает индуктивность выходного трансформатора. Ниже представлены два варианта схемы усилителя с выходным каскадом на двойном триоде.

рис.6. Триодный усилитель Pout = 2,5Вт (+ 250В) Pout = 3,5Вт (+ 300В) Kg = 3% (без OOS)
Первый каскадный усилитель напряжения на пентоде (Kv = 280 350). Фазоинвертор с разделенной нагрузкой. Выходной каскад с фиксированным смещением. Для уменьшения фона на обмотку накала подается потенциал +40 В.Выходной трансформатор выполнен на сердечнике Ø12 (окно 12х30мм), установленная толщина 20мм. Первичная обмотка — 2х2300 витков провода d = 0,12мм, вторичная — 74 витка d = 0,74мм. Силовой трансформатор выполнен на сердечнике Ø16 (окно 16х40 мм), толщина комплекта 32 мм. Сетевая обмотка содержит 2080 витков провода d = 0,23 мм, анодная — 2040 витков провода d = 0,16 мм, нить накала — 68 витков провода d = 0,84 мм, офсетная обмотка — 97 витков провода d = 0,12 мм

рис.7. Триодный усилитель Pout = 2,5 Вт, Kg = 0,7 … 1% В выходном каскаде используется комбинированное смещение (используется накидная обмотка). Выходной трансформатор выполнен на сердечнике Ø12 (окно 12×26 мм), установленная толщина 18 мм. Первичная обмотка содержит 2×1800 витков провода d = 0,13 мм, вторичная обмотка содержит 95 витков провода d = 0,59 мм (13 Ом)
Э. Зельдин — Триодный усилитель класса B (Радио № 4/1967, стр. 25- 26)

Блок питания умзч. Блок питания умзч Импульсный блок питания усилителя НЧ 2х200

Комплект для самостоятельной сборки усилителя НЧ.Набор отправлялся наложенным платежом. Все пришло в аккуратно упакованном пластиковом ящике. Печатные платы сделаны хорошо. Набор с подробным описанием.

РАДИО КОНСТРУКТОР « Dj 200″ (DJ 200)

Назначение и применение

Модуль усилителя мощности звука может использоваться для самых разных целей. Больше мощности нужно, например, в первую очередь для торжеств и дискотек. Достаточно мощные колонки для дискотек можно так же легко создать в любительской среде, используя колонки достаточной мощности или набор из нескольких идентичных колонок меньшей мощности.Высокое выходное напряжение (до 35 Вольт) позволяет использовать усилитель без трансформатора в 30-вольтовых сетях местного радиовещания, например, для школьного радиоцентра. Дома вы можете использовать модуль для усиления сигнала суб-басового канала в популярных в последнее время звуковых системах с одним низкочастотным каналом. Для создания стереоусилителя нужно использовать два модуля усилителя. Кроме того, имея два таких модуля, вы можете соединить их по мостовой схеме и получить 400 Вт на нагрузке 8 Ом.Мощности модуля хватает, чтобы «раскачать» практически любую современную колонку по мощности. Увеличивая количество идентичных модулей, можно создавать многоканальные и многополосные звуковые системы практически любой мощности. Высокая мощность усилителя позволяет использовать его в профессиональных целях, что позволяет быстро окупить потраченные на него деньги.

Для создания полноценного усилителя вы можете добавить к модулю усилителя различные дополнительные устройства, такие как индикатор перегрузки, индикатор выходной мощности, задержку подключения нагрузки, защиту от перегрузки, короткого замыкания на выходе, защиту от постоянного напряжения на выходе. вывод и т. д.Схемы этих устройств можно найти во многих популярных изданиях.

Источником сигнала усилителя должен быть стандартный микшерный пульт, обычно используемый музыкантами и ди-джеями, со стандартным выходным напряжением 775 мВ.

Технические характеристики

1. Напряжение питания — + (24-60) В, — (24-60) В,
2. Ток потребления — 3,5А,
3. Входное напряжение — 0,775 В (ODB), (0,1 — 1 В)
4. Выходная синусоидальная мощность при нагрузке 40 мА — 200 Вт,
5. Выходная синусоидальная мощность при нагрузке 80м — 125Вт, (400Вт в мост),
6. Диапазон частот — 20-20 000 Гц,
7. Нелинейные искажения — не более 0.05%.

Схема

Принципиальная схема усилителя содержит 4 основных каскада усиления: входной неинвертирующий дифференциальный усилитель DA1, усилитель промежуточного тока на транзисторах VT1 и VT2, предварительный усилитель напряжения на транзисторах VT3 и VT4 и выходной эмиттерный повторитель на транзисторах VT3 и VT4. транзисторы VT5-VT8. Инвертирующими являются только каскады 2 и 3, поэтому, как правило, усилитель не инвертирующий, что является обязательным условием для профессионального усилителя, обеспечивающего синфазную работу разных типов усилителей в одном комплексе.Схема полностью сбалансирована для простоты, высокой надежности и низкого уровня искажений. Две петли обеспечивают обратную связь с низким уровнем искажений, локальную и общую.

Входной конденсатор C1 предотвращает попадание смещения постоянного тока на вход усилителя. В этом случае резистор R3 обеспечивает привязку входа 3 микросхемы DA1, а значит, и всего усилителя к нулю напряжения питания. Элементы R1 и C2 образуют фильтр, предотвращающий попадание на вход усилителя случайных высокочастотных (ультразвуковых) колебаний и очень коротких коммутационных выбросов.Общий сигнал обратной связи подается на инвертирующий вывод 2 микросхемы DA1 через резистор R2. Обратная связь снижает гармонические искажения, стабилизирует рабочую точку усилителя и устанавливает общее усиление. Определяется по формуле (R2 + R4) / R4 = (47 + l) / l = 48. Таким образом, 0,775 В x 48 = 37,2 В. Изменяя резистор R2, можно изменить чувствительность усилитель звука. Но увеличение усиления приводит к пропорциональному увеличению искажений, и наоборот, если вы добавите дополнительный входной усилитель и вдвое или в четыре раза увеличите усиление, вы можете получить более высокое качество звука.Конденсаторы C4 и C5, образующие неполярный электролитический конденсатор, служат для стопроцентной обратной связи по постоянному току. Те. если для переменного тока на вывод 2 подается только 1/48 выходного напряжения, то при постоянном напряжении из-за того, что конденсаторы «выходят из игры» R4, все 100% выходного напряжения подается через резистор R2. Ego обеспечивает очень высокую стабильность усилителя по постоянному току, то есть практически полное отсутствие на выходе постоянного напряжения.

Использование операционного усилителя на входе значительно упростило схему усилителя, но для него потребовалось стабильное питание +/- 15 В.Эта проблема решается элементами VD1, VD2, R9, R10, SZ, C6.

Дальнейшее усиление напряжения осуществляется каскадом на транзисторах VT1-VT4. Начальный ток первых двух транзисторов обеспечивается резисторами R7 и R8. Создаваемый ими ток формирует на диодах VD3, VD4 необходимое напряжение, прикладываемое к базам транзисторов. Диоды используются для температурной стабилизации предпоследнего каскада. Коллекторный ток первых двух транзисторов является базовым током предпоследних транзисторов.Их коллекторный ток, в свою очередь, дополнительно стабилизируется резисторами R19 и R20. Ток покоя предзажимных транзисторов составляет примерно 1-5 мА. Это можно проверить, измерив падение напряжения на резисторах R19 и R20 и разделив его на 10. При необходимости ток можно изменить, выбрав резисторы R5 или R6. Коэффициент усиления этих двух каскадов определяется обратной связью, обеспечиваемой парами резисторов R17, R13 и R18, R14.

Для обеспечения достаточной мощности заключительный каскад выполнен на двух парах комплементарных транзисторов VT5-VT8.Транзисторы работают без тока покоя. Это значительно упрощает схему, устраняет необходимость их термостабилизации, облегчает их тепловой режим и увеличивает эффективность усилителя. Частичное смещение на базах транзисторов создается напряжением, создаваемым на диоде VD5 током покоя предварительного оконечного каскада, протекающим через него. Но этого напряжения недостаточно для открытия транзисторов. Кроссоверным искажениям препятствует высокая скорость операционного усилителя DA1.Резисторы с низким сопротивлением в эмиттерах оконечных транзисторов выравнивают токи для обеспечения их равномерной нагрузки. Диоды VD6 и VD7 защищают выходные транзисторы от обратного напряжения, скачки которого могут возникать из-за индуктивного характера нагрузки. Элементы LI, R27 и C12 обеспечивают высокую стабильность частоты для усилителя. Причем катушка предназначена для нейтрализации емкости соединительных проводов между усилителем и динамиком. Если усилитель расположен в колонке и подключен к динамику разрозненными проводами, то в этом нет необходимости.И наоборот, если усилитель работает, например, без согласующего трансформатора для линии радиопередачи, эта катушка должна иметь в четыре раза больше витков и устанавливается отдельно от платы.

Точка «2» используется для включения усилителя по мостовой схеме. В этот момент сигнал с выхода первого плеча через резистор, равный R2 (47 кОм), подается на усилитель второго, противофазного плеча. Элементы C1D1 и C2 в усилителе второго плеча можно не устанавливать.

При большом сигнале и возникновении ограничения цепь обратной связи разрывается и в точке «1» появляются импульсы с амплитудой 15В. Эти импульсы можно использовать для управления пиковым индикатором, подавая их через стабилитрон на 10–12 В на его переключатель.

Точки «3» и «4» могут использоваться для подключения выходной цепи защиты от короткого замыкания.

Инструкции по сборке

Перед пайкой клеммы всех элементов необходимо очистить и отформовать.Выполните формовку по расстоянию между отверстиями на доске для этого элемента «плечами» или «зигзагом». Крупные элементы рекомендуется устанавливать над платой или вертикально для лучшего охлаждения. Электролитические конденсаторы лучше ставить на кольца, отрезанные от толстостенной поливинилхлоридной трубки подходящего диаметра. При установке обратите особое внимание на правильную полярность всех диодов. У кого-то есть плюс, у кого-то минус. Ошибка полярности в любом из 7 диодов приведет к выходу из строя дорогостоящих оконечных транзисторов при первом включении.Диоды VD3 и VD5 устанавливаются над платой на высоте 5-10 мм и приклеиваются каплей клея к радиаторам предзажимных транзисторов, а после высыхания клея припаиваются. Предзажимные транзисторы также сначала прикрепляются к плате и радиаторам, а затем припаиваются. Перед установкой на плату их выводы загибают радиусом на корпусе резистора MJTT-2. Контактную площадку транзистора следует смазать теплопроводной пастой или, в крайнем случае, любой смазкой, чтобы в зазоре не оставалось воздуха.Гайки должны быть сбоку от транзистора.

Рейтинги некоторых элементов могут отличаться от указанных на диаграмме на 20%. Другие типы могут быть использованы для выбора полупроводниковых устройств, имеющих аналогичные характеристики.

В корпусе усилителя плата должна быть расположена так, чтобы был свободный доступ воздуха для охлаждения или чтобы она находилась в потоке охлаждающего воздуха при охлаждении вентилятором. Монтажные провода должны быть как можно короче. Все общие провода должны быть подключены к одной точке в одном месте в точке соединения электролитических конденсаторов силового фильтра.Недопустимо использовать корпус как общий провод. Корпус необходимо подключать к общему проводу только в одной точке! Провода от коллекторов выходных транзисторов также следует подключить к лепесткам конденсатора силового фильтра.

Проверка и настройка

После сборки модуля необходимо тщательно смыть с платы остатки канифоли. Эго улучшает внешний вид платы и позволяет контролировать качество пайки. Смывать канифоль лучше ватной палочкой, смоченной ацетоном или растворителем 646.С помощью лупы убедитесь, что между соседними соседними контактными площадками нет коротких замыканий. Убедитесь, что все элементы правильно расположены и полярность всех диодов и электролитических конденсаторов правильная.

При первом включении между усилителем и источником питания обязательно включить два резистора по 50-100 Ом мощностью 1-2 Вт. Это предотвратит повреждение оконечных транзисторов из-за ошибок подключения. Нагрев этих резисторов после включения свидетельствует как раз о такой ошибке.Первое включение и тестирование работы без нагрузки можно проводить без выходных транзисторов, они работают только при наличии нагрузки.

В первую очередь проверьте автометром отсутствие постоянного напряжения на выходе, а затем все остальные постоянные напряжения, указанные на схеме. Падение напряжения на резисторах R19 и R20 можно скорректировать, выбрав резисторы R5 или R6. Увеличение сопротивления резистора приведет к увеличению указанного напряжения.

При наличии генератора и осциллографа на вход подается синусоидальный сигнал с частотой 1 кГц и на экране осциллографа проверяется качество синусоиды и симметрия ограничения синусоиды с большим сигналом.Затем можно снять защитные резисторы и подключить нагрузочный резистор ПЭВ-25-3,9 Ом, помещенный в стакан с водой, а также проверить качество синусоиды и симметрию ограничения теперь с нагрузкой.

При отсутствии осциллографа после проверки режимов постоянного тока можно сразу снять защитные резисторы и провести тест реальным сигналом на реальной слуховой нагрузке. Нагревательный резистор R27 указывает на высокочастотное возбуждение. Его можно удалить, установив между точками 1 и 2 конденсатор 10 пФ.

Радиаторы

Радиаторы охлаждения выходных транзисторов не входят в комплект радиоконструктора. Это связано с тем, что модуль можно использовать для самых разных целей. Например, при использовании в активном громкоговорителе излучатель должен иметь форму плоской пластины с ребрами, установленной на задней части громкоговорителя, а при использовании в усилителе это могут быть радиаторы, установленные внутри усилителя и продуваемые ветром. вентилятор, либо радиаторы, установленные на задней стенке или на боковых стенках усилителя…. При использовании усилителя с нагрузкой всего 8 Ом достаточно только одной пары оконечных транзисторов, и соответственно радиаторы могут быть меньше. И, наоборот, при мостовом подключении на один радиатор можно установить 4 выходных транзистора. К тому же отсутствие радиаторов в комплекте делает комплект более доступным.

Блок питания

Усилитель рассчитан на работу с простейшим биполярным источником питания по типовой схеме, состоящей из трансформатора с обмоткой со средней точкой, четырех диодов и двух конденсаторов емкостью не менее 10 000 мкФ каждый.Выходное напряжение холостого хода 2×56 В получается после выпрямления с вторичным напряжением трансформатора, равным 2×42 В. Учитывая, что звуковой усилитель фактически не выдает полную мощность непрерывно, мощность силового трансформатора может быть только 160-180 W. Можно использовать два одинаковых трансформатора на 42 В.

Любые диоды или диодный мост на ток 5-10 Ампер и напряжение не менее 100 Вольт. Для мостового усилителя потребуются небольшие радиаторы.

Очень важным условием является установка предохранителей на выходе блока питания с током 5А, для мостового усилителя — на 10 А.Это необходимая защита от короткого замыкания на выходе. При настройке сразу не устанавливаются предохранители, а к контактам держателей припаиваются вышеуказанные защитные резисторы.

Комплектация: «Звук-сервис» — www.zwi3k-serwis.narod2.ru. Вопросы, комментарии, предложения, заказы по электронной почте —

Усилитель 2 х 200 Вт. Схема.

В этой статье представлена ​​схема одного канала усилителя, способного выдавать мощность 200 Вт при нагрузке 4 Ом.Собранный по такой схеме усилитель помимо высокой выходной мощности имеет достаточно низкий уровень шума. Принципиальная схема представлена ​​на рисунке ниже:

Входной каскад усилителя собран на транзисторах А1015. Перед тем, как припаивать их к плате, не поленитесь проверить их коэффициент передачи тока на соответствие параметрам, указанным в даташите на этот транзистор. Ссылка на даташит ниже:

На выходе усилителя находится катушка, включенная параллельно резистору 10 Ом.Его намотка осуществляется на оправку диаметром 9,5 мм, намотано 10 витков провода ПЭВ-2 1,0 мм. Катушка безрамная.

Схема источника питания для этого усилителя показана на следующем рисунке:

Когда усилитель питается от такого источника, вы можете выжать максимум около 150 Вт на канал. Чтобы получить мощность 200 Вт на канал, необходимо использовать трансформатор с двумя симметричными обмотками по 40 вольт, способный выдерживать ток нагрузки порядка 10 ампер.Но это еще не все. Также необходимо будет заменить транзисторы предпоследнего и конечного каскада на более мощные, то есть: заменить транзисторы D1047 на 2SC5200, транзисторы B817E заменить на 2SA1943, транзисторы TIP41 заменить на MUE15032, а TIP42 — на MUE15033. Применение, указанное на принципиальной схеме, номиналы элементов и использование менее мощного трансформатора были сделаны с целью удешевления конструкции в целом.

Печатная плата (на плате находятся оба канала усилителя, а также выпрямительные диоды и емкости блоков питания):

Вид печатной платы со стороны элементов:

Схема внешних подключений к Плата усилителя:

BM2033

Усилитель НЧ 100 Вт (TDA7294, готовый блок)
1405 руб.

Предлагаемое устройство представляет собой надежный мощный усилитель НЧ с небольшими габаритами, минимальным количеством внешних пассивных элементов обвязки, широким диапазоном питающих напряжений и сопротивлений нагрузки.Усилитель можно использовать как на улице, так и в помещении в составе музыкального аудиокомплекса. Усилитель хорошо зарекомендовал себя как УНЧ для сабвуфера.
Внимание! Для этого усилителя требуется БИПОЛЯРНЫЙ источник питания, и если вы планируете использовать его в автомобиле от аккумулятора, вам потребуются ДВЕ БАТАРЕИ или одна батарея вместе с NM1025.

Технические характеристики BM2033

Параметр	Значение
Упит. постоянный БИПОЛЯРНЫЙ, V	± 10… 40
Упит. № постоянный БИПОЛЯРНЫЙ, V	± 40
I минусы. Максимум. в Usup. №	100Вт / 36В = 2,5А
I покой, мА	60
Рекомендуемый блок питания не входит	трансформатор с двумя вторичными обмотками ТТП-250 + диодный мост KBU8M + ECAP 1000 / 50V (2 шт.), или два блока питания S-100F-24 (не для максимальной мощности) или NT606 (не для максимальной мощности)
Рекомендуемый радиатор, в комплект не входит. Размер радиатора достаточен, если в процессе эксплуатации установленный на нем элемент не нагревается более 70 ° С (при прикосновении рукой — терпимо)	205AB0500B, 205AB1000B 205AB1500B, 150AB1500MB Устанавливать через изолятор КПТД!
Время работы	AB класс
Uin., V	0,25 … 1,0
Уин. Ном., В	0,25
Rin., КОм	100
Rнагрузка, Ом	4 …
Rнагруз. Ном., Ом	4
Rмакс. в Харм. = 10%, Вт	1 x 100 (4 Ом, ± 29 В), 1 x 100 (6 Ом, ± 33 В), 1 x 100 (8 Ом, ± 38 В)
Микросхема типа УМЗЧ	TDA7294
частота, Гц	20 … 20 000
Динамический диапазон, дБ
КПД при f = 1 кГц, Pном.
Ksign. / Шум, дБ
Защита от короткого замыкания	Да
Максимальная токовая защита
защита от перегрева	Да
Габаритные размеры, ДхШхВ, мм	43 x 33
Рекомендуемый корпус не включен
Температура эксплуатации, ° С	0… + 55
Относительная влажность при эксплуатации,%	… 55
Производство	Контрактное производство в России
Гарантийный срок	12 месяцев со дня покупки
Срок службы	5 лет
Масса, г

Комплект поставки BM2033 Описание BM2033 УНЧ

выполнен на интегральной схеме TDA7294.Эта ИС относится к ULF класса AB. Благодаря широкому диапазону питающих напряжений и возможности подавать ток на нагрузку до 10 А, микросхема обеспечивает такую ​​же максимальную выходную мощность при нагрузках от 4 Ом до 8 Ом. Одной из основных особенностей данной микросхемы является использование полевых транзисторов в предварительном и выходном каскадах усиления.
Конструктивно усилитель выполнен на печатной плате из фольгированного стеклопластика. В конструкции предусмотрена установка платы в корпус; для этого по краям доски сделаны монтажные отверстия на 2 штуки.Винты 5 мм зарезервированы.
Микросхему усилителя необходимо установить на радиатор (в комплект не входит) площадью не менее 600 см2. В качестве радиатора можно использовать металлический корпус или шасси устройства, в которое установлен УНЧ. При установке рекомендуется использовать теплопроводную пасту типа КТП-8 для повышения надежности ИМС.

Использование SW1 в BM2033

Ножка 10 (MUTE) микросхемы предназначена для «мягкого» отключения звука.
Ножка 9 (STAND-BY) микросхемы служит для «мягкого» выключения усилителя в ждущем режиме.
В этой версии в усилителе используется одновременное управление двумя режимами (MUTE и STAND-BY).
SW1 разомкнут — звук включен, усилитель включен
SW1 замкнут — MUTE — нет звука, STAND-BY — режим ожидания
Усилитель работает, когда напряжение на ноге 9 и ноге 10 больше + 3,5 вольт. Эти уровни позволяют управлять усилителем с помощью обычных цифровых микросхем.
Если напряжение на соответствующем выводе меньше +1,5 вольт по отношению к земле (фактически относительно вывода 1, подключенного к земле), то режим включен — микросхема молчит, или вообще отключена.Если напряжение больше +3,5 В, то режим отключен.

BM2033 процедура настройки

Правильно собранный УНЧ не требует настройки. Однако перед его использованием необходимо проделать несколько операций:
1. Проверить правильность подключения источника сигнала, нагрузки и сигналов управления MUTE / ST-BY (в случае отказа использовать штатный переключатель SW1).
2. Подайте напряжение питания, полезный сигнал и затем замкните SW1, чтобы запустить микросхему.
Агрегат настроен и полностью готов к работе.

Назначение клеммных контактов ВМ2033

X1 — Подъезд. Сюда отправляется сигнал с предусилителя, выход AUX магнитолы.
X2 — GND (общий). Подайте усиленный сигнал на X1, X2.
X3 — Подключите красный провод питания + 48V.
X4 — GND (общий). Подключите зеленый провод питания (середина подключения однополярных источников питания).
X5 — Плюсовой вывод «+» на динамик.
X6 — Минус вывод «-» на динамик. Внимание: это не -48В (не минус биполярный блок питания!) Подключите динамик к X5, X6.
X7 — Подключите черный отрицательный кабель питания -48 В.

Схема подключения BM2033
Принципиальная электрическая схема BM2033
Схема подключения BM2033 после тонального блока BM2111
Использование BM2033 в сочетании с NM1025

Информация о необходимом биполярном источнике питания для BM2033

В качестве стереоусилителя мы не рекомендуем использовать очень мощные схемы, требующие биполярного источника питания из-за отсутствия биполярных источников питания.Если вы решили купить мощный усилитель BM2033 (1 x 100 Вт) или BM2042 (1 x 140 Вт), то вы готовы купить мощный блок питания , стоимость которого может на превышать стоимость самого усилителя в несколько раз. раз .
В качестве источника питания можно использовать IN3000S (+6 … 15V / 3A), или IN5000S (+6 … 15V / 5A), или PS-65-12 (+ 12V / 5.2A), или PW1240UPS. (+12 В / 4 А), или PW1210PPS (+ 12 В / 10,5 А), или LPS-100-13,5 (+ 13,5 В / 7,5 А), или LPP-150-13,5 (+ 13,5 В / 11,2 А). Для усилителей
BM2033 (1 x 100 Вт) и BM2042 (1 x 140 Вт) требуется биполярный блок питания , которого, к сожалению, в готовом виде у нас нет.В качестве альтернативы могут быть предоставлены подключенные униполярные источники питания серии от источников, перечисленных выше. В этом случае стоимость блока питания удваивается до .

Как ни странно, но у многих пользователей проблемы начинаются уже при покупке биполярного источника питания или изготовлении его самостоятельно. При этом часто допускаются две самые распространенные ошибки:
— Использовать униполярный блок питания
— При покупке или изготовлении учитывать действующее напряжение вторичной обмотки трансформатора , которое написано на корпусе трансформатора. трансформатор и который показывает вольтметр при измерении.

Описание схемы биполярного блока питания BM2033

1.1 Трансформатор — должен иметь ДВА ВТОРИЧНЫХ ОБМОТКИ … Или одну вторичную обмотку с отводом от средней точки (очень редко). Итак, если у вас трансформатор с двумя вторичными обмотками, то их необходимо подключать, как показано на схеме. Те. начало одной обмотки с концом другой (начало обмотки обозначено черной точкой, это показано на схеме).Напутал, ничего не выйдет. Когда обе обмотки подключены, проверяем напряжение в точках 1 и 2. Если есть напряжение, равное сумме напряжений обеих обмоток, значит, вы все подключили правильно. Точка соединения двух обмоток будет «общей» (земля, рамка, GND, называйте это как хотите). Это первая распространенная ошибка, как мы видим: обмоток должно быть две, а не одна.
Теперь вторая ошибка: В даташите (техническом описании микросхемы) на микросхему TDA7294 указано: для нагрузки 4 Ом рекомендуется питание +/- 27.Ошибка в том, что люди часто берут трансформатор с двумя обмотками 27В, НЕ ДЕЛАЙТЕ !!! Когда вы покупаете трансформатор, на нем пишут действующее значение , и вольтметр также показывает вам действующее значение. После выпрямления напряжения им заряжаются конденсаторы. И они заряжаются до значения амплитуды , что в 1,41 (корень из 2) раз больше действующего значения. Следовательно, чтобы микросхема имела напряжение 27В, то обмотки трансформатора должны быть на 20В (27/1.41 = 19,14 Так как трансформаторы не вырабатывают такое напряжение, то берем самое близкое: 20В). Думаю, суть ясна.
Теперь о мощности: чтобы ТДА выдавал свои 70Вт, ему нужен трансформатор мощностью не менее 106Вт (КПД микросхемы 66%), желательно больше. Например, трансформатор на 250Вт очень подходит для стереоусилителя на TDA7294

.

1.2 Выпрямительный мост — Как правило, тут вопросов нет, но все же.Я лично предпочитаю устанавливать выпрямительные мосты, потому что с 4 диодами возиться не надо, так удобнее. Мост должен иметь следующие характеристики: обратное напряжение 100В, прямой ток 20А. Ставим такой мост и не переживаем, что в один прекрасный день он перегорит. Такого моста хватит на две микросхемы и емкость конденсаторов в БП 60’000мкФ (когда конденсаторы заряжены, через мост проходит очень большой ток)

1.3 Конденсаторы — Как видите, в схеме питания используются 2 типа конденсаторов: полярные (электролитические) и неполярные (пленочные).Неполярные (C2, C3) необходимы для подавления радиопомех. По емкости ставьте что будет: от 0,33мкФ до 4мкФ. Желательно поставить наши К73-17, конденсаторы неплохие. Полярные (C4-C7) необходимы для подавления пульсаций напряжения, к тому же они отдают свою энергию на пиках нагрузки усилителя (когда трансформатор не может обеспечить необходимый ток). Что касается емкости, люди до сих пор спорят, сколько еще нужно. На собственном опыте понял, что на одну микросхему достаточно 10000 мкФ на плечо.Напряжение конденсатора: выбирайте сами, в зависимости от блока питания. Если у вас трансформатор на 20В, то выпрямленное напряжение будет 28,2В (20 х 1,41 = 28,2), конденсаторы можно поставить на 35В. То же самое и с неполярными. Вроде ничего не упустил …
В итоге мы получили блок питания, содержащий 3 вывода: «+», «-» и «общий». Закончив с блоком питания, перейдем к микросхеме. .

2) Микросхемы TDA7294 и TDA7293

2.1.1 Описание выводов микросхемы TDA7294
1 — Сигнальная земля

4 — Тоже сигнальная земля
5 — Выход не используется, можно смело его отламывать (главное не перепутать !!!)

7 — «+» источник питания
8 — «-» источник питания

11 — Не используется
12 — Не используется
13 — «+» источник питания
14 — Выход микросхемы
15 — «-» источник питания

2.1.2 Описание выводов микросхемы TDA7293
1 — Сигнальная земля
2 — Инверсный вход микросхемы (в штатной схеме сюда подключается ОС)
3 — Неинвертированный вход микросхемы, здесь мы подаем аудиосигнал через блокирующий конденсатор C1
4 — Также сигнальная земля
5 — Ограничитель, в принципе, совершенно ненужная функция
6 — Bootstrap
7 — Блок питания «+»
8 — Блок питания «-»
9 — Выход St-By.Предназначен для перевода микросхемы в дежурный режим (т.е., грубо говоря, усилительная часть микросхемы отключена от источника питания)
10 — Отключение выхода. Предназначен для ослабления входного сигнала (грубо говоря вход микросхемы отключен)
11 — Вход конечного каскада усиления (используется при каскадном подключении микросхем TDA7293)
12 — Сюда подключается конденсатор POS (С5) при питании напряжение превышает +/- 40 В
13 — Источник питания «+»
14 — Выход микросхемы
15 — Источник питания «-»

2.2 Разница между микросхемами TDA7293 и TDA7294
Такие вопросы встречаются постоянно, поэтому вот основные отличия TDA7293:
— Возможность параллельного подключения (полная фигня, нужен мощный усилитель — собирайте на транзисторах и будете доволен)
— Повышенная мощность (на пару десятков ватт)
— Повышенное напряжение питания (иначе предыдущий пункт не был бы актуален)
— Еще вроде говорят, что все это сделано на полевых транзисторах (что за точка?)
В этом вроде все отличия, от себя добавлю, что все TDA7293 имеют повышенную глючность — слишком часто горят.

BM2033 Часто задаваемые вопросы

— Как подключить светодиод для управления запуском усилителя BM2033?
— Светодиод должен быть подключен параллельно к любому плечу источника питания. Не забудьте установить токоограничивающее R = 1 кОм последовательно со светодиодом.

VM2033 это просто сказка! Заменил на него сгоревший канал в старом «Старт 7235». Качает в 1,5-2 раза мощнее, чем раньше, при этом меньше нагревается. Теперь хочу заменить их на клеммы в «Вега122».Только одна мелочь меня огорчила — по неосторожности прикрутил микросхему прямо к радиатору. В результате пришлось перепаять саму микросхему и восстановить сгоревшую дорожку.

Казалось бы, может быть проще подключить усилитель к блоку питания и можно будет наслаждаться любимой музыкой?

Однако, если вспомнить, что усилитель по существу модулирует напряжение блока питания по закону входного сигнала, становится понятно, что к проектированию и установке блока питания нужно подходить очень ответственно.

В противном случае допущенные при этом ошибки и просчеты могут испортить (в плане звука) любой, даже самый качественный и дорогой усилитель.

Стабилизатор или фильтр?

Удивительно, но чаще всего для питания усилителей используются простые схемы с трансформатором, выпрямителем и сглаживающим конденсатором. Хотя в большинстве электронных устройств сегодня используются стабилизированные блоки питания. Причина этого в том, что дешевле и проще сконструировать усилитель с высоким коэффициентом подавления пульсаций источника питания, чем сделать относительно мощный регулятор.Сегодня уровень подавления пульсаций типового усилителя составляет около 60 дБ на частоте 100 Гц, что практически соответствует параметрам стабилизатора напряжения. Использование источников в усилительных каскадах постоянного тока, дифференциальных каскадов, отдельных фильтров в цепях каскадного питания и других схемотехнических приемов позволяет добиться еще больших значений.

Питание Выходные каскады чаще всего делают нестабилизированными. Благодаря наличию в них 100% отрицательной обратной связи предотвращается единичное усиление, наличие LOS, проникновение фона и пульсации питающего напряжения на выход.

Выходной каскад усилителя по сути является регулятором напряжения (мощности) до тех пор, пока он не перейдет в режим ограничения (ограничения). Затем пульсации питающего напряжения (с частотой 100 Гц) модулируют выходной сигнал, который звучит просто ужасно:

Если для усилителей с однополярным питанием модулируется только верхняя полуволна сигнала, то для усилителей с биполярным питанием модулируются обе полуволны сигнала. У большинства усилителей такой эффект есть при высоких сигналах (мощностях), но на технических характеристиках это никак не отражается… В хорошо спроектированном усилителе клиппирования не должно происходить.

Чтобы проверить свой усилитель (а точнее, блок питания усилителя), вы можете поэкспериментировать. Подайте сигнал на вход усилителя с частотой немного выше, чем вы слышите. В моем случае достаточно 15 кГц :(. Увеличивайте амплитуду входного сигнала до тех пор, пока усилитель не войдет в клиппинг. В этом случае вы услышите гул (100 Гц) в динамиках. По его уровню вы можете оценить качество блок питания усилителя.

Предупреждение! Обязательно выключите твиттер вашей акустической системы перед этим экспериментом, иначе он может потерпеть неудачу.

Стабилизированный источник питания избегает этого эффекта и приводит к меньшим искажениям при длительных перегрузках. Однако с учетом нестабильности сетевого напряжения потери мощности на самом стабилизаторе составляют примерно 20%.

Другой способ уменьшить эффект клиппинга — пропустить каскады через отдельные RC-фильтры, что также несколько снижает мощность.

В серийной технике это используется редко, так как помимо снижения мощности увеличивается и стоимость изделия.Кроме того, использование стабилизатора в усилителях класса AB может привести к возбуждению усилителя из-за резонанса контуров обратной связи усилителя и стабилизатора.

Потери мощности можно значительно снизить, используя современные импульсные блоки питания. Тем не менее, здесь возникают другие проблемы: низкая надежность (количество элементов в таком блоке питания намного больше), высокая стоимость (при единичном и мелкосерийном производстве), высокий уровень радиопомех.

Типовая схема питания усилителя с выходной мощностью 50 Вт показана на рисунке:

Выходное напряжение сглаживающих конденсаторов составляет примерно 1.В 4 раза выше выходного напряжения трансформатора.

Пиковая мощность

Несмотря на эти недостатки, при питании усилителя от нестабилизированного источника можно получить некоторый бонус — кратковременная (пиковая) мощность выше мощности блока питания из-за большой емкости конденсаторов фильтра. Опыт показывает, что на каждые 10 Вт выходной мощности требуется минимум 2000 мкФ. За счет этого эффекта можно сэкономить на силовом трансформаторе — можно использовать менее мощный и, соответственно, более дешевый трансформатор.Имейте в виду, что измерения стационарного сигнала не обнаруживают этого эффекта, он проявляется только во время кратковременных пиков, то есть при прослушивании музыки.

Стабилизированный блок питания такого эффекта не дает.

Параллельный или последовательный стабилизатор?

Считается, что в аудиоустройствах лучше использовать параллельные стабилизаторы, так как токовая петля замкнута в локальной петле нагрузки-стабилизатора (питание исключено), как показано на рисунке:

Установка разделительного конденсатора на выходе дает такой же эффект.Но в этом случае нижняя частота усиливаемого сигнала ограничивает.

Защитные резисторы

Наверное, каждому радиолюбителю знаком запах сгоревшего резистора. Это запах горящей эпоксидной смолы лака и … денег. Между тем, дешевый резистор может спасти ваш усилитель!

Автор при первом включении усилителя в цепях питания вместо предохранителей устанавливает низкоомные (47-100 Ом) резисторы, которые в несколько раз дешевле предохранителей.Это не раз избавляло дорогостоящие элементы усилителя от ошибок монтажа, неправильной настройки тока покоя (регулятор был установлен на максимум вместо минимума), обратной полярности мощности и т. Д.

На фото усилитель, в котором установщик перепутал транзисторы TIP3055 с TIP2955.

Транзисторы в итоге не повредились. Все закончилось хорошо, но не для резисторов, и комнату пришлось проветривать.

Главное падение напряжения

При проектировании печатных плат для блоков питания не только не забывайте, что медь не является сверхпроводником.Это особенно важно для «заземляющих» (общих) проводников. Если они тонкие и образуют замкнутые цепи или длинные цепи, то из-за протекающего по ним тока получается падение напряжения и потенциал в разных точках оказывается разным.

Для минимизации разности потенциалов принято общий провод (землю) распределять в виде звезды — когда проводник идет к каждому потребителю. Термин «звезда» не следует понимать буквально. На фото пример такой правильной разводки общего провода:

В ламповых усилителях сопротивление анодной нагрузки каскадов достаточно высокое, порядка 4 кОм и выше, а токи не очень высокие, поэтому сопротивление проводников существенной роли не играет.В транзисторных усилителях сопротивление каскадов намного ниже (нагрузка обычно имеет сопротивление 4 Ом), а токи намного выше, чем в ламповых усилителях. Поэтому влияние проводников здесь может быть очень значительным.

Сопротивление следа на печатной плате в шесть раз выше, чем сопротивление порезам медного провода той же длины. Диаметр берется 0,71мм, это типичный провод, используемый при установке ламповых усилителей.

0,036 Ом против 0.0064 Ом! Учитывая, что токи в выходных каскадах транзисторных усилителей могут быть в тысячу раз больше, чем ток в ламповом усилителе, мы находим, что падение напряжения на проводниках может составлять 6000! В раз больше. Возможно, это одна из причин, почему транзисторные усилители звучат хуже ламповых. Это также объясняет, почему собранные на печатных платах ламповые усилители часто звучат хуже, чем поверхностный прототип.

Не забывайте закон Ома! Для уменьшения сопротивления печатных проводников можно использовать различные методы.Например, покрыть дорожку толстым слоем олова или припаять толстую луженую проволоку вдоль дорожки. Варианты показаны на фото:

Импульсы заряда

Для предотвращения проникновения сетевого фона в усилитель необходимо принять меры против проникновения импульсов заряда конденсаторов фильтра в усилитель. Для этого дорожки от выпрямителя должны идти прямо на конденсаторы фильтра. По ним циркулируют мощные импульсы зарядного тока, поэтому к ним больше ничего нельзя подключить.цепи питания усилителя должны быть подключены к выводам конденсаторов фильтра.

Правильное подключение (установка) блока питания усилителя с однополярным питанием показано на рисунке:

Увеличение нажатием

На рисунке показан вариант печатной платы:

Пульсация

Большинство нерегулируемых источников питания имеют только один сглаживающий конденсатор после выпрямителя (или несколько параллельно).Чтобы улучшить качество питания, можно использовать простой прием: разделить одну емкость на две и подключить между ними небольшой резистор на 0,2–1 Ом. В этом случае даже две емкости меньшего номинала могут оказаться дешевле одной большой.

Это приводит к более плавным колебаниям выходного напряжения с более низкими гармониками:

При больших токах падение напряжения на резисторе может стать значительным. Чтобы ограничить его до 0,7 В, можно параллельно резистору подключить мощный диод.В этом случае, однако, на пиках сигнала, когда диод открывается, пульсации выходного напряжения снова становятся «жесткими».

Продолжение следует …

Статья подготовлена ​​по материалам журнала «Практическая электроника каждый день»

Вольный перевод: Главный редактор РадиоГазеты

В этом разделе представлены некоторые варианты реализации блоков питания PP для усилителей. Схема питания с разделением конденсаторной батареи резисторами с сопротивлением в пределах 0.15-0,47 Ом предложил Л.Зуев:

Макет блока питания УНЧ от Владимира Лепехина в выложенном формате

Для УНЧ Натали были разведены платы для электролитических конденсаторов с посадочным диаметром d = 30, 35 и 40 мм с защелкивающимися выводами

Схема со стабилизированным питанием для ВН-А и операционного усилителя на м / с M5230L

Для проекта усилитель ASR на MOSFET с текущим ООООС от Maxim_A (Андрей Константинович), В.Лепехин разделил платы на маломощный блок питания для УН-а усилителя и мощный блок питания для выходного каскада.

плата с низким энергопотреблением сверху

плата блока питания с низким энергопотреблением снизу

блок питания ULF top

плата питания ULF снизу

Для реализации двойного моно на таких платах будут использоваться блоки питания:

BP ULF V2012EA

Этот блок питания используется для питания ВК (выходной каскад).Возможна установка электролитов с защелкивающимся креплением на плату диаметром до 30 мм; возможна установка диодов в корпусах ТО220-3 и ТО220-2, что расширяет диапазон используемых диодов. Размеры ПП 66 х 88 мм.

Для питания UN- и с отдельным блоком питания будет использоваться следующая плата блока питания:

BP ULF V2012EA

Размеры ПП 66 х 52 мм. Посадка диодов универсальная, возможна поставка вывода и в корпусе ТО220-2 посадка электролитов диаметром до 25 мм.

Выходные трансформаторы

— сердце лампового усилителя

Большинство ламповых усилителей на рынке имеют выходной трансформатор. Лишь очень небольшая группа ламповых усилителей без выходного трансформатора или OTL обходится без них. Вы могли заметить, что транзисторные усилители также редко имеют выходные трансформаторы.

Чтобы понять их назначение, мы должны сначала немного погрузиться в физику основных свойств трансформатора. Поскольку цель этого обсуждения — результаты, а не математика, мы будем избегать выводов, необходимых из основных магнитных и электрических законов, называемых уравнениями Максвелла.Если вы никогда раньше не возглавляли Максвелл, не волнуйтесь!

1. Основы трансформатора

A. Части трансформатора

Трансформаторы — это очень простые устройства (теоретически), которые состоят из трех основных компонентов:

· Первичная катушка

· Вторичная катушка

· Сердечник

Первичная обмотка — это сторона трансформатора, подключенная к источнику, а вторичная — к нагрузке. Сердечник представляет собой ферромагнитный материал, соединяющий первичную обмотку со вторичной обмоткой.Напряжение на первичной обмотке вызывает напряжение на вторичной обмотке, масштабируемое пропорциональным коэффициентом.

Сердечник может быть изготовлен из множества различных материалов в зависимости от целей конструкции конкретного трансформатора. Сердечник действует как промежуточная ступень, поэтому процесс индукции или магнитной связи может происходить под контролем. Сердечник направляет так называемый магнитный поток (представьте себе невидимое поле магнитной энергии), который индуцируется в сердечнике первичной обмоткой через обмотку вторичной обмотки.Ядро помогает исключить потери.

Простой трансформатор можно сделать без сердечника, просто располагая первичную и вторичную обмотки в непосредственной близости в свободном пространстве; однако связь будет плохой, поскольку магнитный поток не направляется через вторичную обмотку материалом сердечника. В трансформаторе без сердечника магнитное поле первичной обмотки излучается в свободное пространство, поэтому вторичная обмотка может принимать только часть энергии магнитного поля, которая проходит через вторичную обмотку.

Б.Как работают трансформаторы

Ток, протекающий по любому медному проводу, создаст магнитное поле, излучающее в пространстве вокруг диаметра поперечного сечения провода.

Первичная обмотка трансформатора под напряжением ведет себя таким же образом. Он несколько раз оборачивается вокруг сердечника, где магнитное поле, создаваемое током, протекающим в проводе, передается или индуцируется в материале сердечника. Железный сердечник теперь будет удерживать эту энергию в виде потока и равномерно распределять ее по траектории сердечника.Ядро просто действует как путь для передачи энергии первичного во вторичный.

Сила потока сердечника зависит от того, сколько раз первичная обмотка оборачивается вокруг сердечника. Чем больше витков проволоки вокруг сердечника, тем больше магнитный поток.

Как и первичная обмотка, вторичная обмотка также намотана вокруг сердечника, поэтому колебания магнитного потока сердечника будут затем возвращаться в медные обмотки вторичной обмотки, вызывая пропорциональный ток. С идеальным трансформатором не будет потерь энергии от первичной до вторичной.

Трансформаторы соединяют только переменный или переменный ток, поскольку закон индукции гласит, что только изменение магнитного поля вызовет индукцию в магнитном материале. Поскольку переменный ток постоянно изменяется во времени, образуя синусоидальную диаграмму, вся форма волны будет передаваться через трансформатор. Никакого устойчивого состояния или постоянного тока не будет. Мы даже можем компенсировать переменный ток большим значением постоянного тока, и все равно будет проходить только переменный ток.

Это одна из причин, по которой дома подключены к сети переменного тока, как в стенной розетке.В США стандартным является 120 В RMS. Это обеспечивает простой и удобный способ использования силового трансформатора.

C. Силовые трансформаторы повышают или понижают напряжение

Возможно, вы знакомы с фактом, что трансформаторы повышают или понижают напряжение и ток. Мы можем найти их в стенных коробках для бородавок, которые подключаются к розетке для зарядки наших сотовых телефонов, компьютеров и других электронных устройств. Здесь они снимают напряжение 120 или 240 В переменного тока со стены и понижают или повышают его до требуемого напряжения для работы устройства.Их обычно называют силовыми трансформаторами.

Легко рассчитать коэффициент повышения или понижения напряжения. Это просто отношение количества витков провода вокруг магнитопровода от вторичной к первичной.

Уравнение соотношения напряжений: Vs / Vp = Ns / Np

· Np = количество витков в первичной обмотке

· Ns = количество витков во вторичной обмотке

· Vp = первичное напряжение

· Vs = вторичное напряжение

Пример:

Np = 100

Ns = 200

Vs / Vp = Ns / Np = 200/100 = 2

Коэффициент Vs / Vp = 2 для этого трансформатора.Это означает, что вторичная обмотка имеет вдвое больше обмоток, чем первичная, и, таким образом, увеличивает первичное напряжение в два раза.

Если Vp было равно 120V.

Vs = 2 (Vp) = 240V

D. Сохранение энергии

Тот факт, что трансформаторы повышают или понижают напряжение, не особенно полезен для трансформатора аудиовыхода.

Нам все еще нужно связать еще одну информацию:

Мощность, подаваемая на первичную обмотку трансформаторов, равна мощности, доступной на вторичной обмотке.Что входит, должно выходить!

Это предполагает нулевые потери мощности в самом трансформаторе, что является очень хорошим предположением. Большинство качественных трансформаторов имеют КПД от 94% до 98%, если они правильно спроектированы.

Электрическая мощность определяется как напряжение (В), умноженное на ток (I).

Уравнение мощности: Мощность = I x V

Итак…

Ip x Vp = Is x Vs

Первичная мощность должна равняться вторичной мощности

Объединение этого с приведенным выше уравнением отношения напряжений дает:

Передаточные числа трансформатора: Is / Ip = Vp / Vs = Np / Ns

E. 2 x Rs

Используя эти уравнения, мы можем перейти к обсуждению выходных трансформаторов.

2. Выходные трансформаторы

Выходные трансформаторы имеют совершенно иное назначение, чем силовые трансформаторы. В отличие от силовых трансформаторов, которые используются для генерации правильных напряжений и токов для питания устройства, основная задача выходного трансформатора состоит в согласовании импедансов громкоговорителя и активных выходных устройств. В ламповом усилителе это выходные лампы.

При изменении импеданса выходные трансформаторы повышают или понижают напряжение и ток, как они должны! Однако это вторичный эффект по сравнению с их основной целью согласования нагрузки.

A. Трубки — это устройства с высоким импедансом

По своей природе вакуумные лампы представляют собой устройства с высоким импедансом и высоким напряжением. По потребительским стандартам они обычно работают с высоковольтными источниками питания, которые могут варьироваться от нескольких сотен вольт до более 1 кВ в специализированных «мощных» триодных лампах, таких как 211 ​​и 845.

Это означает, что 40-ваттная лампа такая поскольку KT88 смещен на 70% от его максимального рассеяния для мощности в режиме ожидания 28 Вт, а напряжение пластины 500 В будет иметь только 56 мА или 0.056 Ампер тока холостого хода через трубку. При максимальном размахе сигнала для полной мощности это может быть до пары сотен миллиампер тока.

Поскольку мы знаем, что R = V / I….

На холостом ходу импеданс указанной выше лампы KT88 составляет 500 В / 0,056 = 8929 Ом

Как мы можем видеть из этого примера, большое напряжение и небольшой ток означают высокое сопротивление. Вот почему лампы характеризуются как устройства с высоким импедансом.

Напротив, выходной MOSFET-транзистор с источником питания 24 В может пропускать через него ток сигнала более 1 А!

Б.2 / R

V = Sqrt (P x R)

V = Sqrt (60 x 8)

V = 22 В

Это означает, что для достижения необходимые 60 Вт мощности.

Как с током через динамик?

I = V / R

I = 22 В / 8 Ом

I = 2,75 А

Сравните эти результаты с приведенным выше примером лампы KT88. KT88 может выдавать 60 Вт в двухтактном усилителе, но не напрямую.Он не может обеспечить достаточный ток на нагрузку 8 Ом. Его выходное сопротивление слишком велико!

C. Введите выходной трансформатор

Поскольку трансформаторы могут отражать импедансы от вторичной к первичной, мы используем это в наших интересах.

Мы можем напрямую связать 8-омный динамик со вторичной обмоткой трансформатора и через квадрат отношения витков отразить гораздо более высокий импеданс на первичной стороне. Эта первичная обмотка соединена с выходными лампами. Таким образом, выходной сигнал преобразуется с высокого импеданса на низкий, что позволяет эффективно управлять динамиком.И первичная, и вторичная обмотки трансформатора будут по-прежнему получать одинаковую мощность, но теперь у нас есть высокий ток низкого напряжения, необходимый для управления громкоговорителем.

Пример:

Для конкретного усилителя нам нужно управлять 8-омным динамиком от вторичной обмотки выходного трансформатора. 2 x 8

Rp = 400 x 8

Rp = 3200 Ом

Мы только что разработали трансформатор с импедансом первичной обмотки 3200 Ом с нагрузкой 8 Ом, подключенной ко вторичной обмотке.

Наша лампа будет намного счастливее, чем подключение 8-омного динамика напрямую!

D. Выходные трансформаторы устанавливают нагрузку на выходную трубку

Из приведенного выше примера вы должны убедиться, что эта трубка будет отображать 3200 Ом благодаря коэффициенту трансформации трансформатора. Таким образом, создается нагрузка на трубку. Чтобы определить, приемлема ли нагрузка 3200 Ом, вам нужно вытащить спецификации для конкретной лампы, которую вы хотите использовать.

Однако «правильная» нагрузка намного сложнее, чем соответствие определенному номеру для конкретной трубки.Разработчик должен найти правильный компромисс, поскольку это сопротивление нагрузки от трансформатора будет устанавливать рабочие точки лампы, поскольку она усиливает сигналы.

Это означает, что сопротивление нагрузки на лампе будет устанавливать точки смещения и определять мощность, характеристики искажения и выходное сопротивление. Обычно в усилителях мощности большинство разработчиков выбирают импеданс трансформатора для нагрузки силовой лампы для получения максимальной мощности.

При параллельном подключении выходных ламп импеданс нагрузки обычно уменьшается вдвое, чтобы получить удвоенную мощность, чем раньше, поскольку удвоенный ток сигнала будет генерироваться при тех же напряжениях сигнала, что и в случае с одной лампой.Добавление дополнительных трубок в параллель не может увеличить максимальный ток, если сопротивление трансформатора не будет понижено.

Однако импеданс трансформатора можно выбрать для достижения лучших показателей искажений и более низкого выходного импеданса, что часто имеет решающее значение для усилителей без обратной связи. Однако это произойдет за счет эффективности и выходной мощности.

E. Коэффициент импеданса трансформатора. Определение выходного сопротивления усилителя

Как упоминалось выше, выходное сопротивление усилителя напрямую связано с коэффициентом сопротивления трансформатора.Так же, как динамик, подключенный к вторичной обмотке, будет отражать нагрузку на первичную обмотку, любое полное сопротивление на первичной стороне трансформатора будет отражать нагрузку на вторичную обмотку. Поскольку вторичная обмотка считается выходом усилителя, отраженное сопротивление от первичной обмотки к вторичной является выходным сопротивлением!

Допустим, лампа имеет номинальный импеданс 7500 Ом и подключена к трансформатору с первичной обмоткой 3200 Ом, когда вторичная обмотка нагружена нагрузкой 8 Ом.

Коэффициент импеданса трансформатора просто: 3200/8 = 400

Любая нагрузка на первичной обмотке отражается на вторичную с делением на 400.

Итак, выходное сопротивление = 7500/400 = 18,75 Ом

Это выходное сопротивление слишком велико, поэтому мы можем попытаться увеличить коэффициент импеданса трансформатора, чтобы разделить сопротивление пластины до меньшего числа.

Однако, если первичная обмотка 3200 Ом дала нам максимальную мощность для конкретной лампы, увеличение коэффициента для более низкого выходного импеданса начнет уменьшать доступную мощность.

Мы также можем использовать отрицательную обратную связь, чтобы уменьшить импеданс. Это обычно делается; однако тема обратной связи сложна, и ее следует отложить на другой день.

F. Что делает хороший выходной трансформатор?

В отличие от силовых трансформаторов, которые работают исключительно на частоте 50 или 60 Гц от стены, выходные трансформаторы, линейный каскад и другие трансформаторы, используемые для согласования импеданса, должны работать на всех ожидаемых частотах. Для звука человеческий слух составляет от 20 Гц до 20 кГц. Нам нужен трансформатор, который может значительно выходить за пределы этого диапазона для хорошей стабильности и воспроизведения звука без изменения передаваемых через них частот.

Эти изменения включают фазу (опережение или запаздывание выхода по времени от входа), амплитуду и искажение прошедшего сигнала. Идеальный трансформатор

не имел бы ни одной из этих проблем. Однако модель электрического эквивалента реального трансформатора чрезвычайно сложна. На некотором пределе частоты, как низкой, так и высокой, эти нелинейности начнут преобладать.

Технология намотки, материалы и дизайн — все это играет важную роль в качестве трансформатора. Для проектирования и изготовления высококачественных выходных трансформаторов требуются годы опыта и практики.Именно по этой причине выходной трансформатор почти всегда является самым дорогим элементом в ламповом усилителе, и его качество нельзя упускать, если целью является усилитель с отличным звуком.

Объяснение выходных трансформаторов

Описание выходных трансформаторов

Общий

Есть несколько вещей, которые важны при изготовлении выходного трансформатора. Основными параметрами являются: (а) отраженный импеданс первичной обмотки для данного импеданса вторичной нагрузки, который должен соответствовать потребностям конкретной используемой лампы, (б) первичная индуктивность, которая определяет низкочастотный отклик, (в) первичная индуктивность рассеяния и емкость, которые определяют высокочастотную характеристику, (d) допустимую мощность, которая определяет необходимый размер сердечника и размер провода, и (e) механические детали, такие как стиль монтажа (вертикальное крепление «X», раскладной «Z» крепление и т. д.), цвет и длина свинца, использование концевых звеньев, отделка, экранирование и т. д.

Отраженное сопротивление

Выходной трансформатор сам по себе не имеет импеданса (игнорируя индуктивность / сопротивление первичной обмотки, что является другим вопросом). Он просто отражает импедансную нагрузку вторичной обмотки обратно к первичной.

Трансформатор имеет коэффициент трансформации, который можно измерить, приложив небольшое переменное напряжение к первичной обмотке и измерив результирующее вторичное напряжение.Результирующее отношение напряжений — это соотношение витков (вы также можете подать небольшое напряжение на вторичную обмотку и измерить результирующее первичное напряжение, что обычно проще, потому что напряжение выше, а вторичное сопротивление не так много, чтобы вносить ошибки измерения, но следите за выход для высоких напряжений на первичной обмотке, если отношение витков большое!).

Коэффициент импеданса — это квадрат отношения витков, который также является квадратом отношения напряжений, как показано в следующем уравнении:

Zp / Zs = (Np / Ns) ² = (Vp / Vs) ²

Если вы подключаете 1 В переменного тока к вторичной обмотке и измеряете 20 В переменного тока на первичной обмотке, у вас будет соотношение витков 20: 1, что соответствует коэффициенту импеданса 400: 1.Это означает, что если вы поместите нагрузку 8 Ом на вторичную обмотку, вы получите отраженное сопротивление в 3,2 кОм на первичной обмотке. Если вы поместите нагрузку 4 Ом на вторичную обмотку, вы получите отраженную нагрузку 1,6 кОм.

Например, если у вас есть трансформатор, рассчитанный на 4,3 кОм: 8 Ом, вы можете подать сигнал переменного тока 1 В на вторичную обмотку 8 Ом, и вы должны увидеть 23,18 В переменного тока на первичной обмотке, что соответствует напряжению 23,18: 1. коэффициент или коэффициент импеданса 537,5: 1, который будет отражать нагрузку 8 Ом обратно как 4.3К.

Как видите, трансформатор не имеет собственного импеданса, он просто отражает импеданс нагрузки обратно в первичную обмотку.

Первичная индуктивность

У трансформатора, однако, есть индуктивность первичной обмотки, которая напрямую влияет на низкочастотную характеристику трансформатора. Точка отсечки низких частот -3 дБ может быть определена по следующей формуле:

f = Z / (2 * Pi * L)

, где Z — импеданс первичного источника (вообще говоря, это импеданс отраженного источника, параллельный импедансу источника, представленному пластиной лампы), а L — первичная индуктивность.

Это означает, что если вы хотите улучшить низкочастотную характеристику трансформатора, вам необходимо увеличить индуктивность первичной обмотки, что означает увеличение сердечника и / или большего числа витков на первичной обмотке.

Первичная индуктивность и емкость рассеяния

К сожалению, когда вы увеличиваете количество витков, вы также увеличиваете емкость и индуктивность рассеяния, что затем ограничивает высокочастотные характеристики. Индуктивность рассеяния пропорциональна квадрату числа витков, поэтому вы должны уменьшить число витков, чтобы уменьшить индуктивность рассеяния, но это противоречит необходимости увеличения числа витков для хорошей низкочастотной характеристики.Кроме того, плотность магнитного потока может быть превышена, если вы уменьшите количество витков. Различные методы намотки, такие как чередование, могут помочь уменьшить величину индуктивности рассеяния и улучшить высокочастотную характеристику.

Формула для расчета высокочастотной характеристики:

f = Z / (2 * Pi * Ll)

, где Z — полное сопротивление первичного источника, а Ll — индуктивность рассеяния.

Помимо спада высокочастотной характеристики, на переходную характеристику трансформатора влияет индуктивность рассеяния.Большая индуктивность рассеяния может вызвать «звон» на резких переходах, например, прямоугольную волну, генерируемую усилителем, приводимым в режим ограничения.

Емкость также увеличивается с увеличением числа витков и также ограничивает высокочастотный отклик.

Допустимая мощность

Две вещи, которые определяют мощность трансформатора, — это размер сердечника и калибр провода, используемого для намотки трансформатора.Размер ядра пропорционален мощности и требуемой точке низкой частоты -3 дБ. Трансформатор, рассчитанный на 50 Вт при 80 Гц, намного меньше, чем трансформатор, рассчитанный на 50 Вт при 20 Гц. Другой фактор при определении требуемого размера сердечника — это количество витков, которые уместятся на шпульке. Если вы увеличиваете номинальную мощность, вы должны увеличивать размер проволоки, а это означает, что на катушку того же размера поместится меньше витков, поэтому вы должны увеличить размер шпульки и сердечника, чтобы учесть дополнительные витки.

Механический

Механические факторы зависят от области применения.Как правило, рекомендуется использовать концевые раструбы с обеих сторон для экранирования, хотя некоторые производители (например, Matchless) устанавливают трансформатор в виде «укладки» или «Z», с только концевым раструбом наверху. Иногда это может привести к гудению или помехам внутри корпуса. Тем не менее, это очень устойчивая механическая конструкция, поскольку расположение монтажных отверстий максимально широкое, а центр тяжести трансформатора намного ниже, что означает, что он лучше выдерживает удары, не отрываясь от монтажных отверстий, но если усилитель подвергнется такому плохому обращению, вероятно, что-то еще выйдет из строя.Я предпочитаю традиционную стойку или крепление «X», с концевыми раструбами с каждой стороны, с самой длинной горизонтальной осью сердечника, параллельной шасси, чтобы удерживать CG трансформатора как можно ниже. Длина и цвет провода выбираются для конкретного применения.

Выводы

Как вы можете видеть из приведенного выше объяснения, количество витков определяется в первую очередь требуемой индуктивностью первичной обмотки для желаемой точки низкочастотной характеристики, но высокочастотная характеристика и переходная характеристика пострадают, если количество витков будет слишком большим.В общем, для гитарного усилителя существует минимально необходимая первичная индуктивность, чтобы получить необходимую частотную характеристику для воспроизведения самой низкой ноты на гитаре. Лучше всего сконструировать трансформатор так, чтобы точка отсечки низких частот была несколько ниже этой, чтобы отклик на этой частоте не был на -3 дБ ниже. Как правило, лучше всего рассчитать половину этой частоты, чтобы сдвинуть как низкочастотную точку вниз, чтобы сбалансировать отклик по всему диапазону гитары, так и сдвинуть фазовые сдвиги дальше за пределы полосы пропускания.В этом случае общая низкочастотная характеристика усилителя не зависит от трансформатора и может задаваться компонентами схемы. Если количество оборотов увеличивается выше этого, нет реального усиления низкочастотной характеристики гитары, но высокочастотная характеристика и переходная характеристика сильно пострадают. Следовательно, трансформатор с перемоткой, если намотано больше витков, чем необходимо, на самом деле скорее повредит ответ, чем поможет ему.

---

Авторские права © 1999, Рэндалл Эйкен.Воспроизведение в любой форме без письменного разрешения Aiken Amplification запрещено.

Пересмотрено 18.02.14

ТВ 3ш блок питания. Тестирование выходного трансформатора

При диапазоне 20 Гц — 2 МГц выходной сигнал синусоидальной и прямоугольной формы, выходное сопротивление 600 Ом, амплитуда до 5 Вольт при нагрузке 600 Ом (соответственно 130 пропорционально меньше). Генератор подключается через разделительный конденсатор 200 мкФ x 100 В к первичной обмотке испытываемого трансформатора.Для моделирования намагничивания через сопротивление ПЭВ-10 130 Ом подключается лабораторный блок питания 0 … 60 Вольт с регулировкой выходного тока. Благодаря такому сопротивлению может быть достигнут «анодный ток» до 400 мА. Вторичная обмотка нагружена номинальным сопротивлением 4 или 8 Ом. Параллельно ему подключается вольтметр переменного тока В3-38А.

В хорошем смысле, конечно, правильнее было бы запитать трансформатор от источника 300 В и использовать в качестве токоприемника сопротивление, равное его расчетному аноду для тестируемого трансформатора, но есть две проблемы: 1 ) мощность, рассеиваемая на таком балласте, будет немаленькой, несколько десятков ватт; 2) есть трудности с регулировкой тока.
Для контроля формы тока до и после испытуемого трансформатора параллельно первичной и вторичной обмоткам подключается двухканальный цифровой осциллограф с функцией математических вычислений. В нормальном режиме визуально оценивается отсутствие искажений на синусоиде и прямоугольном сигнале; в математическом режиме вторичное напряжение вычитается из первичного, чтобы оценить искажение, вносимое трансформатором. Функция спектрального анализа БПФ не используется, так как в быту вряд ли возможно эксплуатировать выходной трансформатор вне его линейных режимов, поэтому оценивать здесь нечего.

Результаты испытаний

Трансформатор ТВ-3Ш (2 шт.).

Не отсортированный, не модернизированный, не ржавый, не … в общем «как есть». 1989, n1 = 3000 PEV1 0,125; п2 = 91 ПЭВ1 0,5. Ктр = 33, Рнаг. = 4 Ом (?)

Судя по тому, что видно на рамке, сначала наматывается первичная, потом вторичная. Есть ли разделение между слоями или другое разделение — неизвестно.

Уровень БД	Частота, Гц, Transf.№ 1	Частота, Гц, Transf. Число 2
Опорный 0 дБ (24,5 мВ)	1000	1 000
	19	19
Частотная характеристика в единицах -1 дБ	4000	4550
-3 дБ Снижение частотной характеристики	7300	8 100
Снижение частотной характеристики при -6 дБ	12700	14 000
Снижение частотной характеристики при -9 дБ	18000	21 000
Снижение частотной характеристики при -12 дБ	28000	30 000

Диапазон тока смещения от 0 до 70 мА.Никаких искажений замечено не было.

Второй трансформатор плохо тянется и воет.

Резюме: очень посредственно, но ток смещения выдерживает довольно много. Для переборки (перемотки) или кандидата на хороший дроссель. Значительная высокочастотная блокировка из-за несекционной обмотки.

Трансформатор TW4SE (2 шт.).

Пара новых недорогих трансформаторов, выпущенных в 2012 году московской компанией Audio Instrument Ra = 5кОм, Rload = 4/8 Ом. Ктр = 28, Imax = 45 мА.

Судя по тому, что видно на каркасе, обмотки разделены на 5 слоев по схеме: II — I — II — I — II. Намотка сделана аккуратно, использована прозрачная полиэфирная пленка. Нет пропитки. Оригинал паспорта трансформатора от производителя.

Попытка измерения распределения витков по слоям:

выводы	Напряжение	Часть
2-5	10.0 В	первичный
2 — 3	5,0 В	1/2
3-5	5,0 В	1/2
8-12	0,41 В	вторичный
12 — 1	0,10 В	1/4
1-6	0,21 В	2/4
6-8	0.10 В	1/4

Итак, очевидно, что первичная обмотка распределена 1: 1, т.е. поровну в два слоя; вторичный 1: 2: 1, то есть первый и последний слой в четверти (один полный слой провода), середина составляет половину всех витков (два полных слоя провода) вторичной обмотки. Первичная обмотка выполнена из провода ПЭВ-2 0,14, вторичная — ПЭВ-2 0,70. Сопротивление составляет 386 и 0,6 Ом соответственно.

Измерения частотной характеристики:

Уровень DB	Частота, Гц, Transf.№ 1	Частота, Гц, Transf. Число 2
Опорный 0 дБ (24,5 мВ)	1000	1 000
Частотная характеристика в единицах -1 дБ, нижняя	22	24
Частотная характеристика в единицах -1 дБ	23000	21000
-3 дБ Снижение частотной характеристики	42000	40 000
Снижение частотной характеристики при -6 дБ		61 000
Снижение частотной характеристики при -9 дБ	130000	125 000
Снижение частотной характеристики при -12 дБ	170 000	160 000
Собственный резонанс (пик относительно кривой частотной характеристики вокруг резонанса)	63000 (+ 1 дБ)	80000 (+ 1 дБ)

Диапазон тока смещения от 0 до 90 мА.Никаких искажений замечено не было.

Оба трансформатора очень плохо натягиваются и свистят во время измерений.

Собственный резонанс трансформатора около 60 … 80 кГц.

Резюме: Хорошо. Для триодного включения — очень хорошо. Для ультралинейного включения не подходит. Использование секционных обмоток, 3 секции вторичной и 2 секции первичной, значительно расширило рабочий диапазон и «вывело» собственный резонанс далеко за пределы рабочего диапазона. К сожалению, есть вопросы к качеству изготовления стяжки и крепления.Немагнитный зазор не сохраняет форму. В целом состояние трансформатора больше напоминает комплект «Юный техник — собери трансформатор самостоятельно», нежели готовое изделие. Если довести конструкцию трансформатора до ума, получится отличный кандидат на замену СССР-овского ТВЗ-1-1, ТВЗ-1-9, ТВ-2Ш, ТВ-3Ш и других «УНЧ от телевизоров на 6П14П». . Но пока это не трансформер, а конструктор, причем неполный.

Восстановление трансформатора ТВ-ЗШ

Попытка восстановления выходного трансформатора ТВ-3Ш.Трансформатор пролежал несколько месяцев в воде, в результате чего пластины магнитопровода подверглись коррозии.

Для проверки целостности обмоток трансформатор подключался к сети по первичной обмотке через лампу накаливания на случай короткого замыкания. Короткого замыкания не обнаружено, на вторичной обмотке появилось напряжение, аналогичное напряжению исправного трансформатора ТВ-3Ш. После этой проверки было решено восстановить этот трансформатор.

Этап 1.Удаление ржавчины.

Преобразователь ржавчины, содержащий фосфорную кислоту, используется для удаления ржавчины и восстановления оксидного слоя пластин. В результате химической реакции ржавчина растворяется, и железо покрывается слоем фосфата. Теоретически это должно работать как аналог ламинации для изоляции пластин и уменьшения вихревых токов в магнитопроводе. Пластины заполняются нейтрализатором ржавчины минимум на 1 час. В этом случае тарелки пролежали в нем сутки. В это время шла медленная реакция с выделением газа, поэтому емкость с пластинами находилась на открытом воздухе, накрытая полиэтиленовым пакетом.

По окончании процедуры заметной ржавчины не было и пластины были выложены на сушильную бумагу, после чего они стали серыми — признак фосфатного налета. Затем трансформатор собирали, но не стягивая его вместе с кожухом — для следующего этапа.

Этап 2. Вощение в парафине.

Для предотвращения разрушения магнитопровода и обмоток, подвергающихся длительному воздействию воды, было решено прокипятить трансформатор в парафине.Эта практика широко известна среди разработчиков ламповых усилителей.

Для начала нужно растопить парафин. Для этого возьмите соответствующую емкость — например, жестяную банку по размеру трансформатора, залейте ее парафином и поставьте на водяную баню. Последней может быть обычная кастрюля с кипятком. Вода не должна сильно закипать, чтобы брызги не попали в парафин. Трансформатор осторожно опускают в расплавленный парафин на проводах и находится там до тех пор, пока из него не появятся пузырьки воздуха, когда жидкий парафин заполнит пустоты.Обычно это занимает около 2 часов.

Во время готовки необходимо периодически дергать трансформатор подвесов, при этом можно наблюдать интенсивный выход пузырьков воздуха.

После завершения процесса варки необходимо вынуть емкость с парафином и трансформатор из воды и дать ей остыть. Сразу снимать трансформатор нельзя, так как жидкий парафин выльется мгновенно. Необходимо дождаться, пока парафин немного остынет и на его поверхности не образуется застывшая пленка.Затем его нужно снять и снять трансформатор. Далее нужно действовать быстро и зажать трансформатор зажимом в тисках.

Излишек затвердевшего парафина можно удалить.

Проверка трансформатора в разводке усилителя показала звук, похожий на обычный качественный трансформатор ТВ-ЗШ. Поэтому для создания пары и имеющийся хороший трансформатор было решено прокипятить в парафине. Перед приготовлением он выглядел так:

Для создания немагнитного зазора в обоих трансформаторах вместо бумажного слоя использовалась фторопластовая пленка толщиной с чертежную кальку.

В данном материале представлена ​​справочная информация по выходным звуковым трансформаторам ТВЗ — размеры сердечника, количество витков и диаметр обмоточного провода. Информация будет полезна для использования этих унифицированных трансформаторов в качестве готового выхода, в схемах самодельных ламповых усилителей. Приведены примеры возможных улучшений ТВЗ для улучшения АЧХ и снижения коэффициента искажений.

Подключение трансформатора ТВЗ к схеме не вызовет.Боле низкоомная обмотка намотана толстым проводом — подключается к динамику. Обмотка с тонкой проволокой и сопротивлением в несколько десятков Ом — на анод УНЧ лампы. Перечень отечественного звуковоспроизводящего оборудования, на котором используются трансформаторы ТВЗ, и их технические параметры приведены в таблице:

Приведены параметры штатных трансформаторов ТВЗ-Ш, ТВЗ-1-9, ТВЗ-1-1 и др. в таблице:

Стандартные параметры наиболее распространенного трансформатора ТВЗ-1-9:

индуктивность первичной обмотки L1 — 6.5 H;
индуктивность рассеяния (приведенная к первичной обмотке) Ls — 56 мГн;
емкость (приведенная к первичной обмотке) С — 0,3 мкФ;
активное сопротивление первичной обмотки g1 — 269 Ом;
активное сопротивление вторичной обмотки g2 — 0,32 Ом;
Коэффициент трансформации n — 37.

Чаще всего трансформаторы предназначены для подключения динамиков с сопротивлением 4 Ом. При других значениях выходного сопротивления нагрузки их необходимо поддомкрачивать.

Rн = 4 Ом, вторичная = 58 витков (без переделки)
Rн = 8 Ом, вторичная = 82 витка (обмотка 24 витка)
Rн = 16 Ом, вторичная = 116 витков (обмотка 58 витков )

В статье дан краткий анализ и определены достижимые параметры лампового триодного одноциклового усилителя с унифицированным выходным трансформатором ТВЗ от телевизионного приемника. Рассмотрен способ переделки трансформатора, позволяющий улучшить его параметры.Приведены практическая схема усилителя и результаты испытаний. Предложенный автором подход может быть применен при разработке более мощного лампового УМЗЧ.

Статья предназначена для радиолюбителей, рекомендации ограничиваются информацией, дающей возможность повторить усилитель всем желающим.

Разговор о чуде лампового звука вызывает естественное желание услышать это чудо. И первая проблема, с которой столкнутся желающие повторить любой ламповый усилитель, — это выходной трансформатор.Есть три способа решить эту проблему. Сделать можно самому, можно, но непросто. Можно купить хороший выходной трансформатор, он простой, но не дешевый. Или вы можете попробовать использовать что-нибудь доступное и доступное.

Исследование радиорынка показало, что наиболее доступны выходные трансформаторы (ТВЗ) от старых телевизоров. Выбор большой, а цена от 0 3 до 0,6 доллара в зависимости от настроения продавца. Чаще всего встречаются ТВЗ-1-9, приобретены для экспериментов. Купил для сравнения другие типы трансформаторов.Как позже выяснилось, лучшими параметрами обладают трансформаторы ТВЗ-1-1 и ТВ-2А-Ш, самого респектабельного возраста, но ТВЗ-1 9 продавалось больше, именно с ними я решил поэкспериментировать дальше. .

Была поставлена ​​задача: попытаться улучшить параметры трансформатора путем его переделки (без перемотки), а затем сконструировать выходной каскад таким образом, чтобы максимально компенсировать его оставшиеся недостатки. Очевидно, что выходная мощность такого усилителя будет сравнительно небольшой, но главное было не получить большую мощность, а искать принципиальные решения.

Немного теории

Чтобы разобраться, куда двигаться, вспомним, какие параметры трансформатора на что влияют. Если обратиться к классике (например), не вдаваясь в тонкости, можно сказать, что определяющими являются шесть параметров: индуктивность первичной обмотки, амплитуда магнитной индукции, индуктивность рассеяния, собственная емкость, сопротивление обмотки и коэффициент трансформации.

Были измерены параметры существующих трансформаторов, и вот что получилось:

• Индуктивность первичной обмотки L1 — 6.5 Н:
• индуктивность рассеяния (приведенная к первичной обмотке) Ls 56 мГн;
• емкость (приведенная к первичной обмотке) С — 0,3 мкФ;
• сопротивление первичной обмотки r1 — 269 Ом;
• активное сопротивление вторичной обмотки r2 — 0,32 Ом;
• коэффициент трансформации n — 37.

Вот усредненные данные, к сожалению, только надписи на катушках у трансформаторов оказались такими же. Материал магнитопровода остается неизвестным, но после снятия кривых намагничивания я склоняюсь к мысли, что это сталь Е44 (высоколегированная, рассчитанная на работу в средних полях высокой частоты).В принципе то есть — то есть, но для расчетов нужно было иметь точку отсчета.

Оценим, какие параметры можно ожидать при использовании таких трансформаторов. Чаще всего они использовались в простых усилителях с выходными лампами 6Ф5П, 6ФЗП, 6П1П, 6П14П при триодной коммутации. В этом случае выходное сопротивление ламп находится в пределах 1,3 … 2 кОм. Для расчетов берем среднее значение 1,7 кОм. На рис. 1 показана упрощенная эквивалентная схема трансформатора, подключенного к лампе, который представлен в виде генератора G1 с выходным сопротивлением R (все показано на первичной стороне трансформатора).

Параметры большого сигнала

Давайте посмотрим, как обстоят дела с индукцией в магнитной цепи. Поскольку индукция обратно пропорциональна частоте, наиболее интересна область низких частот, где она достигает максимальных значений. Фактически, допустимая индукция будет определять максимальную мощность, которую трансформатор может передавать в области низких частот с приемлемыми искажениями. Амплитуда индукции в магнитопроводе определяется по известной формуле

где E1 — напряжение, приложенное к первичной обмотке, В; f — частота сигнала, Гц; S — активная площадь поперечного сечения магнитопровода.см2; W1 — количество витков.

Эту зависимость удобно сразу выразить через мощность в нагрузке. Напряжение E1, приложенное к первичной обмотке, равно сумме напряжений на нагрузке R2 «и на сопротивлении обмотки r2» Индуктивностью рассеяния Ls2 «на низких частотах можно пренебречь. Следует учитывать, что по первичной обмотке протекает ток покоя лампы I0, который создает подмагничивающее поле, которое, в свою очередь, определяет начальное значение индукции B0.По моим расчетам она примерно равна 0,3 Тл. После преобразования формула принимает вид

.

Для ручных расчетов эта формула слишком громоздка, но в компьютерных расчетах громоздкость не имеет значения. Зависимости индукции от выходной мощности, рассчитанные для трех значений частоты, показаны на рис. 2.

Если учесть, что материал магнитопровода начинает насыщаться при индукции около 1.15 Тл (это выяснилось при снятии основной кривой намагничивания) и допускают максимальную индукцию примерно 0,7 Тл, то графики показывают, какую выходную мощность можно получить в низкочастотной области: на частоте 30 Гц — только около 0,25, при 50 Гц — около 0,8 Вт, а при 100 Гц индукция больше не является ограничивающим фактором. Превышение этих значений не только значительно увеличивает уровень вносимых трансформатором гармоник, но и увеличивает уровень гармоник, генерируемых лампой, за счет уменьшения входного сопротивления трансформатора.Измерения в реальном каскаде (на лампе 6Ф5П) показали, что при выходной мощности 1 Вт снижение частоты сигнала с 1 кГц до 50 Гц приводит к увеличению уровня гармоник более чем в два раза.

Параметры слабого сигнала

Оценим влияние трансформатора на частотные свойства усилителя при его работе на малой мощности, когда нет проблем с индукцией (например, усилитель предназначен для телефонов) .В этом случае удобнее оценивать параметры трансформатора, такие как индуктивность первичной обмотки и индуктивность рассеяния.

Из рис. На рис. 1 видно, что в низкочастотной области лампа нагружена по двум параллельным цепям (индуктивностями рассеяния пренебрегаем). Первая — это индуктивность намагничивания L1, через которую протекает ток намагничивания IL1, вторая — это цепь нагрузки, состоящая из последовательно соединенных сопротивлений R2 «и R2», через которую протекает ток I2.По мере уменьшения частоты сигнала реактивное сопротивление L1 уменьшается, соответственно, IL1 увеличивается, а I2 уменьшается. Помимо уменьшения коэффициента передачи каскада, в общем случае наблюдается еще одна неприятная вещь — падает входное сопротивление трансформатора, что приводит к уменьшению сопротивления анодной нагрузки лампы и, соответственно, к увеличению коэффициента гармоник. Для оценки влияния индуктивности первичной обмотки воспользуемся известной упрощенной формулой:

где ML — коэффициент частотных искажений; R0 — сопротивление эквивалентного генератора, определяемое из выражения

На рис.На рис.3 представлены результаты расчета частотного искажения каскада в низкочастотной области с выходным трансформатором ТВЗ-1-9 для трех значений выходного сопротивления лампы.

Из графиков видно, что при выходном сопротивлении лампы 1700 Ом (средняя кривая) АЧХ уменьшается на 3 дБ на частоте около 40 Гц. Уменьшение выходного сопротивления лампы снижает частотные искажения (верхняя кривая).

Но не будем делать поспешных выводов и посмотрим, что происходит в области высоких частот.

Из рис.1 следует, что индуктивности рассеяния включены последовательно с нагрузкой (L1 можно пренебречь, так как ток IL1 в высокочастотной области пренебрежимо мал), с увеличением частоты их реактивное сопротивление увеличивается, что приводит к уменьшение выходной мощности. Коэффициент частотных искажений определяется по формуле

где Mn — коэффициент частотных искажений; C — индуктивность рассеяния, приведенная к первичной обмотке (измеренное значение).

На рис. На рисунке 4 показаны результаты расчета частотного искажения каскада с тем же трансформатором в высокочастотной области для трех значений выходного сопротивления лампы.

Но не все потеряно! Изменяя конструкцию трансформатора, мы можем повлиять на индуктивность первичной обмотки и амплитуду индукции, и это совсем не мало.

Переделка трансформатора

Единственное, что можно сделать в этом случае, это изменить способ сборки магнитопровода.В заводском исполнении он выполнен с зазором (диэлектрическая прокладка обычно отсутствует, зазор образуется из-за неплотной посадки П-образного и закрывающего пакетов пластин). Устраним зазор, собрав пластины магнитопровода внахлест, и посмотрим, что получится.

Для начала необходимо освободить трансформатор от металлического держателя, предварительно отогнув его монтажные выступы. Затем, сняв магнитопровод с катушки, осторожно отделите пластины друг от друга и снова соберите их, уложив в накладку.Делайте это осторожно (чтобы уменьшить зазор) и обязательно используйте все пластины. Возможно, замыкающих пластин не хватит, поэтому желательно иметь второй трансформатор с таким же магнитопроводом. Если вы переделываете два трансформатора (для стереоусилителя), количество пластин в обоих должно быть одинаковым (естественно, в этом случае вам может понадобиться другой в качестве «донора»)

После сборки установите магнитопровод с широкой стороной на ровной поверхности (кусок фанеры, гетинакс, текстолит) и легкими ударами киянки по выступающим концам пластин следить, чтобы они были на одном уровне с остальными.Повторите эту операцию, перевернув магнитопровод на противоположную сторону. Переделанный на этом этапе трансформатор показан на рис. 5. Готовый трансформатор рекомендуется снова вставить в наконечник. Проще всего это сделать с помощью больших настольных тисков, но особенно не переусердствуйте. Большие механические напряжения ухудшают магнитные свойства стали.

Поскольку преобразованный трансформатор не может работать с намагничиванием, необходимо использовать другой тип выходного каскада для его возбуждения.

Выходной каскад

Наиболее очевидный способ — использовать так называемый выходной каскад дроссельной заслонки и отделить трансформатор от анодной цепи лампы с помощью конденсатора (рис. 6).

В этом случае наиболее подходит выходной каскад с источником тока в анодной цепи (рис. 7), который имеет ряд преимуществ перед дросселем. Высокое выходное сопротивление источника тока позволяет получить от лампы максимальное усиление, каскад имеет более широкую полосу воспроизводимых частот, менее требователен к качеству источника питания, конструкция в целом имеет меньшие габариты.

Есть и минусы. Самое неприятное, что напряжение питания каскада с источником тока должно быть существенно выше (минимум в полтора раза по сравнению с индуктором). КПД каскада соответственно меньше, а схема намного сложнее.

Источник тока может быть выполнен как на лампе, так и на транзисторах. Я был склонен к транзисторной версии по следующим причинам. В этом случае достижима более высокая стабильность тока, минимальное рабочее напряжение намного ниже (уже требуется очень высокое анодное напряжение), и дополнительная обмотка накала для лампы источника тока не требуется.

Особое внимание следует уделить разделительному конденсатору C1. Его качество влияет на выходной сигнал, так как через него протекает выходной ток лампы. Оксидные конденсаторы здесь недопустимы, можно использовать только бумажные и полиэтилентерефталатные (например, К73-17 с номинальным напряжением не менее 400 В; нужная емкость получается при параллельном подключении необходимого количества конденсаторов).

Схема усилителя

Принципиальная схема усилителя представлена ​​на рис.8 там же указаны режимы лампы постоянного тока. Выбор активных компонентов во многом определялся возможностью их приобретения широким кругом любителей ветчины.

(нажмите для увеличения)

Усилитель двухкаскадный: первый выполнен на триодной части лампы VL1, второй (выходной) — на ее пентодной части. На обоих этапах в анодной цепи используются источники тока. Мы обсудили преимущества такой схемотехники в выходном каскаде, использование источника тока в каскаде предварительного усиления также вполне оправдано.

Во-первых, это позволяет получить от лампы максимальное усиление. Во-вторых, его работа на фиксированном токе позволяет снизить коэффициент гармоник каскада в два-два с половиной раза. Хорошая частотная характеристика обеспечивается подбором достаточно большого тока покоя лампы. В каскаде используется автоматическое смещение, генерируемое на резисторе R4, и через него также вводится неглубокий локальный OOS. При желании усилитель можно покрыть ООС, подав часть сигнала с выхода усилителя через резистор R8 на цепь катода триода.

В выходном каскаде используется фиксированное смещение, регулируемое подстроечным резистором R12. Основное назначение резистора R13 — обеспечить удобное измерение тока покоя выходного каскада.

Использование сложных каскодных источников тока обусловлено большим диапазоном переменного напряжения на анодах ламп (особенно в выходном каскаде). Использование простых источников на одиночном транзисторе (это касается варианта на полевом транзисторе с резистором в цепи источника), рекомендованное некоторыми авторами, не обеспечивает приемлемой стабилизации тока в широком диапазоне частот.В выходном каскаде даже использование каскодного источника не решает всех проблем: на частотах выше 25 … 30 кГц становится заметным уменьшение усиления из-за влияния емкостей транзистора VT4. Можно несколько расширить полосу частот каскада, заменив пару транзисторов VT4, VT5 на один высокочастотный высоковольтный pnp-транзистор подходящей мощности (например, 2SB1011). Однако такие транзисторы менее доступны.

Я затрону еще один вопрос, связанный с использованием источников тока и их влиянием на качество звука.Идеальный источник тока, конечно, не окажет никакого влияния, но настоящий может повлиять. Прежде чем рекомендовать рассматриваемый вариант источника тока, я изучил его достаточно подробно и не обнаружил существенного ухудшения спектра выходного сигнала в диапазоне звуковых частот. Для исследования мы использовали анализатор спектра HP-3585 от Hewlett-Packard с динамическим диапазоном 120 дБ и селективный вольтметр D2008 от Siemens с еще более внушительным значением этого параметра — 140 дБ.Конечно, есть отличия от резистивного каскада, но только на уровне -80 …- 90 дБ. Во многих случаях это уже ниже уровня собственного шума каскада. На что действительно нужно обратить внимание, так это на уровень шума каскада с источником тока. Использование активных элементов в анодной цепи приводит к некоторому увеличению шума (в равной степени это относится и к источникам, сделанным на лампах), но для каскадов, работающих с входными сигналами в сотни милливольт, это не принципиально важно на входных каскадах большой мощности. чувствительные усилители.разум.

Я не сторонник борьбы «за чистоту серии ламп» ради самой борьбы и отрицания реальных преимуществ гибридных устройств. Результатом такого подхода, на мой взгляд, станет попрание решений 50-х годов прошлого века и дискуссии о необходимом составе используемого припоя. Самое главное в нашем случае, чтобы сигнал усиливался именно лампами (через источник тока переменная составляющая практически не протекает).

О некоторых частях усилителя

Я не буду перечислять конкретные типы элементов, которые не указаны на схеме, но хочу обратить внимание на некоторые из них.

В катодных цепях лампы желательно использовать резисторы (R4 и R13) с допустимым отклонением сопротивления от номинального не более ± 1% (С2-1. С2-29В и др.), а так же тюнинг (R5, R12, R14) многооборотный (подходят СПЗ-37, СПЗ-39, СП5-2, СП5-3, СП5-14). Разделительный конденсатор (С4) — металлический бумажный (МБГЧ, МБГО, МБГТ) с номинальным напряжением не менее 400 В.Но, как уже отмечалось, использование полиэтилентерефталата (К73-17) с таким же напряжением также допустимо. Требуемая емкость достигается параллельным подключением соответствующего количества конденсаторов.

Вместо варистора SIOV-S05K180 можно использовать газовые разрядники или телекоммуникационные ограничители с малой емкостью для подходящего напряжения.

Транзистор VT4 должен быть установлен на радиаторе, способном рассеивать мощность 5 … 6 Вт (требуемая площадь охлаждающей поверхности — 120 мкм)… 150 см2).

Настройка усилителя

При использовании заведомо исправных деталей и правильной установке проблем с настройкой не возникает. Для настройки усилителя нужен хотя бы авометр, очень желательно иметь 3-х частотный генератор сигналов и осциллограф. Перед включением усилителя установите двигатели подстроечных резисторов R5 и R14 в верхнее (согласно схеме) положение, а R12 в нижнее положение. Это не ошибка, лампа ВЛ1.2 должна быть полностью открыта.Вход усилителя должен быть закорочен. Сначала установите ток покоя первого каскада (резистор R5), затем выхода (R14). Желаемое напряжение на аноде VL1.2 достигается последним (резистор R12).

Точнее, напряжение смещения VL1.2 выбирается подачей сигнала с генератора на вход усилителя (выход, естественно, должен быть нагружен эквивалентной нагрузкой). Необходимо добиться максимальной амплитуды напряжения сигнала на аноде выходной лампы с минимальными искажениями.Следует отметить, что ограничение верхней полуволны выходного напряжения происходит довольно резко, что связано с выходом источника тока из режима стабилизации. При использовании лампового источника тока этот эффект менее заметен.

Есть интересная возможность в выходном каскаде. Разделительный конденсатор C4 и индуктивность первичной обмотки выходного трансформатора образуют последовательный колебательный контур с низкой добротностью. При емкости C4, указанной на схеме, ее резонансная частота составляет примерно 10 Гц и существенно не влияет на выходной сигнал.Уменьшая емкость конденсатора, можно сместить резонансную частоту контура в область более высоких частот, что приведет к нарастанию (расширению) частотной характеристики в области низких частот. Но это чисто теоретически, реальные процессы, происходящие в этой схеме, намного сложнее, а результат не всегда однозначен. Я не берусь давать рекомендации по этому поводу (необходимо оценивать это на слух), и проведение такого эксперимента оставлено на усмотрение читателей.

Результаты тестирования

Описанный усилитель был собран на макетной плате. Питание подавалось от нестабилизированного выпрямителя с ЖК-фильтром. Ниже приведены измеренные параметры усилителя и спектры выходного сигнала при работе в различных режимах (общие ООС не использовались). Сопротивление нагрузки 4 Ом, напряжение питания 370 В.

• Номинальная выходная мощность, Вт ….. 1,2
• Номинальное входное напряжение при частоте 1 кГц, В….. 0,25
• Коэффициент усиления на частоте 1 кГц: первая ступень ….. 60
• второй каскад ….. 6
• Выходное сопротивление уменьшено Ом ….. 1839
• Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц не более, при выходной мощности 1,2 … 4,4 Вт
• 0,1 ….. 1,0
• Полоса пропускания по уровню 1 дБ, кГц, при выходной мощности. Вт: 1,2 ….. 0,03 … 18
• 0,2 ….. 0,02 … 22
• Коэффициент демпфирования на частоте 1 кГц при выходной мощности 1.2 Вт ….. 2,99
• Скорость нарастания выходного напряжения В / мкс при выходной мощности 0,2 В ….. 1,2

Амплитудно-частотная характеристика усилителя при двух значениях выходной мощности показана на рис. 9. Спектр выходного сигнала с частотой 1 кГц при выходной мощности 1,2 Вт показан на рис. , с частотой 30 Гц (при той же выходной мощности) на рис. 11 то же, но с выходной мощностью 0,1 Вт — на рис. 12 и 13 соответственно.

Отклик усилителя на импульсный сигнал с частотой 1 кГц при выходной мощности 1 2 В показан на рис.14.

По сравнению с усилителем с традиционным выходным каскадом и немодифицированным трансформатором, параметры явно улучшены. Если в области средних и высоких частот изменения небольшие (на частоте 1 кГц коэффициент гармоник уменьшился примерно на 12%), то в области низких частот выигрыш значительный. Заметное расширение полосы в низкочастотную область произошло при существенно меньшем уровне гармоник (на частоте 50 Гц при мощности 1.2 Вт почти в два раза) При выходной мощности 0,1 Вт коэффициент гармоник на частоте 30 Гц не превышает 1,2% в спектре выходного сигнала во всех режимах преобладает вторая гармоника, количество высших гармоник ограничено и, к тому же их уровень очень мал.

Заключение

Получившийся усилитель, конечно, не «Онгаку», а тоже не говорящая консервная банка неизвестного производства за 20 долларов. У него чистое, мелодичное звучание. Конечно, небольшая выходная мощность накладывает определенные ограничения на ее использование: для озвучивания комнаты средних размеров такой мощности явно не хватит, но в качестве телефонного усилителя она будет совсем не плохой.Я бы сравнил этот усилитель с бутылкой тестовых спиртных напитков. Вы сможете сами оценить особенности «лампового» звука и решить, насколько он вам нравится, а не полагаться на чужое мнение.

Усилитель можно улучшить. Очень перспективное направление — использование более «линейных» ламп. Результаты моделирования показали, что использование в выходном каскаде триодов средней мощности позволяет снизить коэффициент гармоник на полной мощности еще в полтора-два раза. Но это неизбежно приводит к увеличению количества ламп (которых тоже мало) и усложнению схемы.

Клин не сходился на трансформаторах ТВЗ. Опытные радиолюбители на основе описанного подхода, используя более качественные трансформаторы, могут создавать свои собственные конструкции с гораздо лучшими параметрами. Потенциальные возможности выходного каскада с источником тока достаточно велики.

В заключение хочу отметить, что использование трансформаторов ТВЗ — это большой компромисс между качеством и стоимостью. В высококачественном ламповом усилителе необходимо использовать хороший выходной трансформатор.

Литература

1. Цыкин Г.С. Трансформаторы низкой частоты. — М Связьиздат 1955.
.
2. Войшвилло Г.В. Усилители низкой частоты — М .: Связьиздат, 1939,
.
3. Ложников А.П., Сонин Е.К. Каскодные усилители — M Energy 1964
4. Горовиц П. Хилл В. Искусство схемотехники. — М .: Мир, 1983.
.

Продолжение статьи по материалам электронного Интернета с рефлексами из «Блокнот» Юрия Игнатенко , а также моими комментариями и поправками

Выходной трансформатор.

В стереоусилителе есть два выходных трансформатора. В однотактных схемах подходят ТВЗ1-9, ТВЗ1-2, ТВ-2Ш, ТВ-2Ш3. Потому что у них сначала намотана вторичная обмотка, в нижнем слое обмотки, у сердечника, а затем идет первичная. Вы все еще можете намотать через первичную обмотку вторичную и подключить ее к нижней вторичной обмотке параллельно. Это приведет к лучшему сцеплению магнитного потока и более равномерной и широкой полосе пропускания. Разделенные ТВЗ дают хорошие результаты по звуку.Такое ощущение, что намотанные навалом выходные трансформаторы звучат лучше. Видимо из-за меньшей межвитковой и межобмоточной емкости. УНЧ звучит более прозрачно. Но в этом случае провод в розетке необходимо использовать с двойной армированной изоляцией. Эмалевый провод ПЭВ-1 и ПЭВ-2 лучше не использовать.

Вопрос . Что посоветуете по набору ламп и схем конкретно для ТВЗ-1-9?

Ответ. ТВЗ1-9 под 6П1П, 6П14П, 6Ф3П, 6Ф5П, 6П6С и с трудом под 6П3С.Изготавливается при анодном токе 40 мА. Модифицируя его, они доминируют только над второстепенным, расширяя частотную характеристику в области RF. А низкие частоты (около 60 Гц) остаются. Доминируя в первичной обмотке, 400-500 витков, расширяют АЧХ в области низких частот. И, дополнительно применяя OOS, от выхода TVZ до катода драйвера, можно расширить диапазон до 35 Гц на уровне -3 дБ. Под такой ТВЗ лампу 6П3С лучше не ставить, она великовата.Будут перекосы, сердцевина пропитается раньше. А вот лампы 6П6С и 6П14П самые.

Что хорошо в TVZ1-9, так это то, что намотана вторичная обмотка на 58 витков, затем первичная на 2100–2200 витков. Следовательно, намотав поверх первичного еще один слой вторичного, получают секционирование. Сверху вторичной укладывают еще два слоя первичной по 300-400 витков и получают лучшее сцепление магнитных полей между обмотками. Для этого ТВЗ-1-9 разбирают, снимают верхний слой защитной бумаги с первичной обмотки.Отогните вбок участок с монтажными лепестками, куда припаяны выводы обмоток. Выложите два слоя писчей бумаги. Катушки намотаны попутно, какая обмотка у трансформатора. Это 58 витков проволоки диаметром 0,55-0,6 мм, а затем два слоя бумаги. Затем наматывают 300-400 витков проволокой диаметром 0,15 мм. Проверять начинку не по щекам, а по внутреннему размеру П-образного утюга. Оставив зазор на одном слое защитной бумаги, которую сначала снимают с трансформатора.В щеках для крепления новых выводов обмотки проделываются отверстия по углам. Соберите трансформатор, поместив в зазор тонкую папиросную бумагу или алюминиевую фольгу. Первичные обмотки соединены последовательно. Это приводит к появлению сверхлинейного включения. Вторички подключаются параллельно. Второй трансформатор строится таким же образом. После изготовления снимаются замеры.

Первичные элементы обоих трансформаторов соединены последовательно и питают 220 вольт. Измерьте напряжение на каждой первичной обмотке.Должны быть те же 110 и 110 вольт. Но всегда получается иначе. Для выравнивания установите перемычку в трансформатор, где напряжение меньше, и отрегулируйте напряжение. Регулируя таким образом индуктивность трансформаторов, выравнивается. Причем характеристики можно считать одинаковыми. Частотная характеристика усилителей с такими трансформаторами будет примерно 40 Гц-30 кГц с блоком по краям -3 дБ.

Вопрос. Хочу поставить ТВЗ-1-9.Нагрузка 8 Ом, объясните еще раз как правильно переделать.

Ответ. Разобрать. Удалите внешнюю бумагу. Клеммы с припаянными проводами откроются. Картонные коробки с клеммами загните в стороны. Перед упаковкой удалите бумагу. Вывод обмотки скручен с выводным проводом. На это оголенное место положите согнутый пополам лист размером 1х2 см. Затем отрежьте бумагу по ширине от школьной тетради, и дайте два слоя. Закрепить клеем ПВА и просушить. Затем наматывают 58 витков 0,38-0,41 (один слой), затем слой бумаги и 24 витка 0.Намотываются 8 мм и снова два слоя бумаги, и картон под выводы. Находки возвращают на место и сверху обматывают лентой ПВХ. Собирают транс, не забывая положить прокладку, фольгу от пачки сигарет или шоколад. Подключите первичный преобразователь к сети через лампочку или LATR. И они соединяют 58 витков домотканого волокна с родными 58 витками параллельно, согласно. Встречное включение бессмысленно, так как приводит к замыканию обмоток между собой.Затем последовательно с этими обмотками соединяем 24 витка, измеряя согласную включение прибором, чтобы при подключении напряжение увеличивалось, а не уменьшалось. Получаем 82 витка но мощнее, толще. Захват магнитного потока будет больше, а выходное сопротивление меньше. Теперь о нюансах. Подключаем оба выхода к сети 220 В, последовательно соединив их первичные устройства. Измеряем напряжение тестером по первичке. Например, у одного будет 97 вольт на другом 120 вольт.Следовательно, индуктивности выходов различаются. Повороты такие же. Так что зазоры разные. Берем молоток и постукиваем по нижней части (перекрытию) той розетки, на которой меньше напряжения. Стучим до тех пор, пока напряжение не уравняется. Теперь оба трансформатора одинаковые и их можно вставлять в стереоусилитель.

Вопрос. У меня ТВЗ1-9 с первой средой. Как убрать для ультралинейного включения? Планирую собрать ультралинейную схему.

Ответ. Ну, вы доминируете на первичных 400 витках.Получается отвод для включения UL. Кроме того, есть возможность намотать катодную обмотку.

Вопрос . А здесь, если можно, поподробнее. Какие особые условия?

Ответ . Мы оставляем первичный на кадре и применяем его — вторичный слой, два первичных слоя, вторичный слой, два первичных слоя. И т.д. Первичные всего 2500 витков 0,14. (примерно) Перепродается 65 витков на 4 Ом акустике. Диаметр проволоки желательно выбирать так, чтобы от щеки к щеке в один слой легло 65 витков.Затем последовательно соединяем первичные секции. И вторичная секция параллельна. Получается супер трансовый выход, т.к. АЧХ отличная. Железо начиная с раздела ТВЗ и до вдвое больше. 4-8 кв. См.

Вопрос . Могу ли я использовать ТВК 110 ЛМ в качестве ТВЗ?

Ответ . TCE 110 LM не переделанный не играет никак. Фелл начинается с 2 кГц.

Поэтому заводим вторичку. Намотаем 55 витков по 0.5 (это первый слой), затем 200 витков. 0,15 слой снова 0,5 и снова 200 витков 0,15 слой снова 0,5. Потом 10 вит +24 витка 0,9. Оно ниже 4 и 8 Ом. Тогда получается правильный трансформатор. Линейная перемотка назад от 30 Гц до 35 кГц. ТВК110ЛМ накручиваю так. Намотываем две верхние второстепенные, убираем бумагу, отделяющую первичную от вторичной, кладем нашу бумагу, слой тоньше (от кассовых аппаратов хорошо подходит). Но можно написать … Намотываем 62 витка по 0,43, затем слой бумаги, затем наматываем 200 витков по 0.15; бумага и снова 62 витка 0,43 и снова бумажный слой и 200 витков 0,15 и снова 62 витка 0,43. Это акустика на 4 Ом. Если 8 Ом, то сверху наматываем 24 витка ответвлением из 10 витков проводом 0,8 мм.

Подключил к УНЧ на 6Н2П и 6П14П вместо ТВЗ-Ш (Юрий — это УНЧ, который был в ТВЗ-Ш в Саках), измерил КНИ, ИМИ и удалил АЧХ. Так же подключил выход от УРАЛ-111. Вот частотная характеристика. На ТВК переделано.Лучшая частотная характеристика и наименьшие THD. Рекомендую поставить ТСЕ 110 ЛМ. На ТВЗ-Ш КНИ 3,7% IMD 5,1% при 4 Вт. У ТВК KNI 2,8% IMD 3,3% при 4 Вт. Блок 30 Гц на ТВЗ-Ш 4дБ при ТВК 110 всего 1дБ. Теперь о SOI и IMD. ТВЗ1-9 выход 6П14П. Анод 290 В, экран 262 В, THD 5.5%, IMD 8% 4 Ом — 4 Вт. Анод 326 В, экран 302 В. КНИ 2,6%, интермодуляционные искажения 3,5% 4 Ом — 4 Вт. На обмотке ТВЗ падает 15-17 вольт, значит на аноде 275 и 310 вольт в цепи.

Если на стержне ТС-40 намотана ТВЗ (двухкатушечная), то достаточно двух вторичных на каждую катушку.Параллельно получается четыре вторичных. Первичные фильтры последовательно в течение одного цикла. И последовательно со средней точкой для двухтактного. Это универсальный выходной трансформатор. При УНЧ мощности от 4 до 16 Вт при однократном цикле и до 25 Вт при двухтактном. Там вы видите еще один слой катодной обмотки из 140 витков. Она понадобится позже.

Примечание. Автор немного преувеличивает верхнее значение звуковой мощности, которое можно снять с ТВЗ на ТС-40. Как правило, при расширенном частотном диапазоне закладывается базовая мощность трансформатора на 25 Вт звука 2.В 5 — 3 раза больше. Если ограничения по весу и габаритам для УМЗЧ отсутствуют, то 4-кратный запас не помешает снизить индукцию. Дальнейшее увеличение массы уже не оправдано, хотя и не запрещено. Евгений Бортник

Если на ТС-40 намотают на сердечник ШЛ, то всю вторичную обмотку. В первичной (это бывшая сеть) уже намотано 1600 витков, намотан вторичный слой, затем два первичных слоя, снова вторичный слой, затем первичный и т. Д. ТС-60 (на сердечнике ШЛ) также хорош для ТВЗ.Особенно те машины, в которых завели первичный. При намотке он закатывается, а не рядами — межвитковые и межвитковые емкости меньше и ВЗЗ лучше звучит на высоких. В этих машинах у первичной обмотки 1450-1600 витков. Они оставляют ее. Затем кладут ряд 0,51 вторичных проводов — это 54-56 витков. Расстояние между щеками 30 мм. Затем кладут три ряда по 0,23, затем один ряд по 0,51, затем три ряда по 0,23, затем ряд по 0,51, затем ряд по 0,8 мм с загибами через каждые 5 витков.У вас будет ТВЗ на все случаи жизни. Зазор в магнитопроводе 0,15 сделан только в сердечнике, который находится внутри катушки. По капле клея на каждый конец, затем пинцетом кладем два маленьких квадрата бумаги, точно вырезанных по сечению каждой половинки сердцевины. Затем нанесите каплю клея на бумагу и на внешние концы подков и положите половинки сердечника поверх катушки. Затем отжать груз и оставить на сутки.

Если есть чекист с магнитофона Маяк.Можно перемотать верхние обмотки и экран. И вы начинаете наматывать на сеть (содержащую 1600 витков) один слой вторичной обмотки из 60 витков проводом 0,6 мм. Затем два основных слоя 0,27мм 200 витков. Затем один вторичный слой из 60 витков, затем два первичных слоя по 200 витков и снова вторичный один слой из 60 витков и два первичных слоя из 200 витков и еще 40 витков вторичной обмотки 0,9 мм. Подключите основное устройство последовательно. Вторичная (обмотки 60 вит.) В параллели. Получится отличный ТВЗ, позволяющий работать в сверхлинейном включении.

Вопрос . В итоге у вас должен получиться такой трансформатор:? Получается первичная — 2200 витков, вторичная — 60-60-60 витков это нагрузка 4 Ом? И еще вопрос, что это за обмотка 40 витков с проводом 0,9? Это для нагрузки 8 Ом?

Ответ . Да, три вторичных параллельно и 40 витков последовательно с ними, если акустика 8 Ом.Если только 4 Ом, то не накручивайте. Если всего 8 Ом, то намотка всего трех обмоток по 90 витков.

Вопрос . Подскажите, с какими еще лампами вы используете трансформатор с этими данными катушки?

Ответ . 6П3С, 6П36С, 6П41С и т.д. А под 6П14, 6П1П, 6П6С пойдут. Нужно понимать, что данные обмотки не так критичны. Обороты обмоток можно варьировать в широких пределах, и не до половины. Например, количество витков первичной обмотки 2188 — нонсенс.Дело в том, что трансформаторный чугун от партии к партии разный. И особенно зазор у всех автомобилей разный.

Вопрос . Как подключить первичную ТВЗ?

Ответ. Это не всегда одно и то же. Если вы берете и оставляете первичную обмотку от Маяка, затем вторичную, первичную, вторичную, первичную и т. Д., То 1-й штырь от утюга соединяется с анодом лампы. Все делал по вашим рекомендациям. Получилась такая схема:

Обмотка 1-2 родная, сетевая на внутреннюю рамку, которую я вынул и ничего с ней не делал, перемотал только внешнюю рамку.2-1-2-1-2-1 + + обмотка для акустики 8 Ом. Зазор сердечника — бумага 0,18 мм.

Вопрос . Зачем нужно подключать первый вывод первички от железа к аноду лампы?

Ответ. Почему на АЧХ влияет способ его подключения, а точнее как его включить. Что влияет, мы видим на АЧХ и слышим ушами. Все дело в емкости намотки. Берем ТВЗ, намотанный на железо от ТС Маяк.Есть 1600 витков первичной обмотки (сетевая обмотка), затем мы наматываем вторичный слой, затем два первичных слоя, затем вторичный слой и т. Д. Соединив вывод вначале на утюге с анодом лампы, мы получаем небольшой емкость этого слоя первого относительно утюга и корпуса соответственно. Ведь есть каркас из плотного картона и первый слой находится на расстоянии 1,5-2 мм от сердцевины. Следовательно, анод лампы будет передавать ВЧ трансформатору более высокой частоты без блокировки.А если соединить конец, то вывод верхний. Имеется большая емкость обмотки, особенно много секций и будет засор на высокой частоте. Этот трансформатор подходит как к 6П36С, так и к 6П45С. Так что впереди еще много экспериментов. Удачи

Показывает порядок намотки, рекомендации и объясняет, почему это лучше, но нет. Не нужно точно повторять. Но главное соблюдать! Если вы используете автомобиль для намотки ТВЗ, не перематывайте первичную обмотку.Причем заводская обмотка нам нужна для того, чтобы начать подключать ее к анодам ламп, чтобы на емкость от анода лампы меньше влияло вторичное заземление. Чтобы на аноде лампы располагалась чистая индуктивная нагрузка. Чтобы звук был прозрачным. Еще лучше, если первичка намотана в рулон, то прозрачность звука еще выше. Только если вы сами намотаете навалом и намотаете из транса провод блока управления, то возможна межвитковая поломка.Всегда завладевая любым трансформатором, снимайте его характеристики. Подключив первичную обмотку к сети и измерив вторичное напряжение, запишите на листе бумаги и приклейте его на катушку. Сотни трансов в моем гараже на стойках. И все в свободное время проверяли и подписывали схему обмоток и напряжений. Сейчас вхожу в любой транс, раскручиваю обмотку и записываю количество витков. Я нахожу, сколько витков на вольт, и подсчитываю, сколько витков во всех обмотках. Проверяю много подходящих трансов, накручивая без разборки 10-20 витков 0.Проволока 2 мм. Измеряю напряжение милливольтметром и получаю данные со всех обмоток. Измеряю сопротивление обмоток и смотрю, какой ток может выдать. Я придумаю, где его применить, не разбирая.

Вопрос . Как сделать на второстепенном дополнительные обрезные изгибы?

Ответ . Неоднократно писали, что обрезные стволы выполняются на дополнительной обмотке, которая наматывается поверх остальных и последовательно подключается к вторичной.

Вопрос . Как подключить обмотки ТВЗ?

Ответ показан на картинке.

Вопрос . Есть железо от Др-2ЛМ, как на него намотать выходной трансформатор?

Ответ . На чугуне Др-2ЛМ, магнитопровод ПЛ 16х32. Все перемотать и намотать проволокой 0,45 в один слой, затем проволокой 0,15 мм — 1000 витков. Затем снова слой 0,45, снова 0,15 — 1000 витков, снова слой 0,45 и 500-700 витков 0,15.Разрыв в утюге — это бумага из тетради. Обмотки с проводом 0,15 соединены последовательно, а обмотки с проводом 0,45 мм — параллельно.

Вопрос. У меня нет утюга, на котором собран выходной трансформатор по этой схеме, то прошу помочь с переделкой на другой. На данный момент у меня есть трансформаторы этого типа.

Ответ . И приносит тот же утюг 5-6 кв. раздел. Нет смысла погружаться в расчеты.Все равно по количеству витков придете к окончательному результату как в ТВЗ приемниках, магнитофонах на этой лампе. Необходимо считать, когда лампа используется эксклюзивно, никем не используется в выходном каскаде. А на 6П14П, 6П6С, 6П3С и т.д. 60 лет уже просчитано и накручено уже давно. Делаем средний ТВЗ. И так, если вы точно хотите сделать трансформатор специально для своего усилителя. Вам нужно сделать усилитель. Включаемся, разогреваемся. Установите режим выходной лампы. Измерьте внутреннее сопротивление этих ламп в данном режиме в данной цепи.От этого внутреннего сопротивления и танец. Находим оптимальную ламповую нагрузку, а затем рассматриваем К преобразование, падение на обмотке, индуктивность, которую мы устанавливаем, в соответствии с заданными потерями на нижнем конце, тогда будет ТВЗ. Но зачем это нужно?

Вопрос . Собирался заводить ТВЗ на двухтактный на 6П14П. Утюг Ш-образный. Ядра сечения 2 * 3, насколько я понимаю, на мой взгляд хватает. Первичная 2 * 1500вит., Болталась на двух участках. Но как и сколько намотать вторичку? Я не понимаю.

Ответ . Сначала провод вторичного слоя 0,55-0,6. Это примерно 50-60 витков. Тогда первичный участок — 1500 витков. Затем снова первичная секция на 1500 витков. Затем вторичный снова 50-60 витков. Сверху еще 10-15 витков накручиваем с изгибами по 5 витков, для точного подбора нагрузки. Это все на 4 Ом.

Вы хотите взять данные какой-нибудь ТВЗ симфонии и т.п. двухтактными и завести по своим данным. Только сначала обмотайте вторичную обмотку, затем первичную, снова первичную, снова вторичную и сверху небольшую вторичную обмотку с отводами через 5 витков.Для точного согласования с грузом. Вопрос. Хочу намотать ТВЗ для двухтактного на 6П14П на ядре ОСМ1-0.25. Оправа со средней щечкой. Как наматывать?

Ответ . На OSM-0.25 Можно со средней щекой. И можно, как и во всех наших и импортных УНЧ, без средней щеки. Прорезь в средней щеке необходима для намотки вторичной обмотки на полную ширину в обеих секциях. Если без средней щеки, то наматываем первичный элемент на 700 витков провода 0.24-0,27, затем второстепенные на ширину рамки в один слой 65 витков. Затем первичный слой на 600 витков, затем вторичный слой на 65 витков, затем первичный на 600 витков, снова вторичный на 65 витков и первичный на 700 витков. Это 4 Ом. (700 + 65 + 600 + 65 + 600 + 65 + 700) На 8 Ом 95 витков намотайте вторичку.

Алексей Для пуш-пула на раме со средней щекой я, как объяснил Юрий Васильевич, ранил вот так; Сначала я наматываю 60 витков вторичной катушки по всей ширине катушки, затем на левую половину 900 витков первичной цепи, затем переворачиваю катушку и наматываю 900 витков первичной катушки во второй половине, катушку снова и намотайте 60 витков вторичной обмотки, затем 350 левых витков первичной обмотки, переверните катушку и намотайте 350 витков первичной обмотки на другую половину, снова поверните катушку и намотайте 60 витков вторичной обмотки через по всей ширине и выше 30 + 5 + 5 + 5 витков вторички.

Совет : — при наматывании первичной обмотки на одну половину рамы во избежание прогиба средней щеки в противоположную сторону нужно вставить деревянные кубики подходящего размера в другую половину рамы, что ограничит прогиб.

Вопрос . На работе приборы часто разбирают в КИПиА. Так вот, в усилителе БП используется силовой трансформатор. Размеры: a = 20мм, c = 12мм, h = 36мм, b = 25мм, a / 2 = 10мм.Первичный провод 0,2мм = 1500 витков. Можно ли их использовать для изготовления ТВЗ? Хотя бы заменить ТВЗ1-9.

Ответ . На этом я добиваюсь хороших выходов. Я уже выкладывал фото.

Зазор 0,1-0,15 только внутри катушки. Собираем сердцевину с одной стороны. Ставим на стол, готовим прямоугольные листы бумаги. Капля клея на плоскость внутри катушки. Положите бумагу. Капает на бумажки и на внешние концы сердцевины. Сверху наклеиваем подковы и отжимаем, складываем груз и оставляем сохнуть.Для двухтактной сети 1500 то 60вит 0,56-0,58, потом 1500 и снова 60вит. Вторичные для распараллеливания, первичные по порядку. Если встряхнешь трансовый выходной в первый раз. Обмотка вторичной обмотки всегда меньше 4 Ом. Затем поверх последнего слоя провод 0,8 мм загибаем через каждые 5 витков. И оказывается, у вас есть четкая договоренность забрать под любую лампу.

Вопрос . Какую розетку вы используете с 6х23С?

Ответ . Вывод на 6х23С у меня универсален.Под одиночным ходом и двухтактным. Он намотан на две катушки TC40. 1000вит. 0,24, 83 вит 0,6, 400 вит 0,24, 83 вит 0,6, 400 вит 0,24, 40 вит 2X0,6. За один цикл на 6х23С соединяем параллельно первичные элементы обеих катушек. И вторичный параллельно 83 X4. и 40X2 X2. И 83 последовательно с 40вит. Зазор в сердечнике 0,2 мм. Для двухтактных без зазоров. Последовательно от средней точки до плюсовой мощности. 1800 + 1800wit 0,24. Вторички так же, как и в едином цикле. Можно ультралинейное включение в пентод.Хорошо работает с 6П41С, 6П36С и даже с 6П45С.

За счет 6П41С. Получается почти 2500вит и 62-65 вит вторично на 4 Ом, как вы можете видеть, как получается ТВЗ1-9 при коэффициенте трансформации 6П41П.

Вопрос . Как намотать трансформаторы ТС-40-5 выходного дня на двухтактную на 6П3С?

Ответ. Перемотайте всю вторичную, первичную 412 + 330,5 PEL 0,29, намотанную навалом на каждом выходе катушки. У вас уже есть 742 хода. Теперь накручиваем слой от щеки к щеке со знаком 0.Провод 6мм, расстояние 50мм означает, что 77-80вит войдет. Потом 400вит 0,24 (два слоя), потом вторичный слой 0,6мм. Потом 400вит 0,24 (два слоя. И последний наматываем 38 вит двойным проводом 0,6мм. Получится хороший выход. Для ультралинейной коммутации. Нагрузка 4-8 Ом. Подключаем к аноду ту часть первичная обмотка, которая наматывается первой от рамы.Усилитель будет выдавать 20 — 30 000 Гц -2 дБ на краях АЧХ.

Вопрос. У меня пара транс ТС-40 и ТС-80.Хочу намотать на них ТВЗ для двухтактных. Как правильно подтянуть или склеить половинки сердечника ТВЗ после перемотки, чтобы между ними не было технологического зазора?

Ответ. Технологический допуск неприемлем для ТС, но не так важен для ТВЗ. А для двухтактного ТВЗ с технологическим отставанием лучшие КНИ и ИМИ. Зазор линеаризует магнитный поток. Проверено мной. Были изготовлены те же ТВЗ, торы, для двухтактных, но у одного сердечник наматывался одной лентой, то есть без зазоров, а в другом наматывался из кусков ленты (обрезков), появлялись зазоры.Так что у него была чуть меньшая индуктивность из-за зазоров, но в три раза меньше THD и IMD, особенно в низкочастотном диапазоне

.

Вопрос . Для намотки ТВЗ бывают ТС-40 и ТС-80. У них разный тип стяжки — либо с стяжными болтами, либо просто изогнутыми кронштейнами. Хочу намотать на них ТВЗ для двухтактных. Какой тип стяжки лучше?

Ответ . В ТВЗ можно использовать стяжку любого типа.

Вопрос. 6П43П или 6П18П или 6П15П. А под этими лампами какое было соотношение витков?

Ответ . Вам необходимо начать пользоваться гидом для радиоламп. Посмотрите все данные по 6П14П и найдите в таблицах внутреннее сопротивление и анодную нагрузку. По лампе 6П14П все можно прочитать. Вам понадобится внутреннее сопротивление лампы (30 кОм для этой лампы) или анодная нагрузка (4 кОм для этой лампы). А ТВЗ для него это 2500 витков первичной и 50 витков вторичной под 4 Ом.И 72 витка под 8ом. Например, у вас есть еще одна лампа. Найдите в справочнике например внутреннее сопротивление 25 кОм, затем анодную нагрузку 3 кОм. 2500 наматываем первичку, чтобы низ не падал, нельзя недооценивать витки первички (индуктивность), а вот вторичка уже 72 витка под 4 Ом. А если взять от него 6П15П, то внутренние 100 кОм и вторичка под 4 Ом уже будут иметь нагрузку под 8 Ом или даже 44 витка придется наматывать.В противном случае не будет согласования, большие перекосы провода, 6П15П будет перегружен. Поэтому при переключении выходной лампы на триод примерно в два раза меньше анодной нагрузки и уже ТВЗ, например ТВЗ1-9, будет загружаться не ниже 4 Ом, а под 8 Ом. Подключив 4 Ом, мы получаем рассогласование и большие искажения, но не видя девайса можно подумать, как он начал играть, да еще выключил ООС и выключил еще больше искажений, куча гармоник с хвостиком до 20-е и кажется, что звучит богато.Но только оркестр с множеством инструментов заиграет, и каша пойдет, маскируя слабые сигналы и если на хорошем УНЧ с маленькими КНИ вы услышите, как барабанщик постукивает по треугольнику Джин, Джин на фоне громкой игры оркестра ! С этой кашей ничего не слышно. Не будет тихих инструментов, не будет четкости картинки.

Вопрос . Как рассчитать количество витков первичной, вторичной обмотки и толщину провода для одноциклового и двухциклового? А как мотать под пушпул?

Ответ .При подаче 220 В на первичную обмотку вторичная обмотка составляет от 4,5 до 5,5 В для 4 Ом, от 7 до 8 В для 8 Ом, от 11 до 12 В для 16 Ом и так далее. Какой бы усилитель я ни получил на KT88, KT66, 6L6, 6V6, EL34, EL84, 6P3S и т. Д. Сразу на первичный и измеряю его, я записываю данные в свой блокнот. Все это ТВЗ для пентодов и лучевых тетродов. Чем больше мощность усилителя, тем больше витков вы можете дать на вторичной обмотке. Баланс между воспроизведением низких и высоких частот. Мы наматываем первичную обмотку одноцикловой 2200 — 2900 витков, при двухтактной 1200 –1800 витков одно плечо первичной обмотки.Больше витков — низ лучше, прозрачность уменьшается, меньше намотка — ВЧ отличный, но падает индуктивность обмотки, нужно большее сечение сердечника, иначе низкие частоты плохие. Таким образом, мы балансируем, ища золотую середину. Намотав определенное количество витков на первичную обмотку, используя соотношение первичной и вторичной обмоток, описанное выше, мы вычисляем количество витков вторичной обмотки. Проволока всегда толще — тем лучше. Чтобы активное сопротивление было как можно меньше.Но все в меру, иначе в окошко не поместится. Почти 0,15-0,18 мм — до 50 мА — это 6П14П; 6П6С; 6П3С. Провод 0,24-0,28 мм — 80-120 мА — это 6П41С; 6П45С; 6П36С. Пример: — Предположим, мы собираемся намотать ТВЗ, первичная обмотка которой будет иметь 2800 витков. Возникает вопрос — сколько витков должна иметь вторичная обмотка этого трансформатора, чтобы она подошла к нашим лампам? Для 4 Ом — 2800/220 = 12,7. 12,7 * 4,5 = 57,2 (витков), 12,7 * 5,5 = 70 (витков) Для 4-го вторичная должна иметь 55 витков и дополнительную фитинговую обмотку на 15-20 витков с отводами через каждые 5 витков, чтобы с запасом перекрытия количество 70 витков.Для 8 Ом — 2800/220 = 12,7. 12,7 * 7 = 89 (витков), 12,7 * 8 = 102 (витков). На 8 Ом вторичная должна иметь 87 витков и дополнительную обмотку на 15-20 витков с отводами через каждые 5 витков, чтобы с запасом перекрывала цифру в 102 витка.

Вопрос . У начинающих радиолюбителей — любителей ламп часто возникают вопросы о правильности расчетов выходных трансформаторов. Расчет разными методами (разных авторов) приводит к значительному разбросу параметров выходного транса.Разница в коэффициенте трансформации и количестве витков составляет 2 и более раза. И это ведет в тупик …

Ответ . Выходными трансформаторами для пентодных усилителей. Мое дело — рассказывать, а ваше — принимать и использовать эту подсказку или не использовать. Можете посчитать свою ТВЗ тем или иным способом перед намоткой, перемотать и перемотать 1400 + 1400 витков первички на том же железе, провод 0,18 для 6П14П, 6П6С на ток 40-45мА или 0,24-0,28 для тока 55-90 мА.А вторичная секция 3, как я вам советовал, 4,5-5,5 вольт на 4 Ом, 7-7,5 вольт на 8 Ом и 11-13 вольт на 16 Ом. (Большее значение для большего сечения железа и большего тока лампы). Включите ТВЗ и разницы не услышите, а по параметрам все будет так же. Потому что нет единой методики расчета ВЗТ. В трансформаторном железе слишком много переменных и неизвестных величин. Следовательно, никогда не рассчитанный трансформатор не будет иметь оптимальной конструкции.Не беспокойтесь об этом. Достаточно взять и намотать не опускаясь ниже 1200 + 1200 витков на первичке (при большом сечении сердечника и не подниматься выше 1500 + 1500 витков при малых сечениях сердечника. За один цикл соответственно 2400- 3000 витков.

Примечание: Учитывая непрерывный прогресс электроники, следует сделать несколько дополнений к тексту статьи, очень важных в связи с созданием выходного трансформатора для лампового усилителя.Дело в том, что хотя схемотехника ламповых усилителей относительно однородна, в начале 21 века эту схемотехнику систематизировал голландец ВанДервин. По его соображениям, для нескольких характерных схем каркаса существует определенное сочетание отличительных черт. Именно эти особенности позволяют выделить наиболее эффективные схемы и скорректировать направление проектирования и изготовления выходных трансформаторов. По терминологии его автора, эти названия схем звучат как супертриод и суперпентод.Собственно, нового в этом нет, но совокупность трансформаторных обратных связей заставляет задуматься о дополнительных обмотках трансформатора. На симметричном выходном трансформаторе обязательно должны быть дополнительные обмотки для сеточной и катодной обратной связи. Любопытно, что именно этому условию в значительной степени удовлетворяют многие серийные трансформаторы ТАН, которые удобно использовать в качестве выходных трансформаторов лампового УМЗЧ достаточно высокого уровня.

Продолжение следует.

Евгений Бортник, август 2015, Россия, Красноярск

Valve Amps: Выходные трансформаторы

Выходной трансформатор — это сердце лампового усилителя.На правом рисунке показан стереоусилитель Leak. Два выходных канала повернуты на 90 градусов по отношению к силовому кабелю, чтобы избежать улавливания индуцированного шума от внешнего магнитного поля сетевого провода. Выходные транзисторы вносят большую часть искажений в ламповый усилитель и имеют ограниченную полосу пропускания.

Производители вентильных усилителей закупают трансформаторы у компаний, производящих обмотки трансформаторов. Обмотка трансформатора — это продолжение токарной и слесарной промышленности. Немногие люди, работающие в компаниях по производству трансформаторных обмоток, обладают знаниями в области электроники или ламповых усилителей.Большинство производителей ламповых усилителей имеют базовые академические представления о выходных транзисторах, но часто имеют ограниченное или неправильное представление о физике трансформаторов или о том, как они сделаны.

Академические формулы для расчета схемы выходных траншей доступны во многих учебниках и на веб-сайтах. На этой странице нет необходимости повторять доступную академическую информацию. На этой странице представлен обзор физики, которая определяет производительность выходных каналов, и помогает представить перспективу, которую в академических текстах часто опускают.

Выходные каналы — это самая дорогая и трудоемкая часть вентильного усилителя. Каждой выходной трансмиссии, в зависимости от размера, требуется от 1 до 2 часов, чтобы ее обмотать, собрать с пластинами, нагреть в духовке, окунуть в смолу и запечь в течение ночи, очистить, покрасить, подключить внешние провода, установить колпачки, упаковать и отправить на производитель клапанных усилителей. Утомительная задача, мягко говоря. Правый рисунок — это простая аналогия выходного трансивера.

B + исторически представляет собой аккумулятор.B + — это напряжение питания на центральном ответвлении ТТ первичной обмотки выходного транзистора. Источник постоянного тока 560 В подключается к центральному отводу ТТ первичной обмотки. Усиленный звук от 2 выходных клапанов, двухтактный, находится в противофазе 180 градусов. 300 В переменного тока + 300 В переменного тока = 600 В переменного тока через первичную обмотку.

В зависимости от конструкции трансмиссии может быть 2000 витков провода в первичной обмотке и 90 витков во вторичной обмотке. Коэффициент уменьшения 22: 1. 600 В переменного тока / 22 = 27 В переменного тока для динамика 8 & Omega составляет 90 Вт.

Первичная и вторичная обмотки изолированы. Железный сердечник намагничивается переменным током в первичной обмотке, и переменный магнетизм передается во вторичную обмотку, генерируя выходное напряжение для привода динамика. Соотношение витков между обмотками регулирует вторичное напряжение. Только кондиционер может проходить через трансмиссию. Для постоянного тока невозможно пройти через транзистор.

Масса меди Общая масса медного провода делится примерно на 50% 50% между первичной и вторичной обмотками.Часто первичная масса имеет немного большую массу. В примере трансмиссии первичная обмотка имеет 2000 витков тонкого провода, а вторичная — 90 витков толстого провода.

E I и C сердечник. Большинство силовых и выходных преобразователей в ламповых усилителях имеют конструкцию E I. На правом рисунке показаны тонкие листы из мягкой стали E I, которые сложены вместе для сборки сердечника. Трансмиссия рядом с E I представляет собой сердечник C, который можно использовать для шпульки того же размера. Шпульки могут быть открытыми или иметь центральное деление.Сердцевина C примерно на 20% более эффективна по сравнению с слоями E I. Квадратная форма пластин E I не является эффективным проводником магнетизма. Часть наведенного магнетизма выбрасывается за пределы сердечника и теряется. Еще% теряется в виде вихревых токов внутри пластин, что приводит к их нагреванию. E I силовые трансмиссии заметно нагреваются при прикосновении. С-сердечники являются эффективным проводником магнетизма, но С-сердечники не имеют эстетичной квадратной формы и их сложнее установить на шасси.Сердечники C в основном используются в промышленной электронике и стоят примерно вдвое дороже, чем пластины E I. Сегодня сердечники C лишь немного дороже, чем пластины E I, и нет смысла не использовать сердечник C высшего качества во всех выходных каналах, включая силовые.

Обязательно заполнить оконное пространство медной проволокой. После расчета количества витков выбирается самый толстый провод, заполняющий пространство окна. Любое пространство, не заполненное медным проводом, вызывает потерю магнитной энергии, описываемую как индуктивность рассеяния, что приводит к снижению производительности.

Трансмиссия с питанием от сети Первичная обмотка сначала наматывается на катушку, затем вторичные обмотки на внешней стороне первичной обмотки. Требуются стандарты безопасности для минимальной толщины изоляции между первичной и вторичной обмотками. Трансмиссия работает только при фиксированном первичном напряжении и частоте (120 В переменного тока, 60 Гц) или (240 В переменного тока, 50 Гц) в зависимости от стандартов страны.

Выходные преобразователи работают в широком диапазоне частот и напряжений.Первичная и вторичная обмотки должны быть разделены между собой. Вторичный — Первичный — Вторичный — Первичный и т. Д. Чередование первичного и вторичного позволяет трансиверу достичь высокой частотной характеристики. Как правило, чем больше количество первичного и вторичного чередования, тем лучше высокочастотный отклик. Физически большой трансформатор имеет повышенную емкость между обмотками, которая вызывает фазовый сдвиг и ограничивает высокочастотный отклик. Трансмиссия меньшего размера с меньшим количеством витков способствует более высокочастотной характеристике.

Общее количество витков Увеличение общего числа витков в выходной трансмиссии увеличивает индуктивность (магнитный КПД), что улучшает характеристики низких частот. Но для увеличения общего числа оборотов требуется меньший калибр проводов, что увеличивает сопротивление постоянному току и снижает выходную мощность трансмиссии. Расчет соотношения витков, максимального количества витков и чередования является балансирующим действием.

Традиционный подход состоит в том, чтобы минимизировать общее количество витков и массу сердечника, ограничивая басовый отклик в пользу улучшения высокочастотного отклика.Аргумент в пользу оправдания подхода минимизации размера сердечника и общего числа витков также сводит к минимуму перекрестную емкость, сохраняя фазовый сдвиг до минимума, что позволяет применять большее количество отрицательной обратной связи, улучшая псевдоакадемические показатели более низких искажений. Усилители Valve были частью эры винила, когда из-за глубоких басов игла соскальзывала с пластинки. Большинство ламповых усилителей HiFi имеют фильтр грохота для уменьшения суббасов. Большинство динамиков были примерно на 6-10 дБ эффективнее и больше, чем большинство современных динамиков.Несколько ватт были очень громкими.

Индуктивность. Настоящая причина минимизации размера выходного трансмиссии заключалась / состоит в том, чтобы минимизировать стоимость изготовления трансмиссии. Индуктивности 20 Генри часто бывает недостаточно. Для того, чтобы выходной транзистор мог выдавать полную мощность ниже 40 Гц, требуется 40 Генри или выше. Математическая индуктивность может быть рассчитана академически, но в реальном мире физика индуктивности в выходных каналах не является фиксированным значением. Для трансивера с полным диапазоном выходных сигналов цель состоит в том, чтобы получить как можно большую индуктивность, независимо от того, каким будет академическое число.

На низких частотах динамик Fs (основной резонанс) повышается примерно до 20–30 Ом. Клапанные усилители, естественно, имеют высокий выходной импеданс, и выходное напряжение будет автоматически повышаться в попытке поддерживать постоянную мощность, подаваемую на динамик. По мере увеличения выходного напряжения, особенно при высокой мощности, трансивер без достаточной индуктивности на низких частотах может легко насыщаться, создавая сильные искажения. Чтобы предотвратить насыщение сердечника, количество витков первичной обмотки должно быть максимальным, а масса сердечника должна быть как можно большей для данного размера корпуса.

В прошлом, когда существовала только клапанная технология, материалы были дорогими по сравнению с трудом. Выходной транзистор для 100-ваттного лампового усилителя стоил от 10 до 20 долларов в количестве. 5 долларов за материалы, 5 долларов за труд и небольшую прибыль. Большинство выходных лотков были минимального размера, изготовлены из наименее дорогих материалов. Лишь у нескольких ламповых усилителей Hi-End были выходные каналы, которые были изготовлены из материалов самого высокого качества.

Наслоение бумаги Ранние модели для вентильных усилителей в основном использовали менее дорогой эмалированный медный провод с низким номинальным напряжением и толстую пропитанную бумажную изоляцию между каждым слоем обмотки.Слои бумаги позволили наматывать трансмиссию на высокой скорости с помощью автоматизированных машин, сокращая трудозатраты и удерживая расходы под контролем. Плохая изоляция бумаги и плохое эмалевое покрытие провода приводили к возникновению пробоя между обмотками.

Чрезвычайно высокое напряжение генерируется на первичной обмотке, если динамик отключен во время воспроизведения музыки. Пробой между обмотками был главной проблемой ламповых гитарных усилителей.

Непропорциональный% оконного пространства занимает изоляция из бумажного слоя, которая ограничивает общее количество витков, чтобы трансформатор имел достаточную индуктивность для получения хороших низких частот.При ограниченном пространстве окна провод должен быть тоньше, что приводит к дополнительным потерям в сопротивлении провода постоянному току. Пространство, занятое толстой бумажной изоляцией, вызывает индуктивность рассеяния, снижая эффективность трансмиссии.

Современные материалы Высоковольтная тонкая полиэфирная майларовая изоляция, каптон и изоляция Nomax, включая высоковольтную закаленную эмалевую проволоку (используемую в электродвигателях), были доступны с середины 1960-х годов. Использование этих высококачественных изоляционных материалов не требует наложения бумаги между слоями обмотки.На приведенных выше рисунках современных сетевых и выходных обмоток транзистора показано, что тонкая высоковольтная изоляция используется только между первичной и вторичной обмотками, минимизируя пространство, занимаемое изоляцией, позволяя максимальной массе медного провода заполнять пространство окна.

Но очень немногие производители ламповых усилителей были осведомлены о физических принципах конструкции выходных транзисторов, поэтому изоляция более высокого качества и высоковольтный провод с эмалевым покрытием, включая С-сердечники, использовались редко. Выходные трансмиссии были ограничены бюджетом, и с приходом полупроводниковой технологии эпоха клапанной техники подошла к концу.

Сегодня выходной транзистор для 100-ваттного лампового усилителя стоит примерно от 50 до 100 долларов за материалы, 100 долларов + труд, 100% + прибыль. Конечная цена примерно от 200 до 600 долларов. Но из-за веры алхимиков в воображаемое магическое восприятие ушедших в прошлое торговых марок и компонентов, многие выпускаемые изделия сегодня по-прежнему производятся с использованием тех же методов и недорогих материалов, что и в прошлом.

Типы выходных трансмиссий

В большинстве выходных трансмиссий обмотки намотаны слоем поперек бобины.Чередование первичной и вторичной обмоток позволяет трансмиссии достичь высоких частотных характеристик. Первичные обмотки соединены последовательно. Вторичные обмотки в основном подключаются параллельно. Вторичные обмотки часто имеют отводы для регулировки выходного сопротивления для динамиков 8 Ом или 4 & Omega.

Дешево сделанный выходной трансмиссионный преобразователь, используемый во многих ламповых гитарных усилителях, будет иметь 2 первичных каскада с одной вторичной обмоткой между первичными (P1, S, P2) или иметь 3 вторичных каскада, чередующихся между двумя первичными.
(S, P1, S, P2, S,), как показано на правом рисунке.

У лучшего выходного транзистора будет 4 основных цвета с 3 второстепенными, чередующимися между основными
(P1, S, P2, S, P3, S, P4,), как показано на правом рисунке.

Некоторые высококачественные выходные каналы могут иметь до 8 основных цветов, чередующихся с 7–9 вторичными. Чем больше количество первичной и вторичной обмоток, тем лучше будет высокочастотный отклик, но тем больше времени потребуется на намотку шпульки.

На правом рисунке показана схема последовательного соединения 4-х первичных обмоток.P1 — это первая намотка на внутренней стороне шпульки, а P4 — это последняя намотка на внешней стороне шпульки. P1 и P4 называются внешними обмотками, потому что другие обмотки находятся между ними.

Перекрестное соединение Первичные обмотки попеременно перекрестно соединяются последовательно вокруг вторичных обмоток (внешний P1 — внутренний P3 — внутренний P2 — внешний P4). Попеременное поперечное соединение первичных обмоток позволяет сбалансировать физику трансмиссии и равномерно распределять индуцированный магнитный ток по вторичным обмоткам.

Цель состоит в том, чтобы сбалансировать (как можно ближе) первичные вторичные обмотки (одинаково) с обеих сторон ТТ с центральным ответвлением. Однако балансировка не может быть идеальной, потому что внутренний и внешний диаметры (окружность) обмоток различаются. Длина провода и сопротивление постоянному току P4 больше, чем P1. Увеличение количества первичного и вторичного перемежения было традиционным подходом к улучшению баланса и производительности выходного транзистора.

Полностью сбалансированная намотка может быть достигнута за счет бокового подхода к намотке шпульки.На каждую половину разрезной шпульки наматываются 2 первичных и 3 вторичных обмотки. Это дает в общей сложности 4 первичных и 6 вторичных. Первичные обмотки последовательно перекрестно соединены на противоположных сторонах разъемной бобины.
(P1, P2, CT, P3, P4). Очень мало выходных каналов строится с использованием этого бокового подхода.

Почему этот боковой подход к использованию раздельной катушки для достижения полностью сбалансированной выходной трансмиссии был / не замечен большинством компаний, производящих трансформаторные обмотки, остается загадкой.Ответ, возможно, заключается в традициях и соответствии и в том, что очень немногие разработчики электроники, особенно усилители аудиоклапанов, принимают непосредственное участие в проектировании и производстве трансформаторов.

Трансмиссия с басами 27 кг. Правое изображение — трансмиссия с выходом басов 27 кг (60 фунтов), полностью сбалансированная раздельная шпулька. Да, вы правильно прочитали, 27 кг — возможно, самая большая выходная трансмиссия из когда-либо построенных. Эта выходная трансмиссия была сконструирована для экспериментальных целей. Индуктивность была выше, чем могло точно измерить испытательное оборудование.Трансмиссия способна выдавать 1000 Вт на частотах ниже 10 Гц. Однако на практике это 4 KT88 при двухтактной параллельной работе мощностью 200 Вт. Эти большие выходные преобразователи могут быть доступны для энтузиастов ламп, которые хотят иметь совершенный активный ламповый усилитель сабвуфера.

Обмотки Pi Греческая буква Π — это обозначение обмоток трансформатора, повернутых на 90 градусов в бобине. Π обмотки сэндвич-сборки. На рисунке ниже показан экспериментальный ламповый усилитель с выходными транзисторами Pi.В окончательном дизайне 8 первичных каналов были зажаты между 9 вторичными. Трансмиссии с намоткой Pi на 100% симметрично сбалансированы и имеют высокочастотную характеристику в 2 раза больше, чем у традиционных трансмиссий с намоткой на слой.

Обмотка

Pi обычно используется в транзисторах с ферритовым сердечником, которые передают энергию на очень высоких частотах, как это видно в импульсных источниках питания и усилителях RF. Обмотка Pi также является идеальным методом для создания трансивера аудиовыхода. Неизвестно, что выходные транзисторы с обмоткой Pi использовались в усилителях с аудиоклапанами.Возможная причина — высокая стоимость инструмента и сборки. Кроме того, маркетинг аудиофильской продукции, особенно ламповых усилителей, определяется торговыми марками, романтической ностальгией и отзывами, а , а не — конструкцией или производительностью.

Тороидальные выходные преобразователи теперь используются в некоторых ламповых усилителях. В прошлом тороидальные трансмиссии были в 2 раза дороже, чем EI, из-за высокой стоимости тороидальных намоточных машин. Сегодня рабочая сила стоит дорого по сравнению со стоимостью тороидальной намоточной машины.Многие компании, производящие трансформаторные обмотки, теперь имеют тороидальные машины. E I и Toroidal теперь стоят примерно одинаково.

Тороидальные трансмиссии имеют превосходную магнитную связь между обмотками. Но тороидальный сердечник может легко насыщаться на низких частотах, создавая недопустимые искажения. Следовательно, масса тороидального сердечника должна быть больше, чем у обычного трансивера E I (для той же мощности), чтобы избежать любого шанса насыщения сердечника. Тороидальные сердечники не допускают дисбаланса звука постоянного или переменного тока в первичных обмотках.Оба выходных клапана должны быть абсолютно смещены с одинаковым током и иметь одинаковое усиление при возбуждении. При соблюдении этих условий тороидальный трансмиссионный канал будет превосходить обычный трансивер EI.

Башня с 4-ходовым активным клапаном. На рисунке ниже изображена 4-ходовая башня с активным клапаном, использующая тороидальные выходные каналы, как на рисунке выше. На KT88 используется 5 линейных усилителей мощностью 100 Вт Ultra. Два ампера в нижней части корпуса подключены параллельно, чтобы получить 200 Вт. Шасси разделено по центру.Одна сторона шасси (левая часть рисунка) — это блок питания. В источнике питания также используются транзисторы с тороидальным сердечником. На другой стороне шасси (правая часть рисунка) находятся выходные тороидальные трансмиссии.

На правом рисунке показаны выходные каналы и активный кроссовер → Высокочастотный трансивер (5 кГц — 50 кГц) → Ниже представлены 2 выходных канала среднего диапазона. Большой басовый канал (в основании шасси) поддерживает частоту 5 Гц ↓ 3 маленьких тороидальных дросселя, установленных над выходом большого басового транзистора, предназначены для фильтрации B + ← На левом рисунке показан блок питания на противоположной стороне корпуса. ↑ Малый силовой трансформатор с верхним тороидом (+ -20 В и + -100 В) предназначен для электронного кроссовера и схем управления выходными клапанами KT88. Под верхним тороидом малой мощности находится силовой тороид и тороидальный дроссель для источника питания нити накала 12,6 В постоянного тока. ← Два больших тороидальных трансформатора обеспечивают питание 560 В B +. Источник питания B + состоит из 3 последовательно включенных источников питания на 188 В. ↓ Управление включением питания. Общая масса 60 кг прибл.

4-полосный активный кроссовер и каскады драйвера являются полупроводниковыми, чтобы обеспечить идеальный симметричный сигнал без искажений, поступающий на выходные клапаны. Каждый KT88 имеет двойной контроль светодиодов для калибровки тока покоя, проходящего через KT88.

Приложение Output Tranny

Для клапанных усилителей

требуются идеально согласованные выходные клапаны для обеспечения максимальной производительности. Это похоже на сбалансированные поршни в двигателе транспортного средства.Очень важно точно откалибровать ток покоя на выходных клапанах. Резистор 10R включен последовательно с каждым катодом. Напряжение смещения к сетке регулируется таким образом, чтобы на каждом резисторе 10R появлялось 500 мВ. 500 мВ через 10R составляет 50 мА. Затем клапаны приводятся в действие на полную мощность, и ток через клапаны увеличивается примерно до 150 мА. Оба клапана должны быть абсолютно одинаковыми как в состоянии покоя, так и в режиме полной мощности. Любой дисбаланс тока между клапанами приведет к частичному намагничиванию постоянного тока на железном сердечнике трансмиссии.Индуктивность будет уменьшена, басовый отклик уменьшится, и ядро ​​будет легко насыщаться на низких частотах.

Tetrode Многие ранние ламповые усилители HiFi и почти все гитарные ламповые усилители сконфигурированы в режиме Tetrode. В режиме тетрода Экраны выходных клапанов подключены ко второму напряжению питания с фильтром B + от источника питания.

Первичная обмотка выходной трансмиссии соединена с анодами силовых клапанов. Трансмиссия, предназначенная для работы с тетродом, требует всего 3 провода от первичной обмотки.Центр трансформатора тока Отводите к источнику питания B + и 2 провода к анодам. Трансы, предназначенные для работы на тетродах (гитарные усилители), часто производятся максимально дешево. Однако бывают исключения.

Ultra linear Выходные каналы, предназначенные для сверхлинейных приложений, часто изготавливаются из материалов высочайшего качества и имеют несколько первичных вторичных перемежений. Экраны выходных клапанов подключены к первичным обмоткам. Ultra linear обеспечивает такую ​​же высокую мощность, что и конфигурация Tetrode, с превосходной мощностью и характеристиками интермодуляции, чем конфигурация Triode.Источник питания для линейных усилителей Ultra должен быть с высокой степенью стабилизации, плавным и без пульсаций.

В оригинальном академическом тексте говорилось, что экраны должны быть подключены к позиции отвода 42% первичной обмотки для достижения максимальной мощности. Исходный текст относится только к графикам и не учитывает, как наматывается выходной транзистор. Трудно механически достичь идеальной симметрии с 42% положениями отвода по обе стороны от центрального отвода. Однако 50% легко достижимы.Если необходимо найти компромисс, на первое место должна быть поставлена ​​механическая симметрия первичных обмоток. Кроме того, теоретическая разница между 42% и 50% слишком мала для обнаружения какой-либо слуховой или измеренной разницы.

Параметры трансмиссии вывода

Показатели искажений и частотная характеристика усилителей Valve часто указываются на уровне 1 Вт. Большинство выходных каналов могут легко достичь полосы пропускания от 20 Гц до 20 кГц при мощности 1 Вт. Но такая полоса пропускания редко достигается на полной мощности.Низкочастотная характеристика при полной мощности прямо пропорциональна количеству витков первичной обмотки и массе железного сердечника.

Выше 2 кГц железное ядро ​​мало влияет. Отклик на высоких частотах напрямую зависит от чередования первичной и вторичной обмоток. Однако, если трансмиссия имеет большой сердечник и большое количество витков первичной обмотки, что позволяет достичь суббаса на полной мощности, тогда большая площадь обмоток вызывает увеличение емкости между первичной и вторичной обмотками, что ограничивает высокочастотный отклик.Поэтому небольшой сердечник с меньшим количеством витков способствует более высокочастотной характеристике.

Шпулька и сердечник на правом рисунке предназначены для выходного трансивера мощностью 100 Вт, сердечника 1,5 дюйма (полтора дюйма) со стопкой примерно 2 дюйма. Масса около 3 кг. Большинство выходных каналов такого размера имеют около 2000 витков первичной обмотки. При грамотной намотке и плотном уплотнении провода количество витков первичной обмотки может быть увеличено до 2500 или 3000. Общее сопротивление первичной обмотки постоянному току не должно превышать 100R, 0.Можно использовать проволоку диаметром 36 мм или больше. Длина параллельных вторичных обмоток может составлять 1,1 мм или 1,2 мм. Вторичное сопротивление постоянному току около 0,1R.

Не существует единственного способа намотать идеальный трансмиссию. Есть несколько высококвалифицированных людей, которые наматывают трансы и владеют различными методами для достижения цели. Индуктивность трансмиссии будет варьироваться в зависимости от массы и качества сердечника, а также количества первичных обмоток. Цель состоит в том, чтобы индуктивность была как можно большей. На рисунке ниже представлен список основных формул для тех, кто желает производить выходные сигналы.

Академические формулы для расчета выходной конструкции трансмиссии доступны во многих учебниках и на веб-сайтах. Те, кто производит выходные данные, уже будут подавлены математикой, и на этой странице нет необходимости повторять доступную академическую информацию. Эта страница предназначена для того, чтобы дать обзор физики, которая управляет производительностью выходных сигналов, с точки зрения, которую академический текст часто опускает.

Коэффициент импеданса

«Коэффициент импеданса — это квадрат отношения витков»

Понимание соотношения импедансов между первичной и вторичной обмотками сложно для тех, кто разбирается в технике, и почти невозможно понять для тех, кто не разбирается.Надеюсь, это объяснение облегчит задачу всем, кому интересно.

Академический текст гласит, что пара KT88 в двухтактном классе AB от источника питания B + 560V выдает 100 Вт. В этом случае сопротивление первичной обмотки выходного транзистора составляет 4 кОм. Импеданс 4k5Ω является академической цифрой и представляет собой наивысший импеданс между пластинами, который позволяет получить 100 Вт. (Пластина к пластине просто означает анод к аноду). Этот академический показатель 4k5Ω предполагает 100% КПД трансформатора с нулевыми потерями.

Пара KT88 редко достигает 100 Вт в реальном мире. В среднем от 80 до 90 Вт. Также сопротивление пластины к пластине может варьироваться от 3 кОм до 5 кОм с небольшим изменением доступной мощности.

Наш образец выходного трансформатора имеет 4 первичные обмотки (600 витков на обмотку), всего 2400 витков.

4k5Ω пластина к пластине / 8Ω динамик = 562,5. √562,5 = 23,7 передаточного числа.
2400 витков первичной обмотки / 23,7 = 101 виток вторичной обмотки.

Этот учебный процесс требует повторения формулы снова и снова для каждого изменения в расчетах.Другой способ увидеть этот процесс — это математика, связанная с физикой выходного транзистора. Соотношение напряжений между первичной и вторичной обмотками такое же, как и соотношение витков.

Общее правило для двухтактных вентильных усилителей класса AB. Действующее значение напряжения на первичной обмотке составляет 1,1 x B + напряжение питания (при полной мощности).

1,1 x 560 В постоянного тока = 616 В переменного тока
100 Вт на динамик 8 Ом = 28 В RMS
616/28 = передаточное число 22.
2400 витков первичной обмотки / 22 = 109 витков вторичной обмотки.

Между двумя расчетами есть небольшая разница в 8 витков вторичной обмотки. Эта вторая формула не учитывает импеданс между пластинами. Поэтому какой расчет практичнее использовать? Путем обратного последнего расчета отношения витков 22: 1 по первой формуле мы можем увидеть, какое сопротивление отраженной пластины к пластине уменьшилось до —

.

22 x 22 x 8 Ом = 3,872 Ом Сопротивление пластины к пластине.

Разница в передаточном числе витков (23,7: 1) (22: 1) дает небольшую разницу в 8 витков вторичной обмотки.Эта небольшая разница приводит к значительному изменению импеданса академической отраженной пластины к пластине.

Правый рисунок показывает, что динамик с сопротивлением 8 Ом имеет среднее сопротивление намного выше 8 Ом.