Как собрать ламповый стереоусилитель мощностью 20 Вт на канал. Какие лампы и трансформаторы использовать. Как настроить усилитель для наилучшего звучания. Преимущества и недостатки ламповых усилителей.
Основные характеристики лампового усилителя
Рассматриваемый в статье ламповый стереофонический усилитель мощности обладает следующими техническими характеристиками:
- Выходная мощность: 20 Вт на канал при нагрузке 8 Ом
- Коэффициент нелинейных искажений: не более 0,2%
- Диапазон воспроизводимых частот: 10 Гц — 30 кГц при неравномерности 6 дБ
- Входное напряжение сигнала: 0,8 В
- Входное сопротивление: 400 кОм
Такие параметры позволяют подключить усилитель к любому стандартному предварительному усилителю и получить качественное звучание.
Принципиальная схема лампового усилителя
Схема усилителя содержит следующие основные каскады:
- Входной каскад на лампе 6Н2П, выполняющий роль предварительного усилителя и фазоинвертора.
- Выходной каскад на пентодах 6П14П, работающий в двухтактном режиме.
- Выходной трансформатор для согласования высокоомного выхода ламп с низкоомной нагрузкой.
Для исключения самовозбуждения на высоких частотах в сеточных цепях пентодов включены низкоомные резисторы R7 и R8. Питание осуществляется от трансформаторного источника с напряжением анодного питания +300 В.
Особенности конструкции лампового усилителя
Усилитель собран на коробчатом дюралюминиевом шасси размерами 420x300x82 мм. Лампы и трансформаторы устанавливаются на поверхности шасси, остальные детали монтируются внутри. При монтаже необходимо обеспечить надежное механическое крепление и пайку деталей из-за нагрева выводов ламп.
Электролитические конденсаторы и диоды крепятся горизонтально внутри шасси на металлических кронштейнах. Трансформаторы устанавливаются в вырезах шасси. Вся конструкция помещается в ящик из ДСП без верхней крышки.
Выбор и намотка трансформаторов
В усилителе используются следующие трансформаторы:- Сетевой трансформатор Т1 типа ТА-267-127/220-50 с выходными напряжениями 2х230 В, 2х140 В и 2х15 В
- Накальный трансформатор ТН-56-220-50К с 4 обмотками по 6,3 В
- Выходные трансформаторы типа ТПП или ТН мощностью 80-200 Вт
Выходные трансформаторы наматываются на каркасах с Ш-образным сердечником размера Ш-85. Первичная обмотка имеет 2400 витков провода ПЭВ 0,23 с отводом от середины. Вторичные обмотки рассчитываются на напряжение 2х(5-7) В.
Настройка и регулировка усилителя
Процесс настройки усилителя включает следующие этапы:
- Проверка отсутствия фона при первом включении, при необходимости перепайка выходов
- Регулировка чувствительности подбором резистора R20 (не менее 5 кОм)
- При самовозбуждении — подбор емкостей конденсаторов С4, С7
- Настройка режима ламп по напряжению +50 В на катоде VL2
- Проверка формы выходного сигнала на осциллографе
Правильно настроенный усилитель должен обеспечивать линейное усиление сигнала без искажений.
Преимущества и недостатки ламповых усилителей
К основным достоинствам ламповых усилителей можно отнести:
- Мягкое и комфортное для слуха звучание
- Хорошая перегрузочная способность
- Простота схемотехники
- Высокая надежность при правильной эксплуатации
Недостатками являются:
- Большие габариты и вес
- Высокое энергопотребление
- Необходимость периодической замены ламп
- Чувствительность к качеству деталей, особенно трансформаторов
Рекомендации по выбору деталей
При сборке лампового усилителя необходимо использовать качественные компоненты:
- Лампы проверенных производителей (Светлана, Sovtek, JJ Electronic)
- Высоковольтные конденсаторы (К73-17, К75-24, К42-19)
- Прецизионные резисторы (С2-29, С5-16МВ)
- Выходные трансформаторы с сердечниками из пермаллоя или аморфных сплавов
Качество звучания напрямую зависит от качества применяемых деталей, особенно выходных трансформаторов.
Возможные улучшения конструкции
Для повышения качества звучания усилителя можно рекомендовать:
- Применение триодного выходного каскада вместо пентодного
- Использование ламп с более линейными характеристиками (6С33С, 6С41С)
- Питание накала ламп постоянным током
- Стабилизацию анодного напряжения
- Применение выходных трансформаторов с секционированной намоткой
Эти меры позволят снизить уровень искажений и расширить частотный диапазон усилителя.
Схема мощного лампового стерео усилителя » Вот схема!
Ламповый стереофонический усилитель мощности предназначен для работы в составе любительского аудиокомплекса. Он обеспечивает на нагрузке 8 ом мощность 20 Вт. при коэффициенте нелинейных искажений не более 0,2%. Диапазон воспроизводимых звуковых частот 10гц-30000 Гц при неравномерности 6 дб. Номинальное входное напряжение сигнала ЗЧ — 0,8В, при входном сопротивлении 400 кОм.
Принцип работы стереоусилителя
Стереофонический усилитель содержит пять ламп. Входной каскад на двойном триоде 6Н2П выполняет роль предоконечного усилителя и фазоинвертора. Лампа содержит два идентичных триода, которые работают в разных стереоканалах, имеющих одинаковые схемы.
Выходной каскад построен по двухтактной схеме на пентодах 6П14П. На выходе включен трансформатор TZ согласующий выходной каскад с низким сопротивлением нагрузки. Для исключения вероятности самовозбуждения на ВЧ в сеточных цепях пентодов включены низкоомные резисторы R7 и R8.
Питается усилитель от трансформаторного источника на Т1. Напряжение анодного питания +300B, получается на выходе выпрямителя на D1 и 02, затем следует фильтр подавления пульсации. Для питания цепей накала используется отдельная обмотка 6-7 Этот источник питания используется для питания обеих каналов стерео усилителя.
Усилитель смонтирован на коробчатом дюралюминиевом шасси размерами 420x300x82мм. Лампы и трансформаторы устанавливаются на поверхности шасси, и выставляются на показ, все остальные детали монтируются внутри шасси на установочных контактных лепестках и гребенках и на выводах ламповых панелек.
При монтаже деталей на ламповых панельках нужно учитывать, что их выводы при длительной работе усилителя испытывают достаточно большой нагрев, по этому монтаж должен обеспечивать не только надежную пайку но и надежное механическое закрепление (накрутка, навивка выводов перед пропайкой).
Электролитические конденсаторы и диоды устанавливаются также внутри шасси, и крепятся они горизонтально при помощи металлических кронштейнов. Диоды крепятся к ним через текстолитовые прокладки.
Трансформаторы закрепляются в вырезах шасси, так что они частично находятся внутри его, частично на поверхности.
Вся конструкция помещается в ящик из ДСП. Ящик верхней крышки не имеет, ее роль выполняет верхняя часть шасси с лампами и трансформаторами.
Все три трансформатора (сетевой и два выходных) наматываются на каркасах с Ш-образном сердечником размера Ш-85.
Первичная обмотка (сетевая) трансформатора Т1 имеет 1000 витков проводи ПЭВ 0,43, вторичная анодная 2400 витков ПЭВ 0,23 с отводом от середины. Накальная обмотка имеет 33 витка ПЭВ 1,0.
Намотка выводных трансформаторов требует наибольшей тщательности. Схема намотки показана на рисунке 2, а все остальным данные в таблице.
Схема. Схема лампового усилителя звуковой частоты — Profundo
Даже самые простые усилители мощности звуковой частоты (УМЗЧ) должны обеспечивать естественность звучания. Полноценное воспроизведение низких частот особенно необходимо потому, что уже при средней громкости чувствительность слуха к низким частотам существенно снижается относительно средних частот.
Особенностью частотной характеристики трансформаторного усилителя является уменьшение коэффициента усиления на самых низких частотах, что объясняется снижением индуктивного сопротивления первичной обмотки трансформатора [1]. Частотные и фазовые искажения могут быть, помимо других причин, следствием применения переходных конденсаторов, так как их реактивное сопротивление частотно зависимо, и наиболее ощутимо это проявляется на низких частотах.
Большинство ламповых однотактных УМЗЧ по разным причинам имеют спад АЧХ в области низких частот, начинающийся с 60…80 Гц. Предлагаемый УМЗЧ имеет более ровную АЧХ при качественном усилении сигнала даже на небольшой мощности. Этот УМЗЧ работает по принципу усилителя постоянного тока за исключением выходного трансформатора. Отличие от, например, схемы лампового усилителя Губина [2] заключается в необычном способе подключения нагрузки и применении обратной связи с выхода УМЗЧ на экранную сетку первого пентода. Как следствие, субъективными особенностями воспроизводимого звука являются «басовитость» и «прозрачность».
Описываемый в статье усилитель имеет выходную мощность около 3 Вт при сопротивлении динамической головки 4 Ом (допускается использовать нагрузку до 12 Ом), чувствительность около 300 мВ. Рабочий диапазон частот — 30 Гц…20 кГц. Выходной каскад УМЗЧ работает в режиме класса А.
На рис. 1 приведена схема лампового усилителя. В двухкаскадном усилителе между нагрузкой и катодом лампы VL2 образована петля отрицательной обратной связи (ООС), которая выравнивает АЧХ усилителя, отслеживая изменения импеданса громкоговорителя в рабочей полосе, и уменьшает нелинейные искажения. Известно, что применение общей ООС требует многостороннего учёта особенностей проектирования усилителей [3]. При этом относительно простые УМЗЧ без общей ООС отличаются зачастую более естественным звучанием [4].
Здесь цепь L2C3 (L2 — индуктивность вторичной обмотки выходного трансформатора Т1) можно рассматривать как колебательный контур, выполняющий корректирующую функцию в области низких частот, шунтируя катодный резистор R6 местной ООС. Предположим, что СЗ = 220 мкФ, L2 = 0,1 Гн, тогда резонансная частота контура fрез = 1/(2nVL2-C3) ≈ 30 Гц. Для предотвращения перегрузки динамической головки на низких частотах использован дополнительный резистор R7, задающий добротность контура Q = fpeз/∆f, где ∆f — ширина полосы контура по уровню -3 дБ. АЧХ этого усилителя (рис. 2, сплошная кривая) ближе к линейной, особенно на участке НЧ, чем АЧХ усилителя без обратных связей (штриховая кривая).
Кроме того, в схеме лампового усилителя имеется ПОС через резистор, включённый между катодами ламп VL1 и VL2. Делитель из резисторов R3, R4 задаёт глубину этой связи и позволяет отказаться от оксидного конденсатора в цепи катода VL1. Вместе с тем ООС на экранную сетку VL1 стабилизирует напряжение на аноде лампы, уменьшая зависимость режима от изменений питающего напряжения.
Резистор R5 и конденсатор С1 — развязывающий фильтр по питанию. Конденсаторы С2 и С4 предотвращают самовозбуждение на высоких частотах. Резистор R2 задаёт коэффициент усиления первой лампы и напряжение на управляющей сетке выходной лампы VL2. Режим работы выходного каскада стабилизирован катодным резистором автосмещения R6 и конденсатором СЗ. Подбором анодного резистора R2 задают напряжение на аноде VL2, которое обычно измеряют высокоомным вольтметром, доступным не каждому радиолюбителю. В этом усилителе допустимо настраивать режим ламп УМЗЧ по напряжению +50 В на катоде VL2.
Начинающему радиолюбителю можно порекомендовать собрать схему лампового усилителя сначала на монтажной плате, соблюдая меры предосторожности. На лампы VL1 стереоусилителя желательно надеть экранирующие колпачки. После сборки усилителя следует убедиться в правильности подключения вторичной обмотки трансформатора Т1. В случае возбуждения усилителя (резкий свист) необходимо поменять местами её концы.
Настройку усилителя производят с измерительными приборами, как минимум с мультиметром, а лучше и с осциллографом. С помощью подстроечного резистора R3 на катоде VL2 устанавливают напряжение +50 В. При наличии осциллографа включают вместо громкоговорителя эквивалентное сопротивление, соответствующее данному типу трансформатора, например, для трансформатора ТВЗ-1-9 — резистор 4 Ом мощностью 5 Вт. На вход усилителя подают синусоидальный сигнал 1 кГц. Увеличивая уровень входного сигнала переменным резистором R1, подстройкой резистором R3 добиваются равномерного ограничения синусоиды сверху и снизу (на слух — по минимуму искажений) При необходимости можно изменять коэффициент усиления и подбором номинала резистора R4 (примерно от 10 до 51 кОм), не нарушая равномерности АЧХ и формы синусоиды. Значения подобранных сопротивлений резисторов R3 в правом и левом каналах могут отличаться друг от друга из-за разброса реальных параметров радиоэлементов.
Если звучание АС с УМ безупречное, без низкочастотного «бубнения», то вместо резистора R7 допустимо поставить перемычку; в противном случае его номинал выбирают в интервале 20…300 Ом. Например, для АС с динамической головкой 4А-28 (12 Ом) сопротивление R7 = 0. На этом настройка усилителя закончена.
Блок питания можно взять от устаревшей ламповой аппаратуры или собрать самостоятельно по схеме на рис. 3, учитывая, что мощность сетевого трансформатора должна быть 60…90 Вт. Для увеличения срока службы ламп предусмотрено включение сначала накала (выключатель SA1), а затем через 20…30 с — анодного питания устройства (выключатель SA2). Вместо диодов Д226 можно применить диодный мост с номинальным напряжением не менее 400 В. Желательно поставить параллельно конденсатору С2 блока питания резистор сопротивлением 220 кОм (2 Вт) для разрядки конденсаторов С2 и СЗ после выключения питания.
В качестве выходных можно использовать трансформаторы из бытовой ламповой аппаратуры, например, ТВ-2А, ТВЗ-1-9, ТВЗ-1-1 (на сопротивление нагрузки 8 Ом). В крайнем случае подойдёт и трансформатор ТВК-110 ЛМ (для кадровой развёртки телевизора). Подробные рекомендации по сборке подобных усилителей можно найти в статье [5].
Вместе с таким УМЗЧ рекомендуем использовать АС с открытым корпусом и динамическими головками высокой чувствительности.
ЛИТЕРАТУРА
1 Адаменко М. В. Секреты ламповых усилителей низкой частоты. — М.: NT Press, 2007, с. 172
2. Трёхламповый усилитель Губина. — www.wormsart.alfaspace.net/amp/power/gubin/Gubin.htm .
3. Агеев С. Вопросы проектирования усилителей с общей ООС. — Радио, 2003, № 4, с. 16—19.
4. Орлов А. УМЗЧ с симметричным входом без общей ООС. — Радио, 2002, № 4. с. 12—14.
5. Комаров С. Двухтактный оконечный усилитель на 6Н23П и 6П43П. — Радио, 2008, № 8, с. 49, 50; № 9, с. 45—47.
С. АХМАТОВ, Д. САННИКОВ, г. Ульяновск
«Радио» №5 2012г.
Post Views: 4 140
⚡️Симметричный ламповый усилитель мощности звуковой частоты
На чтение 4 мин Опубликовано Обновлено
Рассмотрена конструкция лампового усилителя мощности низкой частоты с наружным размещением ламп выходного каскада, что облегчает тепловой режим работы элементов схемы внутри корпуса и экранирует входные цепи усилителя от выходных.
К середине 80-х годов были практически исчерпаны потенциальные возможности транзисторных УМЗЧ, определены необходимые качественные и экономические показатели [1]. С появлением цифровых источников звука самым слабым звеном в цепи “источник – усилитель – акустическая система” опять стал усилитель. Традиционная схемотехника (глубокая ООС, о поэтому динамические искажения) не может обеспечить необходимую чистоту и прозрачность звучания.
Качественные же транзисторные усилители довольно сложны в изготовлении, малонадежны из-за больших токов покоя выходных транзисторов, поэтому возврат к ламповым схемам стал как бы вынужденным. Однако и ламповые усилители не лишены недостатков. Это, в первую очередь, повышенная чувствительность к качеству фильтрации анодного напряжения из-за нецелесообразности использования стабилизатора [2] и наводки переменного тока, обусловленные наличием цепей накала и массивного трансформатора питания. Другой существенный недостаток – тяжелый тепловой режим элементов схемы, находящихся внутри корпуса.
Ламповый усилитель и его технические параметры
[styled_table]
| Чувствительность | 0,2…0,7В |
| Диапазон частот | 20…20000Гц |
| Выходная мощность | 28Вт |
| Экономический режим | 16Вт |
[/styled_table]
Перечисленные недостатки сведены к минимуму в предлагаемой конструкции. Симметричный ламповый усилитель мощности звуковой частоты состоит из трех каскадов (рис.1). Первые два – усилитель напряжения, который выполнен на лампах VL1, VL2 по балансной (дифференциальной) схеме и обеспечивает достаточное усиление при малой чувствительности к пульсациям анодного напряжения. Через делитель R6 и R20 с выхода подается напряжение ООС. Конденсаторы С4 и С7 корректируют АЧХ в области высших частот.
Выходной каскад выполнен по классической схеме. Отключением цепей накала ламп VL5, VL6 усилитель переводится в экономичный режим работы. Разумеется, можно выполнить усилитель только на двух выходных лампах, но при этом максимальная выходная мощность уменьшится.
Лампы выходного каскада установлены снаружи на задней стенке корпуса, и тепло, выделяемое ими, не попадает внутрь его. Кроме того, такое решение имеет следующие преимущество: входная цепь экранировано от выходной; конструкцию легко скомпоновать в корпусе приемлемых размеров с современным дизайном.
На рис.2 показано крепление выходной лампы, где 1 – задняя стенка; 2 – ламповая панель; 3 – лампа. Ламповый усилитель (стереовариант) размещен в корпусе размерами 430x180x310 мм. Монтаж усилителя напряжения – полунавесной. Все элементы устанавливают на печатной плате, а ламповые панельки, закрепленные на алюминиевом уголке, соединяют короткими проводами по схеме. Выпрямитель и конденсаторы фильтра питания также размещают на плате. Платы крепят к боковым стенкам корпуса. Выходной каскад тоже собирают на плате и крепят ее к задней стенке.
В авторском варианте для питания анодных цепей использован трансформатор для усилителя лампового усилителя типа ТА-267-127/220-50, имеющий выходные напряжения 2×230 В, 2×140 В и 2×15В для питания предварительного усилителя. Накальный трансформатор типа ТН-56-220-50К имеет 4 обмотки 6,3В (рис.3).
Выходной трансформатор для лампового усилителя подходят типа ТПП или ТН мощностью 80…200 Вт, имеющие две симметричные сетевые полуобмотки, соединенные последовательно. На среднюю точку подается анодное напряжение, а аноды подключают к свободным выводам. Вторичные обмотки рассчитывают на напряжение 2х (5…7) В. При нагрузке 4 Ом обмотки соединяют параллельно, а при 8 Ом – последовательно.
Напряжение ООС снимается при нагрузке 4 Ом параллельно нагрузке, а при нагрузке 8 Ом – со средней точки. Самостоятельное изготовление трансформаторов подробно описано в [3, 4]. Ламповый усилитель некритичен к используемым деталям, за исключением резисторов анодных нагрузок R7, R8, R14, R15, которые должны иметь малый допуск (или подобраны попарно).
Налаживание усилителя несложно. Если при первом включении появится фон, необходимо перепаять выходы усилителя напряжения или выходной обмотки. Чувствительность регулируют подбором резистора R20. Чтобы исключить самовозбуждение, сопротивление его должна быть не менее 5 кОм. В некоторых случаях возможно потребуется (в зависимости от топологии монтажа) подобрать емкости конденсаторов С4, С7. В качестве предварительного усилителя рекомендую использовать хорошо известную схему Ю. Солнцева [5], до сих пор не потерявшую свою актуальность.
| Современная элементная база предоставляет широкие возможности радиолюбителям и любителям качественного звука для выбора и сборки своими руками усилителей звуковой частоты, сабвуферов, акустических систем. Основное внимание в книге уделено наиболее интересным схемным решениям усилителей мощности звуковой частоты. Полезен материал по созданию сабвуферов своими руками, которые дополнят качественный усилитель звуковой частоты, обеспечив натуральное звучание любимой музыке. Материал систематизирован по главам в соответствии с элементной базой усилителя: на транзисторах, на микросхемах, на лампах и гибридные схемы. Рассмотрены практические описания десятков конструкций усилителей звуковой частоты и электронных сабвуферов разной степени сложности, даны практические советы как схемного, так и конструктивного характера. Николай Сухов, автор-составитель книги, очень авторитетен среди радиолюбителей. Его журнал «Радиохобби» по рейтингу не уступает лучшим журналам для радиолюбителей, а в ряде случаев их превосходит. В книге систематизированы наиболее интересные конструкции, опубликованные в журналах «Радиохобби». Книга предназначена для широкого круга радиолюбителей, для тех, кто умеет держать в руках паяльник, и любит музыку. Название: Радиохобби. Лучшие конструкции усилителей и сабвуферов своими руками . Автор: Сухов Н.Е. Издательство: «Наука и Техника»(Санкт-Петербург) Год: 2012 Страниц: 272 Язык: Русский Формат: djvu Качество: отличное Размер: 12Mб Скачать Радиохобби. Лучшие конструкции усилителей и сабвуферов своими руками СОДЕРЖАНИЕ Глава 1. Мультимедийные УМЗЧ и сабвуферы Репетиционный и эстрадный УМЗЧ Fender 65 TWIN Мультимедийный УНЧ Т.Гизбертса с БАРУ-лимитером Схема учетверения выходной мощности «слабых» автомобильных, переносных, мультимедийных УНЧ Кроссовер для активного сабвуфера с дополнительным регулятором Мостовой 240-ваттный эстрадный УНЧ Мощный автомобильный УНЧ класса Н на Philips TDA1560 Мощный (2×180 Вт) УМЗЧ на Philips TDA2030 для озвучивания дискотек Мощный 2×50 Вт импульсный УНЧ класса D Philips TDA8920 Активный кроссовер на фильтрах с конечной импульсной характеристикой Сверхмощный автомобильный УМЗЧ класса Н Philips TDA1562Q Фазолинейный активный кроссовер Адаптивная высококачественная 3-полосная активная АС ШИМ УНЧ на специализированной MMC TDA7481 Суперсабвуфер Мультимедийный УМЗЧ с сабвуфером Фильтры дополнительной функции (ФДФ) в активном кроссовере двухполосной АС, трехполосной АС и мультимедийного усилителя с сабвуфером Полный УМЗЧ в формате 5,25-дюймового отсека персонального компьютера УМЗЧ класса Т с выходной мощностью 2×300 Вт Электронный сабвуфер на принципе MaxxBass® Глава 2. Транзисторные и Hi-Fi УМЗЧ УМЗЧ на полевых транзисторах Иво Линненберга High-End УМЗЧ на полевых транзисторах HEXFET Карела Бартона УМЗЧ Иштвана Урбана на четырех парах HEXFET Hi-Fi ПРАВДА и High-End СКАЗКИ от Н.Сухова Схема выходного каскада УМЗЧ с линейностью класса А, но термостабильностью и экономичностью класса В УМЗЧ на биполярных транзисторах с изолированным затвором (IGBT) УМЗЧ А-9510 фирмы Onkyo Мостовой УМЗЧ мощностью 180 Вт Полный Hi-Fi УМЗЧ на микросхемах High-End УМЗЧ Джованни Сточино «Полевой» УМЗЧ Эндре Пирета Стереоусилитель 2×40 Вт на ИМС LM3886 Эстрадные УМЗЧ повышенной (300 и 550 Вт) мощности Двадцативаттный УМЗЧ с оригинальной раскачкой выходной ступени Компенсатор акустических кабелей для усилителя «TECHNICS SE-A900S» УМЗЧ с плавной амплитудной характеристикой на БСИТ транзисторах YAMAHA Н7000 — 2000 ватт на 8 Ом в мостовом включении Симметричный Hi-Fi УМЗЧ с низким уровнем нечетных гармоник и высокой термостабильностью УМЗЧ 2×150 Вт на ИМС STK4048 XI УМЗЧ на ИМС TDA7294V Пятидесятиваттный транзисторный УМЗЧ NAD 314 — английский стереофонический полный усилитель Мощный УМЗЧ с работой всех каскадов в режиме класса А, обеспечивающий на 8-омной нагрузке 32 Вт при потрясающе высоком реальном КПД 45% Мощный УМЗЧ с индуктивной фазовой коррекцией Новый подход к схемотехнике транзисторных УМЗЧ класса АВ Высоколинейный УМЗЧ с внутренним истоковым повторителем Метод снижения эффекта Миллера и связанных с ним т. н. «автоинтермодуляционных» искажений входного каскада УМЗЧ Эстрадный/Hi-Fi усилитель мощности (1550 Вт) High-End усилитель End Millennium УМЗЧ Дугласа Селфа с минимизированными искажениями выходных транзисторов УМЗЧ Penultimate Zen Нельсона Пэсса Дуглас Селф о ранее никем не замеченном источнике существенной нелинейности транзисторных УМЗЧ Транзисторный УМЗЧ Мэтта Такера «Суперсимметричный» Zen amp Глава 3. Ламповые и High-End УМЗЧ Лампы и звук: назад, в будущее или новое — это хорошо забытое старое? Однотактный каскад — SE: достоинства и недостатки Практические схемы SE усилителей Двухтактный каскад — РР: достоинства и недостатки Практические схемы РР усилителей Бестрансформаторная схема — OTL: достоинства и недостатки Практические схемы SE OTL усилителей Практические схемы РР OTL усилителей Практические схемы SE РР OTL усилителей Практические схемы Futterman OTL усилителей Практические схемы CIRCLOTRON OTL усилителей Лампы для звукового High-Enda (минисправочник) Ламповый УМЗЧ А3550 фирмы LUXKIT Однотактный ламповый УМЗЧ на триоде ГМ70 с выходной мощностью 20 Вт Однотактный ламповый УМЗЧ на пентоде 6П45С с управлением по второй сетке и выходной мощностью 10 Вт Сорокаваттный ламповый УМЗЧ Ламповый двухтактный УМЗЧ на PL500/504 Ламповый УМЗЧ на 807 Питание анодов ламп триодов раскачки повышенным напряжением от отводов первички выходного трансформатора Гибридная «полупроводниково-вакуумная» схема выпрямителя анодного напряжения мощного лампового УМЗЧ Однотактный ламповый УМЗЧ на квартете 6П45С с выходной мощностью 68 Вт Шестидесяти ваттный ламповый УМЗЧ Дьеря Плахтовича на 807 Однотактный ламповый усилитель на триодах по схеме Loftin-White УМЗЧ на «ТВ-строчных» лучевых тетродах 6LW6 Сильвио Манжини в необычном ультралинейном режиме Тетродный/ультралинейный/триодный однотактник на 6П7С Цирклотрон Монни Найсела с катодином Вильямсона Ламповый УМЗЧ Йозефа Норвуда Стилла УМЗЧ с выходным каскадом на пентодах по малоизвестной схеме «с единичной связью» Эндре Пирета УМЗЧ небольшой мощности Евгения Комиссарова Цепи накала ламп вместо резистора автоматического смещения Восьмиваттный SE Дона Кэнга Тридцати ваттный ламповый УМЗЧ Джона Стюарта Усилитель по схеме Лофтин-Уайт на прямонакальных триодах 2АЗ УМЗЧ неортодоксального аудиофила на ГУ50 Зарубежные аналоги отечественных радиоламп звукового применения Глава 4. Гибридные УМЗЧ Гибридный лампово-полевой УМЗЧ Транзисторный биполярно-полевой УМЗЧ класса А Гибридный лампово-полевой High-End УНЧ с разделительным трансформатором Гибридный полевой-биполярно-ламповый УМЗЧ с предельной симметрией всех каскадов Лампо-поле-биполярно-микросхемный бестрансформаторный УМЗЧ без ООС Гибридный УМЗЧ Уим де Джегера Гибридный фазоинвертор А. Д. ван Дорна для лампового УМЗЧ Гибридный УМЗЧ Джеффа Маколэя Гибридный УМЗЧ Сатору Кобаяши Литература Обновлено: 25.05.2020 Поделитесь записью в своих социальных сетях!
|
| Ламповый (7 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (7 ламп) двухканальный двухтактный мощный комбик | |
| Ламповый (7 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) мощный двухтактный комбик | |
| Ламповый (2 лампы) двухканальный преамп | |
| Ламповый (5 ламп) мощный двухтактный усилитель | |
| Ламповый (2 лампы) двухканальный преамп | |
| Ламповый (2 лампы) одноканальный преамп | |
| Ламповый (8 ламп) двухканальный двухтактный мощный комбик | |
| Ламповый (6 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (7 ламп) мощный двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (7 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (3 лампы) оконечный каскад | |
| Ламповый (2 лампы) предварительный усилетель | |
| Ламповый (6 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (3 лампы) оконечный каскад | |
| Ламповый (2 лампы) двухканальный предварительный усилитель | |
| Ламповый (4 лампы) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (6 ламп) 4х-канальный двухтактный комбик | |
| Гибридный (лампы, транзисторы, микросхемы) преамп | |
| Ламповый (5 ламп) двухтактный оконечный каскад | |
| Ламповый (2 лампы) предварительный усилитель | |
| Лаповый (3 лампы) двухтактный оконечный каскад | |
| Ламповый (2 лампы) предварительный усилитель | |
| Ламповый (3 лампы) двухтактный оконечный каскад | |
| Ламповый (4 лампы) преамп | |
| Ламповый (3 лампы) оконечный каскад | |
| Ламповый (5 шт.) оконечный каскад | |
| Ламповый (4 лампы) предварительный усилитель | |
| Ламповый (5 ламп) оконечный каскад | |
| Оконечный каскад | |
| Ламповый (3 лампы) двухтактный оконечный каскад | |
| Ламповый (3 шт.) оконечный каскад | |
| Ламповый (5 ламп) одноканальный двухтактный комбик | |
| Блок питания для усилитея 2550 STD | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (7 ламп) одноканальный двухтактный комбик | |
| Схема питания усилителя Jubilee | |
| Ламповый (4 лампы) одноканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (2 лампы) двухканальный предварительный усилитель | |
| Лаповый (5 ламп) оконечник | |
| Гибридный (лампы, транзисторы, микросхемы) предварительный усилитель | |
| Ламповый (3 лампы) оконечник | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (6 ламп) предварительный усилитель | |
| Блок тоновой коррекции | |
| Гибридный (лампы, транзисторы, микросхемы) усилитель | |
| Блок питания усилителя 6100 | |
| Ламповый (7 ламп) мощный двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (6 ламп) 4х-канальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Спикерсимулятор на ОУ | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (7 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (6 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (3лампы) оконечный двухтактный усилитель | |
| Ламповый (2 лампы) преамп | |
| Ламповый (4 лампы) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (7 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Дисторшн на ОУ | |
| Дисторшн на ОУ | |
| Дисторшн на ОУ | |
| Гибридный (лампы, транзисторы, микросхемы) Преамп | |
| Лаповый (2 лампы) предварительный усилетель | |
| Ламповый (2 шт.) преамп. | |
| Гибридный (лампы, транзисторы) усилитель | |
| Гибридный (транзисторы, микросхемы) предварительный усилитель для комбиков серии JCM 2000 | |
| Выходной каскад | |
| Ламповый (7 ламп) мощный двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (7 ламп) мощный одноканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (6 ламп) оконечный каскад | |
| Ламповый (6 шт.) предварительный усилитель | |
| Ламповый (8 ламп) двухтактный оконечный каскад | |
| Ламповый (5 ламп) предварительный усилитель | |
| Ламповый (5 ламп) мощный двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) оконечный каскад | |
| Ламповый (4 лампы) предварительный усилитель | |
| Цепь питания усилителя 2555 | |
| Ламповый (7 ламп) мощный двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) одноканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (8 ламп) мощный двухтактный оконечный каскад | |
| Ламповый предварительный усилитель | |
| Ламповый (6 ламп) мощный двухтактный оконечный каскад | |
| Ламповый (6 шт.) преамп | |
| Ламповый (6 ламп) мощный двухтактный оконечник | |
| Ламповый (5 ламп) предварительный усилитель | |
| Ламповый (7ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (2 шт.) преамп | |
| Ламповый (9 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Гибридный (лампы, транзисторы, микросхемы) предварительный усилитель | |
| Гибридный (лампы, транзисторы, микросхемы) предварительный каскад | |
| Ламповый (5 ламп) оконечный каскад | |
| Ламповый (3 лампы) оконечник | |
| Гибридный (лампы, микросхема) преамп | |
| Дисторшн на транзисторах и ОУ | |
| Преамп на микросхемах | |
| Гибридный преамп | |
| Преамп на микросхемах | |
| Гибридный преамп | |
| Преамп на микросхемах | |
| Преамп на микросхемах | |
| Преамп на микросхемах | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Гибридный (транзисторы, микросхемы) гитарный усилитель | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Транзисторный оконечный каскад | |
| Оконечный каскад | |
| Гибридный (микросхемы, транзисторы) предварительный усилитель | |
| Ламповый (7 ламп) мощный двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (8 ламп) мощный двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (8 ламп) двухканальный двухтактный мощный комбик | |
| Ламповый (8 ламп) двухканальный двухтактный мощный комбик | |
| Ламповый (7 ламп) мощный двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (7 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) мощный двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (7 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (2 лампы) преамп | |
| Ламповый (2 лампы) преамп | |
| Ламповый (2 шт.) предварительный усилитель | |
| Простой комбик на микросхеме KIA 6213 | |
| Ламповый (5 ламп) двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (5 ламп) одноканальный мощный двухтактный усилитель | |
| Ламповый (3 лампы) выходной каскад | |
| Дисторшн на ОУ | |
| Ламповый (7 ламп) мощный двухканальный двухтактный комбик | |
| Ламповый (7 ламп) двуканальный мощный двухтактный комбик | |
| Оконечный каскад на транзисторах | |
| Гибридный (Лампы, транзисторы, микросхемы) преамп | |
| Гибридный (Лампы, транзисторы, микросхемы) преамп | |
| Транзисторный оконечный каскад | |
| Гибридный (лампы, транзисторы, микросхемы) предварительный каскад | |
| Эффект от Маршал на ОУ |
25-ваттный бестрансформаторный ламповый усилитель на 6С33С (OTL)
Если вы потратили круглую сумму на 5 метров экзотического колоночного кабеля, Вы задумывались о пятистах метрах провода в выходных трансформаторах вашего лампового усилителя?
Выходные трансформаторы – это дорогие компоненты со сложной намоткой, чтобы работать должным образом на высоких частотах. Они являются главными виновниками мягкого баса в ламповых усилителях. Основными причинами этого являются перенасыщение магнитопровода на низких частотах. Кроме того, из-за сопротивления обмотки теряется около 10% выходной мощности. Альтернативой является бестрансформаторный выход – OTL (output transformer Less).
Принцип работы
Описываемая OTL схема предлагает несколько решений. Во-первых, в целях защиты динамиков в случае неисправности ей необходимо естественное ограничение тока без использования вспомогательных цепей защиты. Во-вторых, проблема в том, как реализовать симметричный выходной каскад, когда лампы не имеют NPN и PNP структуры как транзисторы.
Одним из вариантов был цирклотрон «circlotron», изобретенный Сесил Холлом в 1951 году, но, который, однако, препятствует использованию естественного ограничения тока и вынуждает использовать очень сложную конфигурацию блока питания. Вместо этого, была разработана схема с некомплементарным выходным каскадом с использованием комбинированной местной обратной связи. Была достигнута хорошая симметрия и низкий уровень гармоник, что было подтверждено в последующих измерений. Такая конфигурация имеет больше общего со схемой Futterman, за исключением того, что пара пентодов используется для драйверного каскада вместо разделителя фазы. Пентоды по сравнению с триодами смогли обеспечить достаточный ток и усиление.
Общей целью проекта было иметь простую схему, как можно с минимальным количеством компонентов на пути сигнала, а также двухтактный принцип работы. Двухтактный каскад не только уменьшает гармонические искажения, но и обеспечивает значительное уменьшение пульсаций питания. Получилась стабильная, надежная конструкция, которая не нуждается в постоянной регулировке. Для этого включена цепь обратной связи постоянного тока, которая после первоначальной настройки держит напряжение смещения в пределах 20 мВ. Последующая корректировка вряд ли потребуется в течение долгого времени, даже после замены ламп.
Я знаю, что обратная связь – спорный вопрос и многие считают, что, в конечном счете, она должна быть нулевой. Тем не менее, нулевая обратная связь в этой конструкции может привести к звуковым шумам и выходному сопротивлению 8Ω, которое может серьезно повлиять на тональный баланс большинства акустических систем. Поэтому было решено применить глубину обратной связи 26дБ, которая является обычной для большинства классических схем ламповых усилителей и понижает выходное сопротивление до 0.4Ω для хорошо контроля баса. Тем не менее, преимущество самодельного усилителя (англ. DIY, D.I.Y.; ди ай уай, от англ. Do It Yourself — «сделай это сам») является то, что вы можете настроить обратную связь в соответствии с вашим собственным вкусом. Простейший способ уменьшить обратную связь до 11 дБ – это убрать конденсаторы связи между первой и второй ступенями.
Наконец, для того, чтобы «раскачать» нормальную акустику было решено, что нужна мощность не менее 20 Вт. Очевидный выбор ламп выпал на Российский 6C33C триод, потому что одна пара может выдать 2,5А тока на 8-омную нагрузку при умеренном питании 150V. Это позволяет получить 25W на 8Ω нагрузки или 40 Вт на нагрузке 16Ω. Если вы можете увеличить нагрузку с 40 до 100Ω, то вы можете легко получить 50 Вт мощности в классе А. Измерения показали, что искажение с включенной обратной связью были меньше, чем у генератора сигналов. Это дало 0,14% THD при 2W с 8Ω нагрузкой без обратной связи, или 0,007% 26дБ с обратной связью.
Конструкция и детали.
Сигнал с входного гнезда SK1 подается на сетку лампы V1A через регулятор громкости RV1, C1 и R1. Включение обратной связи обеспечивается резисторами R1 и R3, которые смешивают сигнал выхода и входа. Глубина обратной связи составляет около 29 и может быть изменена отношением R3/R1. Другими словами, при входном напряжении 500 мВ получаем 25 Вт на 8Ω нагрузке. Когда RV1 установлен на максимум, входное сопротивление составляет около 26к (RV1 параллельно с R1). Конденсатор C1 используется для максимальной обратной связи по постоянному напряжению. При отсутствии смещения, на сетке V1A присутствует тот же потенциал , что и на V1b через R4. Тем не менее, небольшая разность напряжений на катодах каждой лампы, из-за неидеальной схожести, может привести к напряжению на управляющей сетке V1A. Это сразу же отображается на нагрузке в виде постоянного напряжения, потому что 100% обратная связь по постоянном току, через R3, сохраняет входное и выходное напряжения равными. Триммером RV2 можно добиться нулевого смещения на выходе.
Неоновая лампа Н1 служит для ограничения напряжения подогреватель-катод на обеих половинах V1 до 65 В во время прогрева. Она не светится при нормальной работе. Симметричные выходы входного каскада соединены с управляющими сетками V2 и V3 конденсаторами C3 и C4. Существуют также частичные связи постоянного тока через сопротивления R8 и R9. Драйверный каскад образуют лампы V2 и V3 и связанные с ними компоненты. Выходы этого каскада напрямую связаны с сетками V4 и V5, которые образуют выходной каскад. Триммер RV3 позволяет скорректировать напряжения на сетках V4 и V5, тем самым установить ток выходного каскада. Выбор тока покоя предполагает компромисс между сроком жизни ламп и искажениями.
В теории, можно увеличить ток покоя выходных ламп максимально до 400 мА, после чего их аноды будут рассеивать 60 Вт. Это даст низкие искажения, но резко снизит срок службы. Тем не менее, можно добиться гораздо более длительного срока трубки с более низким током покоя, скажем, 200 мА. Это также уменьшит количество тепла, вырабатываемого усилителем! В драйвере были выбраны пентоды, потому что они могут прокачать большее напряжение, чем триоды, а также потому, что они обладают лучшими токовыми характеристиками. Последнее обеспечивает симметрию в выходном каскаде. Еще одним преимуществом пентода является фактическое отсутствие эффекта Миллера, емкости между анодом и управляющей сеткой, в связи с наличием экранной сетки. Это увеличивает пропускную способность каскада и устраняет необходимость в компенсации частотных составляющих для того, чтобы усилитель оставался стабильным, когда применяется обратная связь. Единственным недостатком является то, что они производят чуть больше гармонических искажений нечетного порядка, чем триоды. Тем не менее, EF86 (советский аналог 6Ж32П) были разработаны для аудио. EF86 был очень успешно использован в драйвере знаменитого усилителя Quad II.
V4 является катодным повторителем. Это означает 100% отрицательную связь между катодом и сеткой, в результате имеем единичное усиление и снижение выходного импеданса.
V5 является анодным повторителем и для того, чтобы иметь тот же коэффициент усиления и выходное сопротивление, как V4, он должен иметь 100% отрицательную обратную связь между анодом и сеткой. Это достигается с помощью драйвера тока, который, по определению, имеет очень высокое сопротивление источника, что не ослабляет обратную связь, которая образована через R13. Хотя постоянное напряжение на анодах V2 и V3 отличается, это действительно не оказывает большого значения на режимы работы пентодов.
R15 обеспечивает привязку управляющей сетки V1A к общему проводу во время разогрева усилителя, в случае отсутствия подключенных громкоговорителей.
Газоразрядный предохранитель N2 гарантирует, что выходное напряжение остается в пределах безопасных значений при любых условиях. Если выходное напряжение превышает 90 В, он срабатывает, понижая тем самым выходное напряжение до безопасного.
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ
Хотя блок питания достаточно обычный и мало нуждается в описании, есть несколько моментов, которые нужно отметить: в случае неисправности, заставив защелку выходной каскад либо вверх или вниз, R33 предоставляет средства ограничения тока через выходную стадию и громкоговоритель. Если его значение было слишком малым, трубка вывода или громкоговорителя или оба могут быть повреждены. Если его значение было слишком высоким, небольшое напряжение смещения через громкоговоритель может вызвать значительный дисбаланс в напряжение питания HT2 и HT4. Предохранители FS1 и FS2, сработают в маловероятном случае, если обе лампы драйверного каскада, V2 и V3, не работают (или не подключены), тем самым вызывая чрезмерный ток через обе лампы выхода V4 и V5. В теории, только один предохранитель необходим, но здесь два включены для того, чтобы на любые неполадки они реагировали симметрично.
Улучшение этой конструкции возможно, если для нагревателей V1 использовать постоянный ток и включить схему таймера задержки, чтобы напряжение HT2 HT4 подавалось только тогда, когда все лампы уже разогреты.
Выбор сглаживающих конденсаторов C8-C15 важен, потому как они определенно находятся на пути прохождения сигнала между выходными лампами и громкоговорителем, и поэтому должны быть хорошего качества. Они должны быть свободны от внутренних вибрации, а это значит, что они не должны «петь». Во многих точках во время прогрева есть потенциально высокое напряжение, поэтому резисторы должны иметь соответствующую мощность.
2-х ватные резисторы могут выдерживать 500 В постоянного напряжения. Кроме того, они хорошо звучат, и обладают низким тепловым шумом 1 мкВ / V и низким температурным коэффициент 50 ppm / ° C. Вы можете заметить из фото 2, что монтаж немного тесноват, поэтому рекомендуется использовать большее шасси, чем 12 «× 9″ × 3 » которое было использовано. Усилитель производит довольно много тепла, и в идеале лампы должны иметь больше пространства вокруг себя для циркуляции воздуха. Также должна быть хорошая вентиляция под шасси.
Включение и наладка усилителя
Перед первым включением убедитесь, что Триммер RV2 находится примерно в среднем положении
и что RV3 установлен на минимальное сопротивление.
Вращая RV3, увеличиваем ток покоя с нуля до желаемой величины (автор поставил его на 200 мА), контролируем его амперметром M1. Во время нормальной работы M1 едва дергается, это не индикатор уровня! Тем не менее, отрадно иметь его на лицевой панели как раннее предупреждение на случай, если что-то пойдет не так.
После 20 минут прогрева подкорректируйте RV3 в случае необходимости. Затем подключите милливольтметр к выходным терминалам и настройте RV2 для получения нулевого значения. Всегда это нужно делать с выкрученной громкостью до минимума или при замкнутом входном разъеме.
Когда усилитель работает, никогда не включайте его сразу же после выключения, есть вероятность сжечь предохранители.
Использованные источники
1. C. T. Hall, “Parallel Opposed Power Amplifiers”
US Patent 2,705,265, June 7, 1951.
2. J. Futterman, “A Practical Commercial Output
Transformer-less Amplifier,” J. Audio Eng.
Soc., (1956 October).
3. Circlotron history page http://circlotron.
tripod.com/.
Список необходимых компонентов показан в таблице.
C1, C2………………Capacitor, 1μF 450V polypropylene Ansar
C3, C4………………Capacitor, 0.1μF 630V polypropylene
Ansar
C5…………………….Capacitor, 10μF 250V electrolytic
C6, C7, C18……….Capacitor, 100μF 250V electrolytic
C8, C9, C10-15….Capacitor, 6800μF 63V electrolytic Elna
“tonerex” or Samwha “for audio”
C16, C17, C19……Capacitor, 100μF 500V electrolytic
D1, D2, D3, D4…Diode (fast recovery), FR605G 6A 600V
D5, D6……………..Diode, 1N4006 1A 800V
FS1, FS2…………..Fuse and holder, 3.15A 20mm
M1……………………Ammeter, 0-1A DC
N1……………………Neon lamp, wire ended, T2
N2……………………..Gas discharge tube (GDT), 90V DC sparkover
N3……………………Neon indicator, panel mounted
PL1…………………..Plug, IEC chassis
R1, R2………………Resistor, 34k 0.1% 0.25W precision metal
film Welwyn
R3, R4……………..Resistor, 1M 0.1% 0.25W precision metal
film Welwyn
R5, R6……………..Resistor, 100k 0.1% 0.25W precision
metal film Welwyn
R7…………………….Resistor, 470k 1% 2W 500V metal film
Maplin
R8, R9……………..Resistor, 4M7 5% 0.5W 3.5kV metal film
Vishay (match pairs to within 1%)
R10, R11…………..Resistor, 1M 1% 2W 500V metal film
Maplin
R12, R13, R15…..Resistor, 100k 1% 2W 500V metal film
Maplin
R14…………………..Resistor, 15k 5% 0.5W metal film
R16…………………..Resistor, 10k 5% 0.5W carbon film
R17-20………………Resistor, 47R 5% 0.5W carbon film
R21, R22…………..Resistor, 1k 5% 0.5W carbon film
R23-30……………..Resistor, 10k 5% 0.5W carbon film
R31, R32…………..Resistor, 1k 5% 1W carbon film
R33………………….Resistor, 1k 5% 10W wire wound
Welwyn
RV1…………………..Resistor, variable 100k
RV2…………………..Resistor, trimmer 1k 20-turn 1W cermet
Spectrol + 32mm panel mount adaptor
RV3…………………..Resistor, trimmer 10k 20-turn 1W cermet
Spectrol + 32mm panel mount adaptor
S1…………………….Switch, double pole single throw 250V
AC 5A
SK1………………….Socket, phono
SK2………………….Terminals (shrouded) to suit loudspeaker
cable
T1…………………….Mains transformer, 6V + 6V 15VA
T2…………………….Mains transformer, 12V + 12V 225VA
T3…………………….Mains transformer, 120V + 120V 625VA
V1…………………….Tube, ECC83 + B9A socket
V2, V3………………Tube, EF86 (matched pair) + B9A socket
V4, V5………………Tube, 6C33C (matched pair) + socket
Chelmer
Chassis…………….Steel, 17″ × 10″ × 3″ Hammond
audioXpress February 2010 Тим Меллоу
Схема БП с уменьшенным числом конденсаторов.
6С33С-В Светлана Параметры и характеристики
Схема лампового усилителя 20-35 Вт » S-Led.Ru
Высокая верность воспроизведения ламповых усилителей мощности звуковых частот до сих пор привлекает к ним внимание любителей высококачественного воспроизведения звука, как у нас в стране, так и зарубежом.
Ниже приводится описание варианта лампового усилителя. Усилитель позволяет получать на выходе мощность 20-35 Вт. Отличительной чертой усилителя является использование четырех популярных ламп EL 84 (6П14П) в оконечном каскаде, что дает следующие преимущества:
— величина анодного напряжения относительно невелика (300В). Это упрощает подбор силового трансформатора и электролитических конденсаторов фильтра;
— при работе оконечного каскада в режиме класса AB1 управляющее напряжение невелико и, поэтому, для возбуждения оконечного каскада можно использовать обычный фазовращающий каскад;
— оптимальное рабочее сопротивление между анодами оконечных ламп имеет величину 4000 Ом, что упрощает конструкцию выходного трансформатора и применение глубокой обратной связи до 25 дБ.
Отметим, также, что класс усиления АВ1 хорош тем, что не приводит к искажениям при малых и средних амплитудах, весьма неприятных в случае работы оконечной ступени в режиме класса В.
Отрицательное смещение сеток ламп оконечного каскада получено от отдельной схемы выпрямителя, позволяя выставить начальную точку работы ламп потенциометром R12, а так же симметрировать противоположные плечи каскада потенциометром R13. Блок питания может быть размещен как на одном шасси с усилителем, так и расположен отдельно.
При анодном напряжении 250В возможно получение выходной мощности до 20 Вт при максимальном токе потребления тока 180 mА. Если применить блок выпрямителя на 300В и ток 250mA с малым внутренним сопротивлением, таким чтобы напряжение не убывало при изменении анодного тока от 160 до 230 mА, то можно получить выходную мощность порядка 35 Вт. Сглаживающий фильтр можно улучшить, используя дроссель и добавив еще один электролитический конденсатор. Отрицательное напряжение может быть получено от отдельной обмотки силового трансформатора напряжением 25 В при токе 5 mА, либо от отдельного трансформатора.
Качество работы усилителя, в основном, зависит от выходного трансформатора. Он должен быть хорошо изготовлен (выполнен в виде секций, симметрично намотан, с достаточным сечением сердечника) и при большой индуктивности первичной обмотки иметь малую величину индуктивности рассеяния.
В качестве выходного был использован трансформатор Hammond 1608, однако, в связи с трудностью его приобретения, можно для самостоятельного изготовления рекомендовать следующую конструкцию выходного трансформатора.
Магнитопровод сечением 18 см2, схема намотки показана на рис. 2 каждая секция первичной обмотки п5…п10 содержит по 335 витков ПЭВ 0,3…0,38, а каждая секция вторичной обмотки п1 …п4 — по 77 витков ПЭВ 0,55… 0,7. Желательно использовать провод большего сечения, однако, его величина выбирается из возможности размещения обмоток в окне трансформатора.
Технические данные хорошо выполненного усилителя следующие:
— выходная мощность 20 Вт при КНИ — выходная мощность 35 Вт длительно, при КНИ — полоса частот 20.. .50000 Гц;
— величина входного сигнала около 1 В зависит от глубины выбранной отрицательной обратной связи. При меньшем входном напряжении необходим предварительный усилитель напряжения, например, аналогичный описанному в J1.1 на лампах ЕСС83 (6Н2П).
Оптимальные режимы работы ламп оконечного каскада : анодное напряжение 300 В, анодный ток покоя 36 mА для одной лампы, максимальная величина анодного тока при наибольшей постоянно отдаваемой мощности 46 mА, наибольшая величина тока экранирующей сетки, при работе, 11 mА.
В случае, если не используется полная выходная мощность, можно уменьшить величину анодного тока до 30…25 mА на одну лампу.
Рисунок 2
Рекомендации по проектированию
Рекомендации по проектированию| Elliott Sound Products | Клапан (вакуумная трубка) Конструкция усилителя |
Авторские права © 2009 — Род Эллиотт (ESP)
Страница опубликована 26 ноября 2009 г.
Основной индекс Индекс клапанов
Содержание
1 — Введение
При разработке аудиоусилителя необходимо учитывать множество факторов.Самым первым из них является желаемая выходная мощность, поскольку она определяет многое из всего, что будет дальше. В приведенных здесь примерах мы остановимся на довольно скромных выходных мощностях от 5 до 30 Вт, потому что это дает нам широкий выбор топологий, которые можно использовать. В период расцвета этих дизайнов (DIY-версии были очень популярны в 1940-х и 50-х годах) стремление к показателям искажения менее 1% было необычным, потому что этого было довольно трудно достичь. Несколько дизайнов стали классикой своего времени, одним из самых почитаемых стал дизайн Д.Т. Williamson, впервые опубликованный журналом Wireless World в 1947 году. Даже сегодня конструкция Williamson остается заслуживающей доверия, но получение выходного трансформатора с очень высокими требованиями было бы практически невозможным и / или чрезмерно дорогим.
Поскольку триоды более линейны, чем пентоды или лучевые тетроды, они будут выбором для выходных ламп. Несмотря на гораздо более низкую эффективность триодов, они являются хорошим выбором для маломощных усилителей, поскольку они имеют относительно низкие искажения и в целом также показывают более низкое сопротивление пластины, чем пентоды.Низкое сопротивление пластины означает немного лучший «коэффициент демпфирования» для динамика, а выходное сопротивление менее 2 Ом было довольно распространенным явлением. Поскольку требования к мощности невысоки, у нас также есть широкий выбор подходящих клапанов, поскольку мы можем управлять пентодами с триодным соединением (когда экран подключается непосредственно к пластине).
Похоже, у этой схемы нет серьезных недостатков, и она использовалась некоторыми из лучших усилителей ламповой эры. Клапан во всех отношениях ведет себя как триод, поэтому его можно использовать точно так же, как «настоящий» триод.Некоторые могут оспаривать это, но нет никаких доказательств, подтверждающих какое-либо утверждение о «ухудшении звука» в результате использования тетродов или пентодов в качестве триодов.
Обратите внимание, что в всех случаях любой анализ ограничен линейной рабочей областью без ограничения. Когда любой усилитель работает за пределами своей линейной области, выходные устройства действуют как неидеальные переключатели, просто подключают нагрузку к переменным полярностям в соответствии с входящим сигналом. Традиционные методы проектирования и анализа больше не применимы к коммутационным схемам.
Усилители звуковой частоты берут свое начало в телефонной системе. До появления первого усилительного устройства (Audion Ли Де Фореста) в 1906 году не было возможности компенсировать потери при передаче по очень длинным телефонным линиям, поэтому пользователю телефона часто было трудно слышать собеседника. . Клапаны изменили это навсегда, но ранние клапаны сами по себе имели низкий коэффициент усиления и были дорогими. Ситуация изменилась после Первой мировой войны (1914-1918 гг.), Когда было обнаружено (доктором Ирвингом Ленгмюром из General Electric), что клапан имеет более высокий коэффициент усиления и большую линейность, если он работает как настоящая вакуумная лампа (Де Форест полагал, что некоторые газ был нужен для работы его Аудиона)… Audion — сокращение от Audio и Ion.
Хотя ограниченная (и преимущественно азбука Морзе) радиопередачи были обычным явлением с начала века, звук в том виде, в каком мы его знаем, начался в 1920 году, когда первая радиостанция AM (KDKA в Питтсбурге, штат Пенсильвания) была подключена к сети для немногих крошечных людей. у которых были «беспроводные» приемники — предположительно в ожидании этого знаменательного события. Насколько я смог найти, все ранние усилители модулятора AM-передатчика были двухтактными, в основном работающими в классе B (или близком к нему) для максимальной эффективности.Самый мощный из них использовался радиостанцией WLW и имел мощность 350 кВт!
Следует также помнить, что на заре развития беспроводной связи, кино и усиленной музыки выбор микрофонов был также очень ограничен. Одним из наиболее распространенных (особенно в самые ранние годы) был угольный микрофон, очень любимый телефонной системой из-за его значительного усиления. Конденсаторные микрофоны стали доступны в конце 20-х годов, но были громоздкими и дорогими. Динамический микрофон (один из самых популярных на сегодняшний день) появился только в 1931 году — тогда же, когда стали доступны ленточные микрофоны.Оба были бы намного дороже угольных микрофонов.
Другим популярным типом был «кристаллический» (пьезоэлектрический) микрофон, который поступил в продажу примерно в 1930 году. Они также понравились, потому что у них был высокий выходной уровень. И кристаллический, и углеродный микрофоны звучат ужасно по сегодняшним меркам, но нас заставляют верить, что усилители той же эпохи — это «волшебство»? Я так не думаю. Возможно, тем, кто настаивает на использовании усилителей старой технологии, следует также настоять на том, чтобы записи SACD, которые они слушают, были записаны с помощью микрофонов с углеродными гранулами..
Стоит отметить, что «Руководство разработчика радиотронов» определяет «нежелательные искажения» для музыки на уровне около 2,5% для триодов и 2% для пентодов. Эти цифры являются результатом серии тестов, проведенных в специально спроектированной комнате для прослушивания с различной полосой пропускания, но нас интересует только полная полоса пропускания … протестированная в то время на 15000 c / s (Hz). «Допустимое» искажение было определено как искажение, которое можно было бы ожидать от коммерческого вещания низкого качества, и было определено как 1.8% для триодов и 1,35% для пентодов. В то время было определено, что искажение ниже 0,5% ниже уровня восприятия для триодов или пентодов. В наши дни обычно считается, что искажения не должны превышать 0,1% (желательно намного меньше) — легкая задача для транзисторных усилителей, но все же проблема для ламп.
Интересно, что в 1965 году Дж. А. Маккалоу написал, что в будущем потребуются новые типы клапанов, потому что ни одна из существующих моделей не была достаточно линейной для предполагаемого тогда использования клапанов во все более сложных системах.В первую очередь использовались клапаны связи (передатчики и т. Д.), Но те же проблемы преследовали и аудиосистемы. В самом деле, так оно и есть, поскольку «новые улучшенные» клапаны так и не были реализованы в звуковых приложениях. В 1965 году транзисторы были уже прочно закреплены, и очень мало ламповых усилителей для Hi-Fi производилось вообще. Линейность остается самой большой проблемой, которую необходимо преодолеть при создании лампового усилителя, отвечающего ожидаемым стандартам сегодняшнего дня.
В вакуумных лампах используется стеклянная оболочка с металлическими частями внутри, и для многих это намного лучше, чем использование транзисторов.Стекло на удивление простое. Основа — мелкоизмельченный кварцевый песок (диоксид кремния), а также некоторые другие вещества (карбонат натрия и карбонат кальция), смешанные вместе и расплавленные при температуре более 1400 ° C. Учитывая, что основной ингредиент (диоксид кремния) также является основой кремния, используемого в транзисторах, возможно, они не так далеки друг от друга, как можно было бы подумать. Транзисторы обычно также имеют три вывода, соединенных с их тремя внутренними электродами, так что в этом смысле транзистор также является триодом. Сомневаюсь, что это кого-то убедит, но надо было где-то включить.
2 — Топология
Традиционно усилители проектируются от динамика назад. Это особенно актуально в эпоху клапанов, так же верно и сегодня. После определения требований к мощности на основе желаемого звукового давления и чувствительности динамика выбор наиболее подходящего выходного каскада указывается требуемой выходной мощностью. От выходного каскада мы возвращаемся к источнику. Надеюсь, в конце процесса у нас все будет в порядке. Сейчас это проще, чем раньше, потому что мы знаем выходной уровень большинства источников в разумных пределах, но в ранних системах вообще не было стандартизации.Если необходимая мощность мала и мы не ожидаем высокой точности воспроизведения, мы можем рассмотреть самый простой из всех конструкций … несимметричный выходной каскад.
Когда в наши дни люди думают о триодных усилителях, первое, что приходит на ум, — это SET — Single Ended Triode. Это имеет преимущество (кажущуюся) крайнюю простоту, но во многих отношениях это также его недостаток. Исторически сложилось так, что срок службы усилителя SET был недолгим. Из-за множества недостатков (очень низкий КПД, выходной трансформатор гораздо большего размера, чем двухтактные конструкции, высокие искажения и т. Д.)) Насколько я смог определить из доступной исторической документации, усилители SET были никогда не были популярными , за исключением приложений с низким уровнем мощности и низким энергопотреблением. Двухтактные усилители использовались для самых серьезных приложений. Нынешнее увлечение SET — если его можно так назвать, основанное на относительно небольшом количестве (довольно шумных) пользователей — началось в 1970-х годах и, похоже, зародилось в Японии … родине многих других очень причудливых аудиофильских причуд.
Чтобы понять причины многих проблем с усилителями SET, нам необходимо изучить требования к любому несимметричному усилителю.С помощью графиков нагрузки клапана сравнительно легко определить, какие максимальные требования к напряжению и току будут для данной мощности. Из-за низкого КПД выходной клапан должен быть значительно больше, чем ожидалось, а для заметной выходной мощности (около 10 Вт в данном случае) напряжение или ток пластины должны быть выше, чем нам хотелось бы. Это может добавить дополнительные сложности, отчасти потому, что подходящие крышки фильтра не были доступны для требуемого напряжения, и даже сейчас их может быть трудно найти.Рассеяние силового клапана на максимуме при отсутствии сигнала, поэтому оставлять усилители включенными, когда они не используются, — это, очевидно, плохая идея.
Поскольку электроника — это, в конечном счете, искусство компромисса, нам, возможно, придется снизить наши ожидания в отношении выходной мощности для любой конструкции SET. Клапаны, которые могут производить необходимую мощность, существуют, но они относительно дороги и далеко не так прочны, как их оригинальные версии. Это может привести к ненадежности или, что еще хуже, к полному отказу, который может нанести дополнительный ущерб. Эти усилители также совершенно нетерпимы к работе (случайно или случайно) без подключенной нагрузки динамика.Хотя это можно смягчить — по крайней мере, до некоторой степени — с помощью отрицательной обратной связи, некоторые считают обратную связь «плохой», и ее следует избегать.
Второе соображение — выходной трансформатор. Есть одна вещь, которую все трансформаторы действительно ненавидят, — это наличие (однополярного) постоянного тока, протекающего в обмотках. Постоянный ток смещает средний поток от нуля и перемещает его вверх по кривой BH ближе к пределу насыщения. Поскольку сталь, используемая в трансформаторах, имеет очень высокую проницаемость (способность «проводить» магнитный поток), даже небольшое количество постоянного тока может привести к тому, что сердечник окажется настолько близким к насыщению, что станет непригодным для использования.
Стандартное решение для этого — создать воздушный зазор, хотя на самом деле это не воздух — обычно это слои пластика или бумаги. Это необходимо для уменьшения эффективной проницаемости, тем самым смещая рабочую точку дальше по кривой BH и от предела насыщения. Обратной стороной этого является то, что при уменьшении проницаемости уменьшается индуктивность. Чтобы получить достаточную индуктивность, необходимо использовать сердечник большего размера и большее количество витков. Воздушный зазор имеет еще один нежелательный эффект — он увеличивает индуктивность рассеяния трансформатора и ограничивает высокочастотный отклик.Необходимость использовать большее количество витков увеличивает сопротивление (что вызывает дополнительные потери), а также еще больше увеличивает индуктивность рассеяния.
На рис. 1 показана зависимость магнитного потока от силы намагничивания (создаваемой током в первичной обмотке) для типичного сердечника. Как видите, площадь, разрешенная для одностороннего использования, очень ограничена. Поскольку сила намагничивания не может стать отрицательной, доступна только половина кривой BH, и когда клапан включается для увеличения тока, предел насыщения может быть достигнут очень легко, особенно на низких частотах.Общая площадь, которую можно использовать для любого усилителя SE, заштрихована серым. Другой квадрант просто недоступен (обратите внимание, что конкретный квадрант произвольный и зависит от направления тока и обмоток — принцип не меняется).
Рисунок 1 — Типичная кривая BH для материала магнитного сердечника
Как прямой результат, трансформатор больше, тяжелее, имеет худшую ВЧ-характеристику, более высокие потери и более дорогой, чем трансформатор той же мощности с двухтактным усилителем.Чтобы усугубить травму, он по-прежнему не может работать так хорошо, как мог бы, обычно имея более высокие искажения, поскольку пики формы волны приближают ядро к пределу насыщения на низких частотах. Относительно низкая индуктивность означает, что низкочастотная характеристика также хуже, чем могла бы быть в противном случае. Эти вопросы нетривиальны — они все вносят свой вклад в трансформатор с неоптимальными характеристиками.
Я твердо придерживаюсь мнения, что если кто-то действительно думает, что SET является «оптимальным» усилителем, то силовой трансформатор должен работать с полуволновым выпрямителем.Это гарантирует, что оба трансформатора будут иметь постоянный ток в сердечнике. Если наличие постоянного тока в ядре звучит «лучше» для звука, то полуволновой выпрямитель должен создавать постоянный ток, который также звучит «лучше». Конечно, это глупая идея, но на самом деле она не более глупая, чем сама идея усилителей SET. Неоптимальная топология клапана, управляющая громкоговорителем через наихудшую конструкцию трансформатора, не является моим представлением о Hi-Fi.
Рисунок 2 — Выходной каскад на несимметричном триоде (типовой)
Одна из вещей, которые, кажется, действительно нравятся людям, — это (кажущаяся) простота усилителей SET.Однако на самом деле они совсем не просты и имеют больше компромиссов на квадратный метр, чем любой другой дизайн. На приведенной выше диаграмме показан типичный дизайн. Это действительно выглядит очень просто, особенно если учесть, что это полноценный усилитель мощности. Однако найти компромиссы, необходимые для выходного трансформатора, определить правильные витки, соотношение импедансов и, что наиболее важно, воздушный зазор, а затем согласовать их с подходящим выходным клапаном, совсем не просто.Становится проще, если вас устраивает любая выходная мощность, которую вы можете получить (независимо от того, насколько она может быть низкой), но это необычный способ выбрать дизайн для любого усилителя. Обратите внимание, что рисунок 2 носит чисто теоретический характер, и его не следует рассматривать как рабочую схему — он предназначен для иллюстративных целей.
Также необходим блок питания, а это значительно увеличивает стоимость. Трансформаторы и подходящий фильтрующий дроссель для источника питания сами по себе составят кругленькую сумму денег.Поскольку у несимметричного каскада очень плохое подавление гула, фильтрация имеет решающее значение. Требуется гораздо большая емкость, чем у эквивалентной двухтактной конструкции, и желательно использовать фильтры на входе дросселей для устранения как можно большей пульсации питания. Кроме того, есть проблема — заполучить клапаны, которые не разрушатся в течение первых нескольких недель. Естественно, вы можете просто купить уже готовый усилитель — правда, цены часто зашкаливают, учитывая то, что вы получаете за свои деньги.
Существует мнение, что только простой усилитель может справиться со сложной музыкой.Я даже не буду пытаться опровергнуть эту чушь, кроме как сказать, что это совершенно бессмысленно, бессмысленно и просто неправильно! Известно, что Эйнштейн сказал: «Все должно быть как можно проще … но не проще». Усилители SET намного проще, чем требуется для их правильной работы, поэтому они нарушают этот принцип.
3 — Альтернативные схемы
Учитывая ограничения, неудивительно, что инженеры быстро решили, что несимметричные конструкции , а не , являются способом создания усилителя, рассчитанного на мощность более 1 или 2 Вт.Слишком много компромиссов и гораздо большие затраты, чем необходимо для очень скромной выходной мощности, которую можно было получить.
Первая возможность, которая приходит на ум, — это добавить к трансформатору вторую обмотку и пропустить через нее точно такой же постоянный ток, но с противоположной полярностью. Это отменяет статическое магнитное поле, поэтому трансформатор работает с нулевым магнитным потоком при отсутствии сигнала. Это позволяет активной обмотке модулировать поток выше и ниже центральной линии кривой BH, давая гораздо больший размах напряжения и тока перед насыщением.Теперь можно устранить воздушный зазор, уменьшить размер сердечника трансформатора, увеличить индуктивность на и . В качестве дополнительного бонуса противоположная полярность пульсации постоянного тока в каждой обмотке может практически устранить слышимый гул. Это может упростить блок питания для достижения той же производительности.
Может показаться, что это беспроигрышная ситуация, но как протянуть ток через вспомогательную обмотку с высоким импедансом и обеспечить точное отслеживание основной (звуковой) обмотки? Очевидный ответ — использовать в качестве источника тока второй клапан, который должен быть того же типа, что и основной клапан.Проблема постоянного тока решена, поэтому трансформатор оптимизирован с точки зрения индуктивности, количества витков и размера сердечника. К сожалению, теперь у нас есть второй клапан и вспомогательная обмотка, которые ничего не делают для аудиосигнала, но потребляют энергию, что еще больше снижает общую эффективность.
Очевидный ответ прямо здесь … не просто используйте второй клапан в качестве пассивного источника тока, но управляйте им с противоположной полярностью от сигнала, используемого для усилительного клапана (активный источник тока ).Теперь у нас есть два усилительных клапана, работающих в двухтактном режиме. Вскоре было обнаружено, что у этого есть еще одно преимущество — устраняется искажение второй гармоники (которое может легко достигать 5% и более). Поскольку два клапана работают с противоположной полярностью, все, что является общим для обоих клапанов (в данном случае пульсация питания постоянного тока (гул) и искажение второй гармоники), практически исчезает — если, конечно, клапаны точно согласованы.
Рисунок 3 — Балансировка тока и сравнение двухтактной
Схема балансировки тока, показанная на рисунке 3, удаляет постоянную составляющую из трансформатора, поэтому воздушный зазор может быть удален.Это дает более высокую индуктивность для того же сердечника, уменьшенную индуктивность рассеяния (которая вызывает преждевременный спад высоких частот) и гораздо больший размах напряжения перед насыщением сердечника трансформатора. Совершенно очевидно, что переход на двухтактный — тривиальный … вместо подключения сетки нижнего клапана к земле (через конденсатор) мы просто подаем другой управляющий сигнал с противоположной полярностью. Хотя для простоты я показал катодное смещение, это также неэффективно из-за потери напряжения на катодном резисторе (-ах).Фиксированное смещение (от отдельного отрицательного источника питания) является гораздо лучшим вариантом и значительно улучшает выходную мощность. Нижняя сторона — немного более сложный источник питания, но с учетом других упрощений, которые возможны с двухтактным каскадом, это незначительно.
Это простое изменение не только повышает эффективность, но и снижает искажения до уровней, которые не могут быть достигнуты ни с одной несимметричной конструкцией, а также обеспечивает лучшую высокочастотную характеристику. Справедливо сказать, что с этим изменением никто бы не стал жаловаться на плохое качество звука — на самом деле, как раз наоборот.Уменьшение гармонических и интермодуляционных искажений в то время повсеместно было воспринято как огромное улучшение. Многие ранние двухтактные усилители использовали трансформатор для управления выходными клапанами, который, в свою очередь, обычно приводился в действие несимметричным каскадом. Разница заключалась в том, что нагрузка на трансформатор была почти нулевой, поэтому он мог работать при очень низком токе. Если для выходных клапанов использовался отдельный источник отрицательного смещения, он обычно подавался через центральный отвод на вторичной обмотке приводного трансформатора.
Уменьшение размера, стоимости и веса трансформатора — вместе с улучшенная производительность — это просто чудо. Это было примерно так, как если бы кто-либо подошел к бесплатному обеду. Двухтактная топология обеспечивает большую мощность, меньшие искажения и большую эффективность, чем может достичь любой односторонний каскад с такими же выходными клапанами. Даже небольшие усилители PA в 1930-х годах обычно использовали триоды в двухтактном исполнении, а несимметричные конструкции относились к (очень) низкому сегменту рынка.После того, как в 1930 году был изобретен пентод (а вскоре после этого и лучевой тетрод), они стали почти универсальными для приложений «нижнего ценового диапазона». Результатом было больше мощности при меньшем напряжении привода, но искажения (и выходное сопротивление) были выше, чем у триодных каскадов. Преимущества пентодов обычно перевешивают недостатки, например, для коммерческих радиоприемников, особенно если применяется некоторая отрицательная обратная связь.
Топология push-pull дает больше преимуществ.Работа в классе A больше не требовалась, потому что один клапан мог заменять другой в точке нулевого сигнала (класс B). Общий ток на холостом ходу можно было значительно снизить, повысив эффективность и увеличив выработку мощности — и все это с точно такими же выходными клапанами. Однако это применение всегда было спорным, потому что могут быть значительные искажения в области, где один клапан сменяет другой. Это искажение очень слышно.
Традиционное решение заключалось в использовании класса AB, поэтому усилитель работает в классе A на низких уровнях, переходя в класс B, возможно, при 25% полной выходной мощности.При тщательной настройке такая компоновка может обеспечить уровни искажений почти такие же, как у класса A, но со значительно уменьшенным рассеиванием клапана и более высокой эффективностью. Существует вероятность того, что выходное сопротивление усилителя может изменяться в зависимости от уровня выходного сигнала, поскольку клапаны изменяют сопротивление своих внутренних пластин в зависимости от напряжения и тока. Поскольку я не исследовал это, я не знаю, вызывает ли это какие-либо проблемы.
На первых порах эффективность была важна не из-за каких-либо идеологических экологических проблем, а потому, что единственными доступными выпрямителями были также клапаны.Уменьшение тока через эти старые вентильные выпрямители было необходимо, потому что они сами по себе очень неэффективны. Более высокий ток просто означал более крупные и более дорогие выпрямители, а силовой трансформатор должен был быть достаточно большим, чтобы непрерывно обеспечивать мощность в режиме ожидания, включая значительные потери в выпрямителе. На этом этапе музыка и речь были основными приложениями для аудиоусилителей — идея об усилении, приводящем к резкому и непрерывному искажению (как в гитарных усилителях), просто никогда не рассматривалась, потому что она не использовалась вообще для приложений того времени. .
УсилителиValve использовались для домашних систем (но только для относительно богатых до 1940-х годов), театров (включая кинотеатры), клубов и танцевальных залов, а также в качестве усилителей модуляции для радиопередатчиков AM. Последние были, безусловно, самыми большими из когда-либо созданных, и обычно их мощность составляла несколько тысяч ватт (или, как отмечалось во введении, до 350 кВт). Подавляющее большинство всех этих усилителей были двухтактными, вплоть до использования транзисторов. В радиоприемниках Mantel, граммофонах, первых телевизорах и других (сравнительно дешевых) потребительских товарах использовались несимметричные усилители, но они почти полностью управлялись выходным каскадом на пентоде.Это давало гораздо больший коэффициент усиления, чем могли бы управлять триоды, и, хотя искажения были довольно высокими, они считались «приемлемыми». Точно так же сегодня очень немногие люди, любящие свои маленькие портативные музыкальные плееры, жалуются на качество звука записей MP3, но они ужасны по сравнению с компакт-дисками.
4 — Топологии и процесс проектирования
Если мы сначала посмотрим на основные требования к усилителю SET, кажется разумным использовать один из самых популярных клапанов для этого приложения — 300B.Фактически, мы можем использовать это для пары примеров, потому что это упростит объяснения. В 300B используется нить накала — катод с прямым нагревом. Давайте посмотрим на основные характеристики …
| Western Electric 300B (AT&T — 1950 лист данных) | ||
| Напряжение накала | 5 В (переменный или постоянный ток) | |
| Ток накала | 1,2 A | |
| Монтажное положение | Предпочтительно вертикальное | |
| Напряжение пластины | 400 В | |
| Ток пластины | 100 мА | |
| Пластинчатое рассеивание | 36 Вт | |
| Минимальное сопротивление сети | ||
| Фиксированное смещение | 50k | |
| Самостоятельное смещение | 250k | |
Выше показаны рекомендуемые и / или максимально допустимые условия эксплуатации клапана 300B.Эти значения нельзя превышать для длительного срока службы и надежности. Обратите внимание, что в некоторых таблицах данных указано максимальное рассеивание пластины равным 40 Вт, но в действительности разница незначительна.
| Типичные рабочие условия — с одним клапаном | ||
| Напряжение пластины | 300 В | 350 В |
| Напряжение сети | -61В | -74В |
| Пиковое напряжение сигнала AF | 61 В | 74 В |
| Ток пластины нулевого сигнала | 62 мА | 60 мА |
| Максимальный ток сигнала пластины | 74 мА | 77 мА |
| Крутизна | 5.3 мА / В | 5 мА / В |
| Сопротивление пластины | 740 Ом | 790 Ом |
| Сопротивление нагрузки | 3k | 4k |
| Коэффициент усиления | 3,9 | 3,9 |
| Максимальная выходная мощность | 6 Вт | 7 Вт |
| Искажения (THD) | 5% | 5% |
| Типичные рабочие условия — Push-Pull, класс A | ||
| Напряжение пластины | 300 В | 350 В |
| Напряжение сети | -61В | -67.5В |
| Пиковое напряжение сети AF | 61 В | 67,5 В |
| Ток нулевой сигнальной пластины | 2 x 50 мА | 2 x 85 мА |
| Максимальный ток сигнальной пластины | 2 x 75 мА | 2 x 100 мА |
| Сопротивление нагрузки пластина-плита | 4 кОм | 4 кОм |
| Максимальная выходная мощность | 10 Вт | 20 Вт |
| Искажения (THD) | 4.5% | 2% |
Как видно из вышеизложенного, практически все, что вам нужно, уже выложено для вас. Совершенно очевидно, что двухтактная конфигурация лучше, и только один режим работы действительно привлекателен — двухтактный с питанием 350 В. Искажения ниже, чем у других, и вы также получаете большую мощность. Односторонняя работа даст максимум 7 Вт, но с 5% искажениями это совершенно неприемлемо, если не используется значительная отрицательная обратная связь, чтобы уменьшить их до чего-то терпимого.
Основная проблема с этим клапаном очевидна сразу. Требуемый перепад напряжения в сетях вызывает серьезную озабоченность, потому что будет трудно получить требуемое размах напряжения без добавления значительных искажений. Полный размах 135 В (среднеквадратичное значение 47 В) для каждого клапана требует высокого напряжения питания для приводных клапанов. Попытка получить такой большой сигнал от катодно-связанного фазоделителя затруднена, особенно из-за низкого импеданса нагрузки (сеточные резисторы 50 кОм необходимы для фиксированного смещения).Единственная конфигурация, которая будет управлять ими удовлетворительно, — это фазоделитель, за которым следует каскад усиления для каждой сетки. Для 300B использование фиксированного смещения практически исключено, если следовать рейтингам производителя.
Так как нагрузка составляет 50 кОм, а напряжение — 50 В RMS (достаточно близко), это означает, что каскад драйвера должен быть в состоянии обеспечить 1 мА RMS в цепи выходного клапана. Цепи пластин драйверов должны работать при токе покоя от 5 мА до 10 мА, чтобы гарантировать, что выход клапана не будет чрезмерно нагружен.Напряжение на пластине должно составлять около 150 В от источника питания 300 В, поэтому рассеиваемая пластина будет до 1,5 Вт только для приводных клапанов. Конечно, если вы чувствуете себя в игре, вы можете увеличить сеточные резисторы 50 кОм до 100 кОм или более, но вы можете быть уверены, что Western Electric / AT&T не указали такое низкое значение, чтобы вас раздражать — они знали в то время, что с что-нибудь выше, клапан будет страдать от различных проблем. Худший из них — это тепловой разгон. (См. Раздел «Тепло и вибрация» в аналитической статье.) Единственная реальная альтернатива фиксированному смещению — трансформатор … но какой ценой?
До того, как фанатики SET начнут злорадствовать — требования к напряжению и питанию драйвера для однополярной версии точно такие же! Альтернативой является использование катодного (собственного) смещения, что позволяет увеличить сеточные резисторы до 220 кОм. Требуемый 61 В при 62 мА эффективно снимает 61 В с доступного источника питания, а катодный резистор должен быть чуть ниже 1 кОм. Он будет рассеивать 3,7 Вт (оптимальным будет резистор на 10 Вт).Из-за падения напряжения на резисторе напряжение питания пластины необходимо увеличить примерно до 410 В. Естественно, тот же процесс можно использовать с двухтактной версией, что значительно упростит требования к приводу. Выходная мощность обычно уменьшается при использовании катодного смещения, но это будет небольшое снижение, если напряжение на пластине увеличится для компенсации.
У 300B есть еще одна скрытая проблема, с которой мы также должны столкнуться. Помните, что в этом клапане используется нить накала, а не катод с косвенным нагревом.Если на нить накала подается постоянный ток, на нити накала возникает градиент напряжения, а это означает, что для компенсации требуется небольшая корректировка напряжения сети. Однако это второстепенное соображение — если используется катодное смещение, напряжение питания нити будет близко к +70 В по отношению к шасси, когда используется катодное смещение. Конечно, не непреодолимая, но просто еще одна неприятная проблема, с которой нужно иметь дело.
В целом, моя первая реакция — просто вычеркнуть 300В из списка.Самая большая проблема — это низкая взаимная крутизна — около 5,5 мА / В она слишком мала, чтобы быть полезной. В целом, слишком много компромиссов, и лучшие результаты могут быть получены с парой клапанов KT88 двухтактного класса A. Односторонняя работа просто бессмысленна, и далее мы не будем ее обсуждать. Для тех, кто думает, что я ошибаюсь, я приглашаю вас поискать в другом месте, потому что меня абсолютно не интересует какой-либо усилитель, который может производить такие же уровни искажений, как микрофон с угольными гранулами, и, кроме того, требует, чтобы я купил самый дорогой и самые эффективные громкоговорители, доступные только для того, чтобы слышать возникающие искажения.У меня нет никакого желания возвращаться к усилителю, который напоминает мне каминный радиоприемник AM 1950-х годов (и да, у моих родителей был такой, когда я был ребенком).
5 — Давайте разберемся
Если мы решим использовать пару KT88, подключенных как триоды, первое, что мы получим, — это более высокое значение gm (12 мА / В), большая рассеиваемая пластина и, что наиболее важно, достаточно надежное питание из-за популярности этих клапанов. Глядя на данные, можно увидеть, что таблица, подобная приведенной выше, дает нам почти все, что нам нужно знать (односторонняя операция не включена, потому что на нее слишком глупо тратить время)…
| Типичные условия эксплуатации — двухтактная, класс A | ||
| Напряжение пластины | 350 В | 422 В |
| Напряжение сети | -40 В | -50 В |
| Пиковое напряжение сети AF | 40 В | 50 В |
| Ток нулевой сигнальной пластины | 2 × 76 мА | 2 × 94 мА |
| Максимальный ток сигнальной пластины | 2 × 80 мА | 2 × 101 мА |
| Сопротивление нагрузки пластина-пластина ¹ | 4.6 кОм | 3,8 кОм |
| Максимальная выходная мощность | 17 Вт | 30 Вт |
| Искажения (THD) | 1,5% | 1,5% |
| Интермодуляционные искажения ² | 5,6% | 5,6% |
| Сопротивление катода ³ | 2 × 525 Ом | 2 × 525 Ом |
Примечания:
1 — Полное сопротивление пластина-пластина было рассчитано, так как лист данных не включал эту информацию.
2 — IMD измеряется с использованием двух входных сигналов, 50 Гц и 6000 Гц, соотношение 4: 1 3 — Отдельные катодные резисторы настоятельно рекомендуются в техническом паспорте MOV.
Даже при самом неэффективном подключении, а именно при работе триода с катодным смещением, выходная мощность фактически приближается к полезной. Искажения ниже, чем это может быть достигнуто с помощью вентилей 300B, и из-за более высокой взаимной проводимости необходимое напряжение сетевого привода уменьшается. При работе с катодным смещением при выходной мощности менее 35 Вт сеточные резисторы могут достигать 470 кОм, хотя лично меня больше устраивает что-то меньшее.Даже при уменьшении до 220k, приводной клапан выполняет гораздо более простую работу и может управлять требуемым поворотом с гораздо меньшими искажениями, чем в противном случае.
Чтобы втереть соль в раны, которые могут возникнуть у сторонников 300B, KT88 также имеет более низкую емкость от G1 до пластины (7,9 пФ), чем 300B (15 пФ), хотя эти данные, похоже, несколько изменяются в зависимости от того, чьи данные вы смотрите. в.
6 — Цепи драйвера
Как отмечалось выше, получение достаточного уровня привода для выпускных клапанов не является тривиальным делом, хотя это область, в которую мало кто изучает всерьез.Нам не только нужен значительный перепад напряжения, но и может потребоваться управление относительно низким импедансом, и все это необходимо сделать с максимально возможной линейностью. По сути, это один из самых больших недостатков клапанных схем. В то время как ограниченные уровни напряжения могут быть усилены с очень низким уровнем искажений, присущая лампам нелинейность становится реальной проблемой, когда требуются сигналы высокого уровня. Проблема намного хуже, когда ведомое сопротивление низкое.
Тема сетевого привода всегда была неприятной, и во многих справочниках старых конструкторов клапанов разделы посвящены проблемам, возникающим при попытке получить линейный приводной сигнал высокого уровня, способный управлять нагрузочным сопротивлением, создаваемым резисторами смещения сетки выходных клапанов. .Во многих случаях требовалась также возможность подачи сетевого тока на выходной каскад для максимального повышения эффективности, а это накладывало дополнительную нагрузку на каскад драйвера.
Существует множество различных подходов, от грубой силы до использования полуэкзотических схем, таких как SRPP (Series Regulated Push-Pull *). Цепь SRPP носит много разных названий (тотемный полюс, последователь Mu, усилитель Mu, каскодированный катодный повторитель и т. Д.), Но по сути является обычным общим катодным усилителем со вторым клапаном в качестве нагрузки на пластину.Этот верхний клапан, по сути, действует как источник тока и помогает линеаризовать главный усилительный клапан, хотя на самом деле его работа немного сложнее (см. SRPP Decoded). Последовательное использование клапанов имеет ряд недостатков. Во-первых, необходимо более высокое напряжение питания, чем обычно, из-за высокого напряжения насыщения вентилей в целом. Будучи устройствами с низким коэффициентом усиления, они создают довольно плохие источники тока, поэтому ожидаемого улучшения линейности может не произойти.Наконец, верхний клапан может иметь значительное напряжение между нагревателем и катодом. Поскольку многие клапаны имеют низкое максимальное напряжение (всего 90 В для 12AT7), это ограничивает максимальное напряжение на пластине усилительного клапана — часто до неприемлемо низкого значения.
Рисунок 4 — Типовая схема SRPP
Типичная схема SRPP показана выше. Это не предназначено для какого-либо клапана в частности, но демонстрирует общий принцип. Обратите внимание, что для того, чтобы схема работала должным образом, выход должен быть снят с катода верхнего клапана (V2), так как это модулирует ток в V2 по мере того, как потребляется ток нагрузки, и создает двухтактный тотемный полюс. схема.Если выходной сигнал снимается с пластины V1, V2 просто действует как (посредственный) источник тока. Выходное сопротивление может быть меньше 1 кОм, но, как и во всех схемах клапана, ток ограничен. В идеале ток, снимаемый с выхода, не должен превышать 10% номинального тока пластины.
* SRPP часто называют «двухтактным, регулируемым шунтом», но это описание просто неверно. Там , это без шунтирующего регулятора, а верхний клапан (или JFET если вы предпочитаете твердотельную версию) — это регулятор тока серии , а — не — регулятор тока шунта даже в самом дальнем углу воображения.Это практически невозможно узнать, откуда могли прийти какие-то заявления в сети, но в этом случае наиболее распространенное название схемы неверно. В оригинальном патенте (Патент США 2310342 — февраль 1943 г.), он был описан как «сбалансированный усилитель постоянного и переменного тока», а ступень «SRPP», как мы знаем, была лишь небольшой частью общей схемы. Возможно, идея схемы с шунтирующим регулированием возникла из-за неправильного прочтения патентного документа.
Вне зависимости от топологии схемы драйвера для любого лампового усилителя необходимы две вещи — высокий выходной уровень и высокая линейность.Нет смысла иметь самый линейный силовой каскад в мире, если каскад драйвера не может обеспечить сети чистой формой волны при требуемом напряжении. Конечно, это легко сделать с помощью простой транзисторной схемы, но такой подход обычно считается кощунством. Лично я считаю, что это идеальный способ получить лучшее из обоих миров для тех, кто любит ламповые усилители, но боюсь, что я в меньшинстве.
Следующий лучший способ управлять сетками выходных клапанов — использовать трансформатор.Легко получить хорошую линейность, а также очень низкий импеданс решеток клапанов, а напряжение легко повышать, так что драйверу не нужно иметь экстремальные колебания напряжения. Это также непопулярно, потому что трансформаторы для этого приложения не всегда доступны и их изготовление было бы дорогостоящим. Также существует проблема потенциальной инжекции гула от силового трансформатора. Итак, хотя драйвер-трансформатор может быть оптимальным, это, к сожалению, непрактично.
Это оставляет нам выбор подходящего клапана.Из-за необходимого колебания напряжения напряжение питания пластины должно быть выше, чем обычно, для сохранения линейности. Не так много клапанов, которые подходят в качестве драйверов — хотя существует много, много возможностей, большинство из них уже не производятся или считаются достаточно «эзотерическими», поэтому они чрезмерно дороги. Одним из кандидатов является 6DJ8 / ECC88, который нравится многим энтузиастам, и похоже, что он будет хорошо работать. Он имеет линейность выше средней, поэтому способен обеспечивать широкий диапазон напряжения без чрезмерных искажений.К сожалению, разыскиваемость означает, что подделка высока (и о них сообщалось), поэтому рекомендовать ее становится сложно.
Еще один потенциальный кандидат — это, скорее, более «пешеходный» 12AT7 — обычно используемый в гитарных усилителях, но кажется необычным для Hi-Fi. С gm 5,5 мА / В это кажется разумным кандидатом, но его необходимо тщательно проверить на линейность. Хотя это можно сделать с помощью таблиц данных и кривых, обычно быстрее, проще и лучше тестировать в реальной цепи.Значения можно изменять, чтобы получить максимально возможную линейность для требуемого колебания напряжения. Если возможно, диаграмма, показывающая мю (µ — коэффициент усиления), является хорошим началом. Если µ остается постоянным в желаемом рабочем диапазоне, выход будет линейным с минимальными искажениями. К сожалению, 12AT7 не выглядит многообещающим из имеющихся кривых, но только тщательный тест докажет это раз и навсегда. Еще одна возможность — 12AU7, который был распространен во многих японских ламповых усилителях.При правильной настройке они могут дать хорошую производительность, но имеют ограниченный выигрыш.
Многие высоко оцененные усилители мощности использовали пентоды (обычно EF86 или аналогичные) в качестве драйверов сети. Преимущество состоит в том, что доступны более высокие колебания напряжения, и, конечно же, они имеют большой коэффициент усиления, позволяющий использовать обратную связь. Использование пентода для управления выходными клапанами может показаться странным, но они, очевидно, подходят, иначе они не использовались бы в усилителе Quad II (например). Этот усилитель нуждался в значительном возбуждении от сети, поскольку часть обмотки выходного трансформатора находилась в катодной цепи, а это означало, что напряжение возбуждения увеличивалось из-за напряжения на обмотке катодного трансформатора.
Основная трудность приводных клапанов заключается в том, что два основных параметра клапанов, gm (взаимная проводимость) и r p , изменяются в зависимости от тока. В идеальном случае они будут идеально уравновешивать друг друга, чтобы поддерживать постоянный μ (мю, или коэффициент усиления) в соответствии с формулой …
µ = gm × r P или …
gm = µ / r P
По мере увеличения тока пластины r P падает, а gm увеличивается. Соответствующая диаграмма для 12AT7 (приведена в качестве примера) показана ниже.Клапаны по своей природе нелинейны, и это очень очевидно из графиков. На диаграмме, показанной ниже, справа показан график зависимости μ от тока пластины. При 1 мА µ составляет 40, возрастая до 70 при токе пластины 16 мА.
Рисунок 5 — 12AT7; gm, r P и µ в зависимости от тока пластины
Как вы можете видеть, коэффициент усиления значительно изменяется в диапазоне тока пластины от 1 мА до 15 мА, а также показывает значительное изменение в более ограниченном диапазоне, поэтому этот клапан, вероятно, не подходит для высоких уровней сигнала при низких искажениях.Хотя это не сразу очевидно, на эти параметры также влияет напряжение. Может быть другое напряжение пластины, которое улучшает ситуацию, но вполне вероятно, что показанная диаграмма настолько хороша, насколько это возможно. Как отмечалось выше, тщательная серия тестов позволит найти наиболее линейную рабочую точку, но это может быть очень утомительным занятием.
Опять же, транзистор легко использовать в качестве источника тока для повышения линейности (что помогает, но не так сильно, как хотелось бы, к сожалению), и / или в качестве эмиттерного повторителя для уменьшения выходного сопротивления линейной схемы, которая не может обеспечить ток, достаточный для питания сетевых резисторов для силовых клапанов.Это не идея, которую одобряют пуристы, это метод, который может повысить производительность многих схем клапанов сверх того, что возможно при использовании одних только клапанов. Катодный повторитель тоже работает хорошо, но не так хорошо, как транзистор. Кроме того, можно легко превысить максимальное номинальное напряжение между нагревателем и катодом.
Фактически можно сконфигурировать выходной каскад для выполнения собственной инверсии фазы. Существуют различные методы, которые будут работать, но это не тот подход, который можно рекомендовать из-за чрезмерных искажений и сложности правильной работы выходных клапанов.Я не видел усилителей, использующих эту технику, так что это представляет только академический интерес.
Не менее академический интерес представляет управление выходными клапанами на их катодах с помощью трансформатора. Это можно рассматривать только для очень высокой выходной мощности (возможно, 1 кВт или более), так как схема драйвера трансформатора должна сама обеспечивать значительную мощность. То же самое можно (и делается) с использованием транзисторов — подробнее об этой конфигурации см. Ниже.
6.1 — Сопротивление сетки
Все схемы драйвера должны иметь возможность управлять сетевым резистором для силовых клапанов. В некоторых случаях значение, рекомендованное производителем, может быть неудобно маленьким — например, 50k для 300B, используемого с фиксированным смещением. Это область, которая недостаточно объяснена в большей части доступной информации в сети, но более подробно освещена в таких публикациях, как «Справочник разработчика радиотронов». В других местах этой теме уделяется мало внимания, поэтому здесь необходимо уделить внимание.
Сопротивление сети — одна из самых непонятных спецификаций для силовых клапанов. Это общее сопротивление от управляющей сети (G1) до земли (шасси, земли) или источника отрицательного смещения. Он должен включать значение любого ограничительного резистора сетки, потенциометра, который используется для установки напряжения смещения (если он установлен), и сопротивления постоянного тока самого источника смещения. Максимальное значение всегда ниже для фиксированного смещения (отдельного отрицательного источника питания), чем для самосмещения с использованием катодного резистора и сеточного резистора, подключаемого к земле.
Существует две причины указанного значения сетевого резистора в двух различных условиях эксплуатации: одна из них описана в наиболее полных текстах о конструкции вентильного усилителя, а другая скрыта и не является общеизвестной.
Традиционный ответ (который полностью верен) состоит в том, что обратный ток сети течет из-за контролируемого излучения сети. Сетка всегда находится довольно близко к катоду, поэтому она должна поглощать часть тепла, излучаемого катодом или нитью накала, а также тепло, излучаемое анодом или сеткой экрана, если последняя может нагреваться выше, чем обычно.Некоторое излучение является нормальным, и его легко разрешить, но если управляющая сетка испускает слишком много электронов, потому что она горячее, чем обычно, это вызывает дальнейшее снижение отрицательного напряжения смещения (оно становится менее отрицательным), поэтому клапан потребляет больше тока и становится еще горячее.
Вторая причина в том, что во всех клапанах есть остаточный газ. Даже в самом лучшем вакууме, которого мы можем достичь, все равно будет много молекул газа внутри оболочки или захваченных в металле и стекле. По мере того, как клапан нагревается, больше газа будет выделяться из металлических конструкций самого клапана, а также из стекла.Когда высокоскоростной электрон ударяется о молекулу газа, он часто смещает электрон, поэтому теперь молекула газа является положительно заряженным ионом. Будучи положительно заряженным, он будет притягиваться к отрицательному электроду — катоду или управляющей сетке.
Каждый ион, который попадает в управляющую сетку, требует подачи электрона для «деионизации» молекулы, поэтому, если происходит значительное количество таких столкновений, сетка вынуждена быть немного менее отрицательной из-за тока через сетку. резистор смещения (обратный ток сетки — ток, идущий от управляющей сетки таким же образом, как (обычный) ток течет от катода).Если этот ток возрастает достаточно сильно, управляющая сетка вынуждена приближаться к нулю вольт, поэтому при меньшем напряжении смещения ток пластины увеличивается, как и ионизирующие столкновения. Если не контролировать, это состояние в конечном итоге приведет к катастрофическому отказу выпускного клапана. Чтобы поддерживать в сети расчетное (отрицательное) напряжение, последовательное сопротивление должно быть достаточно низким, чтобы гарантировать, что эмиссия сети и ток ионизации никогда не будут достаточными, чтобы вызвать выброс тока смещения и разрушение клапана.
Диапазон обратного сетевого тока, который считается нормальным, зависит от типа клапана, но можно с уверенностью предположить, что он может достигать 4 мкА или около того для нормального силового клапана, работающего в пределах своих номиналов. Это вызовет падение напряжения менее 1 В на сеточном резисторе смещения 220 кОм, и во время процесса настройки усилителя с фиксированным смещением почти наверняка никогда не будет замечено. Отрицательное напряжение смещения просто регулируется для компенсации небольшого обратного тока сетки.При условии, что усилитель не используется не по назначению (не перегревает выходные клапаны), ползучесть смещения маловероятна в течение нормального срока службы клапанов.
Почему существует разница в зависимости от того, использует ли клапан постоянное или катодное смещение? Это просто … с катодным смещением, если клапан пытается потреблять избыточный ток, катодное напряжение увеличивается из-за падения напряжения на катодном резисторе. Это приводит к тому, что сетка становится более отрицательной по отношению к катоду, и достигается точка равновесия, при которой система полностью устойчива.Это простой механизм обратной связи, который стабилизирует рабочие условия в довольно широком диапазоне. Это не может спасти клапан, который протек и стал загазованным, но клапаны в хорошем состоянии будут стабильными.
При фиксированном смещении нет механизма обратной связи . Любое увеличение сетевого (и, следовательно, пластинчатого) тока не контролируется, поэтому сопротивление, питающее сеть, должно быть достаточно низким, чтобы ток сети не приводил к значительным изменениям рабочих условий. По этой причине все спецификации для силовых клапанов указывают максимальное общее сопротивление между управляющей сетью и источником отрицательного смещения.Предполагается, что источник смещения будет иметь низкий импеданс — обычно не более одной десятой номинала сетевых резисторов.
Последняя причина кажется практически неизвестной, но вполне реальна и ее легко измерить. Полную информацию о проведенных мною тестах см. В разделе «Тепло и вибрация» в аналитической статье. Любой клапан, в котором используется бакелитовая основа, может стать токопроводящим, если он станет достаточно горячим, из-за характеристик самого бакелита. Все спецификации клапанов либо указывают максимальные температуры, либо предполагают, что это «общеизвестно».Типичная максимальная температура термобаллона составляет 250 ° C в самой горячей точке, но разумная конструкция обеспечивает достаточную вентиляцию, чтобы поддерживать температуру ниже указанной. Бакелит имеет типичную максимальную непрерывную рабочую температуру 120 ° C, при этом сопротивление между соседними контактами должно быть в пределах 30-40 МОм — как правило, довольно безопасное значение, поскольку ток утечки минимален.
Если надлежащая вентиляция не будет обеспечена и температура повысится, все может очень быстро ухудшиться. Таблица, приведенная в аналитической статье, показывает, что для типичной бакелитовой основы (старой основы, но проверенной на соответствие новым основам клапана) сопротивление может упасть ниже 10 МОм при температуре около 150 ° C.Если у вас есть 500 В между двумя соседними контактами, сопротивление 10 МОм позволяет протекать току 50 мкА — намного больше, чем нормальный обратный ток сетки около 4 мкА. При сопротивлении сети 220 кОм (разумное и типичное значение) отрицательное напряжение смещения уменьшается на 11 В, то есть с -35 В до -24 В. Катастрофический отказ почти гарантирован.
Невозможно переоценить важность надлежащей вентиляции. Во многих случаях кажется, что люди верят, что, поскольку клапаны обычно нагреваются, немного больше тепла не может повредить им.Как должно быть очевидно, это определенно не так. По возможности клапаны должны работать вертикально, основанием вниз. Вентиляционные отверстия вокруг гнезда способствуют надлежащему охлаждению, при этом под корпусом должен быть воздухозаборник, а сверху (где корпус установлен в каком-либо корпусе).
Резисторы смещения сетки выходного клапана должны иметь минимально возможное значение во всех случаях. Важность этого нельзя переоценить, и будет определять условия работы управляющего клапана или фазоделителя.Это остается одной из самых недооцененных областей конструкции ламповых усилителей.
7 — Пентодные усилители мощности
В целом, пентоды получили довольно плохую прессу за последние 30 лет или около того. Хотя они не такие линейные, как триоды, ими намного легче управлять, поэтому во многих случаях уменьшения искажений в каскаде драйвера может быть достаточно, чтобы компенсировать дополнительные искажения выходных пентодов. Поскольку эта статья нацелена на усилители с выходной мощностью до 30 Вт, пара пентодов EL84 легко преодолеет большинство несимметричных усилителей, а также будет иметь меньшие искажения.Учитывая крошечный выходной трансформатор, который можно использовать, простоту управления выходными клапанами и общую простоту конечного результата, это отличное введение в ламповые усилители, которые не сломают банк.
| Типичные условия эксплуатации — Push-Pull, класс AB | ||
| Напряжение пластины | 250 В | 300 В |
| Напряжение экрана | 250 В | 300 В |
| Резистор с общим катодом | 130 Ом | 130 Ом |
| Пиковое напряжение сети AF | 11.3 В | 14,1 В |
| Ток пластины с нулевым сигналом | 2 × 31 мА | 2 × 36 мА |
| Максимальный ток сигнальной пластины | 2 × 37,5 мА | 2 × 46 мА |
| Ток экрана нулевого сигнала | 2 × 3,5 мА | 2 × 4 мА |
| Максимальный ток сигнала экрана | 2 × 7,5 мА | 2 × 11 мА |
| Сопротивление нагрузки пластина-плита | 8 кОм | 8 кОм |
| Максимальная выходная мощность | 11 Вт | 17 Вт |
| Искажения (THD) | 3% | 4% |
В приведенной выше таблице показаны рабочие условия для пары клапанов EL84 двухтактной конструкции класса AB.Напряжение питания 300 В подходит для нашего примера и обеспечивает выходную мощность 17 Вт. Хотя искажения выше, чем хотелось бы, их можно исправить с помощью обратной связи. Будучи пентодами, нереально ожидать такого же низкого искажения, которое мы можем получить от триодов, но нет причин, по которым EL84 нельзя использовать в качестве триодов — если допустить, что выходная мощность будет снижена до менее 10 Вт. Особый интерес представляет небольшое напряжение, необходимое для питания сетей. Пиковое значение 14 В (среднеквадратичное значение 10 В) достаточно легко получить от делителя фазы с разделенной нагрузкой (гармошкой) без дополнительного усиления.Однако для получения максимально возможной линейности я использовал другую версию. Первая секция клапана — это усилитель, за которым следует инвертор с единичным усилением. Немного разные значения для входа (330 кОм) и обратной связи (390 кОм) необходимы, потому что клапаны не имеют достаточного усиления, чтобы иметь возможность использовать идентичные значения (в отличие от операционных усилителей). Ниже показана простая схема — это только пример и не может считаться законченной конструкцией. Значения двух катодных резисторов 1 кОм на 12AT7 необходимо отрегулировать для получения максимальной линейности.
Рисунок 6 — Пример типичного пентодного усилителя мощности EL84
Значения для R fb и C fb не были включены, поскольку они сильно зависят от характеристик выходного трансформатора. Схема довольно обычная, за исключением фазоделителя (который является одним из наиболее малоизвестных типов), но в остальном довольно типична для типа усилителя, который был обычным для домашнего использования, как раз до того, как первые транзисторные усилители вытеснили лампы для большинства приложений. .В свое время усилители, подобные показанным, были эквивалентом современного «приемника» среднего качества, обычно включающего тюнер AM / FM, с фонокорректором, дополнительными и ленточными входами / выходами.
8 — Ультра-линейная работа
Никакое обсуждение топологии выходного каскада не будет полным без рассмотрения сверхлинейной работы. Добавляя ответвления к выходному трансформатору для экранных сеток, становится возможным управлять парой выходных клапанов где угодно между полным пентодом (или тетродом) и триодом.Давно было обнаружено, что отводы экрана на 43% от полной обмотки дают наилучшие результаты, но для удобства это часто устанавливается на 50%. Разница есть, но на самом деле она незначительна.
Есть некоторые разногласия по поводу того, кто мог или не мог изобрести ультралинейную схему, но это не имеет значения для того, как она работает, и преимущества техники, и не будет обсуждаться. В сети много информации для тех, кому интересно.
Подавая сигнал обратной связи на экранные сетки пентодов или тетродов, можно заметно уменьшить искажения, но почти не потерять мощность.Однако трансформатор сложнее намотать, особенно если выбрана точка отвода 43%. Из-за странного распределения обмоток на самом деле можно усугубить ситуацию в других областях, если использовать отвод 43%. Для сравнения, ответвление на 50% (которое обеспечивает обратную связь 25%) легко установить без нарушения симметрии обмоток. С годами добавились дополнительные сложности, в том числе использование отдельной обмотки для экранных решеток, чтобы можно было работать при более низком напряжении.Хотя теоретически это хорошая идея, этот подход требует трансформатора большего размера, иначе возникнут дополнительные резистивные потери из-за необходимости использования более тонкого провода. Другие аспекты трансформатора также могут пострадать, например, индуктивность рассеяния и большая возможность создать некоторую степень асимметрии в обмотках.
Хотя для сверхлинейного выходного каскада обычно требуется больше управляющего сигнала, чем для традиционной пентодной схемы, он все же намного меньше, чем требуется для триодов, поэтому каскад драйвера упрощается.Как отмечалось выше, это нетривиальная проблема — управляющий сигнал с низким уровнем искажений необходим для получения наилучших характеристик от любого силового каскада.
Рисунок 7 — Характеристики тетрода, сверхлинейного и триода в зависимости от процента нарезки
Приведенный выше график адаптирован из статьи в Audio Engineering, ноябрь 1951 г. Он показывает внутренний импеданс (фактически выходной импеданс при номинальном выходном сопротивлении 16 Ом), выходную мощность и интермодуляционные искажения (IMD). Стоит отметить, что работа триода имеет низкие интермодуляционные искажения на низких уровнях, но они становятся очень высокими, когда уровень приближается к максимуму.Несмотря на это, цифра, показанная для высокого уровня интермодуляционных искажений, превышающего 40%, кажется весьма подозрительной — возможно, что усилитель был ограничен, но информации о том, как проводились тесты, мало. Все показанные цифры являются разомкнутыми (т. Е. Без обратной связи).
Рисунок 8 — Сверхлинейный усилитель мощности (схема на Рисунке 6)
Сверхлинейный выходной каскад можно легко адаптировать к любому существующему усилителю, просто используя другой выходной трансформатор с имеющимися ответвлениями.В некоторых случаях легко провести сравнение между ними (пентод / тетрод против ультралинейного против триода), если вы используете трансформатор, у которого уже есть ответвления. О топологии не так много можно сказать, что уже тысячу раз не было сказано в сети, но после обширной работы с топологией U / L она в основном соответствует заявленным для нее требованиям.
9 — Восстановление после перегрузки
Этой области часто уделяется мало внимания, но она чрезвычайно важна.Все знают, что усилители Hi-Fi никогда не должны обрезаться, но (почти) все также знают, что это неизбежно. Будем надеяться, что это будет происходить только во время коротких переходных процессов, но в некоторых случаях его можно поддерживать с такой степенью клиппирования, которая, хотя и слышима, не ухудшает сигнал настолько сильно, что он звучит как гитарный усилитель с полным перегрузом. В эпоху клапанов мощность была ограничена, и если вы хотели слушать на более высоком уровне, чем обычно, некоторое ограничение было гарантировано.
Выходные каскады с катодным смещениеммогут иметь особенно плохое восстановление после перегрузки, потому что байпасная крышка будет заряжаться до более высокого значения, когда усилитель сильно нагружен, поэтому он будет (возможно, серьезно) смещен после того, как перегрузка исчезнет.Временная задержка зависит от номинала байпасного конденсатора, и, хотя может возникнуть соблазн уменьшить значение до минимума, поскольку это почти всегда электролитический конденсатор, он будет вносить свои собственные искажения, когда его внутреннее сопротивление (емкостное реактивное сопротивление) возрастает.
Большинство усилителей с фиксированным смещением имеют очень хорошее восстановление после перегрузки при условии, что они не работают до точки, в которой выходные клапаны потребляют сетевой ток. Вопреки тому, во что некоторые люди, кажется, верят, включение сети через конденсатор не означает, что ток сети не может быть получен.Любые подобные заявления являются выдумкой и просто показывают, что автор на самом деле не понимает основ электроники.
Если такие утверждения верны, получение отрицательного напряжения смещения с помощью конденсатора, питающего диод и фильтр, не может работать (он обеспечивает постоянный ток). Если эти ученые мужи (возможно, самопровозглашенные « эксперты ») правы, есть много работающих усилителей, которые на самом деле не работают — полная чушь, конечно, это метод, который использовался десятилетиями, и, хотя у него есть другие проблемы, неспособность обеспечить DC не входит в их число.
Каскады предусилителятакже должны быть проверены на предмет восстановления после перегрузки, и ток сети снова является проблемой. Если кратковременная перегрузка высокого уровня вынуждает клапан предусилителя потреблять сетевой ток, конденсатор связи заряжается так, что клапан может быть легко смещен после того, как перегрузка пройдет. Больше по этой теме на странице анализа.
10 — Цепи привода транзисторов
Несмотря на то, что транзисторный драйвер для выходных клапанов не является популярным вариантом, он может обеспечить производительность, которая просто не может быть достигнута с помощью клапанов.Размах сигнала 200 В (среднеквадратичное значение 70 В), который может легко управлять импедансом до 47 кОм, с искажениями, близкими к неизмеримым, легко сгенерировать. Этого просто невозможно достичь ни с какой схемой привода клапана. Как показано, коэффициент усиления составляет 11 (20,8 дБ), и его легко изменить, изменив R8. Более низкие значения дают более высокий коэффициент усиления. При изменении усиления вам может потребоваться отрегулировать пределы устойчивости (C4 и C5). Как правило, меньшее усиление означает необходимость увеличения значений ограничения, и наоборот. Значение C6 необходимо выбрать в соответствии с сопротивлением резисторов сетки силового клапана.
Рисунок 9 — Высоковольтный привод клапана с низким уровнем искажений
Схема, показанная выше, довольно проста, но может легко управлять резистором смещения сетки до 47 кОм и может делать это с искажением менее 0,02%. Максимальный выходной сигнал составляет почти 70 В (среднеквадратичное значение) (чуть менее 200 В размах) — этого достаточно для управления любым клапаном , включая 300B. Он может легко сделать это с меньшими искажениями, чем может справиться любая традиционная схема клапана, и может управлять нагрузками резисторов смещения сетки, которые заставят драйвер клапана свернуться и умереть.Максимальный рекомендуемый B + составляет 250 В, и это позволит ему обеспечить еще большее напряжение (не то, чтобы больше когда-либо понадобилось). Диод 1N4004 на выходе предназначен для защиты выходных транзисторов от пробоя клапана между пластиной и сеткой, как это часто бывает при катастрофическом отказе клапана.
Это вариант схемы, которая использовалась для управления парой клапанов KT88 в сверхлинейном усилителе, который обеспечивает комфортную мощность 100 Вт для каждой пары клапанов. В оригинале использовались источники питания ± 100 В, поэтому он немного отличался.Как показано, схема имеет плоскую характеристику от менее 10 Гц до более 100 кГц и имеет входное сопротивление более 200 кОм. Он может управляться от фазоделителя на основе клапана или операционного усилителя и требует максимального входного напряжения 16 В от пика к пику. Коэффициент усиления можно увеличить, но, как показано, он находится в пределах диапазона, в котором легко управлять любым операционным усилителем. Электропитание 200 В должно быть отрегулировано, но для этого не нужно ничего особенного — ровно столько, чтобы предотвратить значительный сдвиг напряжения при изменении напряжения в сети. Средний ток потребления составляет менее 8 мА.
Примечание: В отличие от других схем на этой странице, номера компонентов включены, чтобы упростить объяснение того, как изменить усиление.
Рисунок 10 — Катодный привод (Musicman)
Другой метод, показанный в упрощенной форме выше, заключается в использовании выпускных клапанов в заземленной сети (по крайней мере, для переменного тока). Клапаны приводятся в действие от катодов с помощью транзисторов малой мощности. Это работает хорошо, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы защитить транзисторы, если (, когда! ) есть неисправность клапана.Некоторые гитарные усилители Musicman используют эту схему, но я не знаю, чтобы она использовалась в каких-либо других усилителях. В сетях поддерживается +22 В, а напряжение коллектора транзисторов обычно составляет около 56 В при отсутствии сигнала. Это обеспечивает отрицательное смещение 34 В для каждого выходного клапана. Поток на 100 Ом используется для установки тока смещения выходного клапана. Хотя схема определенно работает, как показано, у нее нет особенно низких искажений. Его легко изменить, чтобы сделать его более линейным, но в конце концов, усилитель, в котором он используется, — это гитарный усилитель.
Само собой разумеется, существует бесчисленное множество других схем, которые также можно использовать. Даже переключаемые полевые МОП-транзисторы могут быть отличным выбором в правильно спроектированной схеме — быстрое моделирование с использованием IRF840 с питанием 300 В показало, что выходной уровень 63 В RMS с общим искажением менее 0,2%. С коэффициентом усиления более 100 и нагрузкой 22 кОм это хороший результат для очень простой схемы. Я не знаю ни одного клапана, который мог бы соответствовать этим характеристикам, и большинство из них не справляются. Недостатком этой схемы является то, что она требует привода с низким импедансом из-за высокой емкости затвора полевого МОП-транзистора.
Если полевой МОП-транзистор используется в качестве повторителя источника (вместо катодного повторителя), вы можете получить гораздо более низкий выходной импеданс и более высокую мощность привода. Емкость затвора не является серьезным недостатком в этой топологии, потому что емкость эффективно «самонастраивается» и мало влияет на предыдущий вентиль. Это может стать сюрпризом, но работает очень хорошо — IRF840 будет расширяться до более 100 кГц при питании от источника 100 кГц и имеет частоту -3 дБ 68 кГц с импедансом источника 220 кОм.
Использование фазоделителя операционного усилителя намного более точное и линейное, чем любой версии клапана , и будет поддерживать точный баланс в течение десятилетий без необходимости регулировки. Затем выходной сигнал фазоделителя может быть усилен вентильными или транзисторными каскадами по желанию.
Гибридный подход является многообещающим для тех, кто любит ностальгию по лампам, но может жить без сопутствующей проблемы сравнительно высоких искажений. Используя кремний там, где он обеспечивает максимальную пользу, можно упростить общий усилитель, сохранив при этом очарование старой технологии.Никому не нужно знать, что находится под шасси.
Заключение
Цель этой статьи — показать варианты, доступные изготовителю ламповых усилителей, и проблемы, с которыми можно столкнуться в практической системе. Хотя есть много возможностей, которые не были рассмотрены, некоторые из них сейчас непрактичны из-за ограниченного диапазона трансформаторов, доступных сегодня. Каждая топология имеет свои сильные и слабые стороны, и разработчик должен решить, какая из них наиболее подходит для приложения.Зная заранее, что для некоторых клапанов (или топологий) могут потребоваться напряжение и ток сетевого привода, которые трудно получить с приемлемой линейностью, помогает рационализировать выбор подходящего выходного каскада.
Хотя катодное смещение является самым простым и дает разработчикам большую свободу во многих отношениях, у него также есть несколько серьезных недостатков — самый большой из них — восстановление после перегрузки. Фиксированное смещение дает лучшие характеристики восстановления после перегрузки, но почти всегда требует более низких значений для резисторов смещения сети, которые труднее управлять от типичных фазоделителей или специализированных драйверов клапана с резистивной нагрузкой.Трансформаторный привод очень привлекателен в этом отношении, но трансформаторы труднодоступны и / или очень дороги, а также вносят дополнительный фазовый сдвиг, который уменьшает количество отрицательной обратной связи, которая может быть использована.
Исторически сложилось так, что существовало множество самых разных конструкций, особенно в самом конце эпохи клапанов. В то время вы в значительной степени получали то, за что платили — хороший ламповый усилитель намного дороже в сборке, чем тот, который имеет посредственные характеристики, поэтому разница в качестве звука клапанного оборудования часто была очень заметной.Примечательно, что в течение этого периода ни один крупный (или даже нишевый) производитель не беспокоился об усилителях SET — доступные двухтактные усилители были настолько превосходны во всех отношениях, что никто никогда не видел причин для отступления.
В целом, основное отличие этих клапанных блоков от доступных сегодня — это качество звука — современные транзисторные системы обычно легко превосходят по характеристикам старое клапанное оборудование, и цена больше не указывает на какую-либо слышимую разницу. Некоторые очень дорогие транзисторные усилители сегодня довольно обычны с точки зрения звука (хотя отдел маркетинга скажет вам обратное).С другой стороны, некоторые из дешевых усилителей, которые вы можете собрать сами (например, на основе микросхем), на удивление хороши, их производительность не имеет никакого отношения к стоимости.
Похоже, что большая часть интереса к ламповым усилителям Hi-Fi основана на моде, и выбор осуществляется не на основании теста на прослушивание, а на основе разглагольствований рецензентов. Слова, которые они говорят, обычно бессмысленны и могут означать что угодно — любое «понимание» используемого языка в значительной степени является воображаемым. То, что они избегают всех измерений и полагаются исключительно на свои (обычно самопровозглашенные) «золотые» уши, является достаточной причиной, чтобы избегать их слов и рекомендаций.Измерения были разработаны для количественной оценки различий между ламповыми усилителями, поскольку слышимые различия действительно существуют. Частотная характеристика, гармонические и интермодуляционные искажения могут широко варьироваться между двумя внешне похожими усилителями, и измерения могут использоваться для разделения хорошего, плохого и совершенно уродливого.
Интересно, что в Руководстве разработчика радиотронов есть раздел, в котором делается попытка расшифровать термины, используемые для описания различных звуковых качеств. (по крайней мере, в 1957 году).С тех пор некоторые определения остались почти неизменными, но было добавлено гораздо больше. Очень сомнительно что любой современный рецензент прочитал определения, и еще более сомнительно, что новые термины, добавленные с 1957 года, вероятно, будут где-либо определены. Подавляющее большинство всех терминов в любом случае применимо только к ламповым усилителям, поскольку нет никаких доказательств того, что звуковые « боги » когда-либо могли различить любые два одинаковых транзисторных усилителя в двойном слепом тесте.
Конечно, большинство измерений не показывают тонких эффектов, таких как характеристики перегрузки или восстановления — не потому, что эти вещи невозможно измерить, а потому, что не существует согласованной стандартной методики измерения. Хотя большинство (но далеко не все) транзисторных усилителей имеют почти мгновенное восстановление после перегрузки, этого нельзя сказать о ламповых усилителях. Хотя есть некоторые сайты, на которых упоминается этот параметр, лишь немногие предоставляют полезные подробности, и еще меньшее количество дает хоть малейшие доказательства того, что их усилитель «лучше», чем у конкурентов.Естественно, некоторые даже заявляют, что имеют запатентованные схемы для быстрого восстановления после перегрузки, но мне не удалось найти никакой патентной информации во время поиска.
Это не все и не все обсуждения ламповых усилителей, это просто краткий обзор того, на что нужно обратить внимание, прежде чем принимать какие-либо решения. Хотя ламповые усилители кажутся простыми, они создают множество уникальных проблем, многие из которых остаются незамеченными, пока не становится слишком поздно. Особое значение имеют напряжение и импеданс сетевого привода, поскольку нет смысла иметь хороший линейный выходной каскад, которым нельзя управлять должным образом, потому что напряжение сетевого привода слишком велико для любого клапана, чтобы добиться его без значительных искажений.Как и во всей электронике, есть способы обойти любую проблему, но решение не всегда очевидно.
| Все схемы, показанные здесь, предназначены только для справки, и не дается и не подразумевается, что
схемы будут работать, как описано, без изменений или исправлений по мере необходимости. Многие значения компонентов являются просто обоснованными предположениями и основаны на
данные производителя или «что выглядит примерно правильно». Это не строительные объекты , поэтому строительство любой цепи осуществляется исключительно на риск застройщика, и ESP не будет оказывать помощь устраните неисправности или заставьте любую из цепей функционировать, как описано.Информация предоставляется добросовестно и с целью обучения и Информация. Табличные данные взяты непосредственно из технических паспортов производителя клапанов и считаются безошибочными, однако при расшифровке или типографских ошибках может присутствовать. В случае сомнений сверьтесь с техническими данными клапана и режима работы, чтобы убедиться, что цифры имеют смысл. |
В части 2 этой статьи более подробно рассматриваются выходные трансформаторы, а также конструкция и требования к источникам питания.
Список литературы
Ссылки не расположены в определенном порядке и не индексируются по разделам этой статьи, которые могут относиться к конкретной ссылке. Большинство из них будет очевидным, некоторые довольно неясны.
- Гитарные усилители Early Rickenbacker
- Ранний усилитель громкой связи
- Как росло радио
- Фотографии передатчика WLW
- СТРАНИЦА ДЖИМА ХОКИНСА РАДИО- И ВЕЩАТЕЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
- Новые двухтактные ламповые усилители (Менно ван дер Вин), перепечатано с Glass Audio 3/99 (Plitron)
- SRPP декодировано
- Справочник разработчика радиотронов, Ф.Лэнгфорд-Смит, Amalgamated Wireless Valve Company Pty. Ltd., четвертое издание, пятое впечатление (пересмотренное), 1957 г.
- Miniwatt Технические данные и дополнения, 7 -е издание , 1972 г.
- Национальный музей клапанов
- Power Grid Tubes — Дж. А. Маккалоу, председатель правления Eitel-McCullough, Inc. (1965)
- Паспорта клапанов — разные
- Ультра-линейный, H&K 1951
- Возражения на вышеизложенное (1952 г.).
Основной индекс Указатель клапанов
| Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и © 2009. Воспроизведение или повторная публикация любыми способами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта. |
Страница создана и авторские права © 26 ноября 2009 г.
Двухтактный ламповый усилитель мощности класса A
Предыдущий проект OddWatt 225 (двухтактный ламповый усилитель 6SL7 SRPP / KT77 класса A) находится в повседневной эксплуатации и (с лампами JJ KT77) имеет прекрасный ламповый звук. Odd Blocks довольно похожи, только они представляют собой два отдельных усилителя и были запланированы заранее, чтобы можно было использовать любые силовые лампы с одинаковым расположением контактов (6L6GC, KT77, KT88, EL34, 6CA7 и все варианты).TubeDepot.com имеет хороший выбор этих трубок — NOS и новые производства. Изначально я использовал лампы KT77, так как я был знаком со звуком, и это было бы хорошей отправной точкой. Я пробовал усилитель с лампами Electro-Harmonix KT88. Ситуация с использованием пробирок EH KT88 была неоднозначной. EH KT88 может выдавать больше мощности, но звук отличается от KT77. К тому же они плохо себя ведут в этом конкретном усилителе. Я подозреваю, что причина связана с тепловыми проблемами и использованием общего (общего) катодного смещения.Схема позволяет регулировать смещение (переменный резистор 25 Ом), но лампы EH не синхронизируются. Одна или другая трубка (неизвестно какая) начнет проводить больше, чем ее справедливая доля тока. Поскольку текущий баланс является важным аспектом дизайна, это нехорошо. Для сравнения, лампы JJ 6L6GC и JJ KT77 будут балансировать в пределах одного мА и останутся там. Не исключено, что это ситуация только с одной маркой КТ88. С тех пор я приобрел набор ламп Gold Lion KT88 нового производства, и они отлично себя ведут.Я не буду дальше рассуждать, почему один бренд работает, а другой — нет. Это просто так. Для более полного описания того, как работают две ступени усилителя, см. Оригинальный проект OddWatt (ECC802S SRPP / EL84 (6BQ5) Push-Pull Tube Amplifier). Драйвер SRPP и вывод SIPP очень хорошо работают вместе. Альтернативным драйвером для 9-контактного приложения является тип 5751. Эта лампа будет напрямую заменять восьмеричный 12SL7 в этой схеме. Были опробованы другие лампы с тем же основанием, что и 5751 (12AU7, 12AT7 и 12AX7), но ни одна из них не показала таких же качественных характеристик, как 5751. 6NO30 Вакуумная трубка с тепловым реле задержки
Фотография 2: 6NO30 Трубка реле тепловой задержки
Как и почти во всех ламповых проектах, используются опасные напряжения. Контакт с напряжением в различных точках этой цепи может быть фатальным. Если вы не знакомы с ламповым оборудованием или не имеете опыта работы с высокими напряжениями, возможно, этот проект не подходит.
Это пара моноблочных усилителей — каждый со своим блоком питания. В некоторых отношениях это более сложно и дорого, а в некоторых — дешевле, проще и имеет преимущества.Для начала, если вам нужен только один усилитель, то вам нужно построить только один. Во-вторых, если вам нужно три (возможно, один для сабвуфера), вы можете построить три. В стерео версии требуется два силовых трансформатора, выпрямители и фильтры. Но трансформаторы дешевле, чем тот, который нужен для стереоусилителя на одном шасси. Дополнительным преимуществом является то, что вам не нужен набор колес для перемещения усилителей. Один усилитель шасси будет весить более 50 фунтов.
Конструкция лампового усилителя SRPP / SIPP с CCS
В целях проектирования я обнаружил, что потенциальные силовые лампы можно разделить на две группы.Группа «А» состоит из KT77, 6CA7, EL34, 6L6GC и аналогичных вариантов. Группа «В» состоит из КТ88, КТ90, 6550 и их вариантов. Разница заключается как в напряжениях смещения, так и в максимальной рассеиваемой мощности. В разделах об измерениях и прослушивании я рассказываю о различиях. Базовая схема такая же, как и у предыдущих усилителей Oddwatt (см. Другие проекты). Я не видел причин портить хорошее дело. Однако есть некоторые уточнения. CCS в оригинальных усилителях представлял собой стандартную ИС регулятора напряжения LM317.С тех пор я перешел на LM317HV. Запас на пробой по напряжению лучше. Я понимаю, что они сняты с производства, но многие из них продаются отдельно. Это действительно нужно только для версии «B». Версия «A» может использовать стандартный LM317. На сегодняшний день мне не сообщали о каких-либо сбоях в любом приложении, но я не чувствую себя комфортно с номиналом 37 вольт стандартных деталей в приложении KT88. Некоторые значения резисторов в ступени SRPP были изменены для увеличения тока.Другие мастера определили, что это немного снижает уровень искажений. Это имеет смысл, но измерения на сегодняшний день не подтвердили этого, так как уровень уже был довольно низким. В источнике питания используется трансформатор Edcor 180-0-180 с двухполупериодным мостом через всю обмотку. С конденсаторной входной фильтрацией напряжение B + находится в пределах от 450 В до 475 В. Я попробовал использовать дроссель Генри в качестве фильтра и решил, что он не стоит затрат, и не смог значительно улучшить фильтрацию.
12SL7 SRPP KT88 Схема двухтактного лампового усилителя
Рисунок 1: OddBlocks — Схема двухтактного лампового усилителя 12SL7 SRPP / KT88
12SL7 / KT88 Схема блока питания лампового усилителя
Рисунок 2: OddBlocks — Схема источника питания
Часть DIY заключается в том, что вы можете делать то, что не делают производители.Нашел исходник на 6НО30 «лампочки». Для тех из вас, кто его не узнает, это тепловое реле в восьмеричном разъеме. Это довольно старая технологическая штуковина. Он того же размера и формы, что и 12SL7, что придает усилителям приятную симметрию. Эти «трубки» работают по принципу нагревательного элемента и биметаллического переключателя. Контакты рассчитаны на 500 000 операций на полной мощности. К сожалению, номинальное напряжение контактов составляет 120 В переменного тока (номинальное напряжение пробоя составляет 500 вольт в новом состоянии — что бы это ни значило).Ясно, что этого недостаточно для переключаемого переменного тока на 360 вольт. Поэтому я использую контакты для активации реле на 12 В, которое фактически выполняет работу по подключению переменного тока (360 В) к выпрямителям. 6NO30 задерживает активацию на 30 секунд. Также доступны другие значения тепловых реле. Они были дешевыми (2,96 доллара за штуку). Нумерация для них следующая: Первая цифра (и) — это напряжение нагревателя. Затем следует NO или NC, для нормально разомкнутых или нормально замкнутых для внутренних контактов.Наконец, последние цифры указывают секунды задержки. Использование теплового реле, вероятно, является признаком безумия, и работу можно было бы сделать проще с помощью транзистора и нескольких пассивных деталей, но это определенно круто. Остальная часть PS похожа на другие мои проекты. Я использую обычный недорогой ИИП на 12 В и 3 А для питания нагревателей, поскольку он дешев, очень компактен и обеспечивает чистую, хорошо регулируемую мощность. Можно использовать обычный трансформатор, выпрямитель и фильтр. Обмотки силового трансформатора Edcor — 6 вольт, и их будет достаточно для ламп группы «А».Для ламп группы «В» необходим трансформатор большего размера. Как правило, немного проще (и дешевле) получить требуемую мощность при 12 вольт и 2 амперах, чем при 6 вольтах и 4 амперах. Потери ниже на одного. Переменный ток также можно использовать на обогревателях. Скорее всего, это немного повысит уровень шума. Если вы вообще похожи на меня, вы ненавидите гул и шум. Я бы придерживался SMPS для нагревателей во всех, кроме «бюджетных» сборок этих усилителей.
Конструкция
— ламповый усилитель OddBlocks
Сборка довольно проста.Хаммонд приобрел стальное шасси у Antique Electronic Supply. Трансформаторы были произведены Edcor. Электропроводка была точка-точка, и я использовал некоторые терминальные платы (также известные как турельные платы) для соединений. Более чувствительная схема размещается как можно дальше от силового трансформатора и источников шума. Конденсаторы фильтра и реле B + были приклеены к шасси. Важной особенностью является использование шины заземления (на фотографиях она показана как большой неизолированный медный провод). Это хорошо работало в прошлых проектах для минимизации гула, шума и возможности образования контуров заземления.Особые меры предосторожности требуются в отношении контуров нагревателя. Некоторое время назад я обнаружил, что при использовании конструкции SRPP легко превысить номинальное напряжение нагревателя до катода на лампе драйвера. Есть несколько возможных решений. Тот, который я использовал, — это смещение нагревателей примерно на одну треть от источника питания 240 вольт. Ток отсутствует (только небольшая утечка — в диапазоне микроампер). При использовании этого метода есть два чрезвычайно важных момента. Во-первых, никакая часть цепи нагревателя не может быть заземлена.Во-вторых, источник питания нагревателя также не должен иметь заземления. Он должен плавать, как цепь нагревателя для многих ламповых выпрямителей. Если вы используете SMPS, его выход должен быть изолирован от входа и никоим образом не связан с землей. В противном случае отказ практически гарантирован. Еще один важный момент в конструкции — подключение к CCS. Клемма «Adjust» LM317HV заземлена. Чувствительный резистор находится между выходной клеммой и землей.Это отличается от использования ИС в качестве регулятора напряжения. При правильном подключении ток равен 1,25, деленному на номинал резистора в Ом. Таким образом, 10 Ом приведут к протеканию тока 0,125 А. CCS должен иметь теплоотвод, поскольку он должен выдерживать до 8 Вт рассеивания (при использовании KT88 на 180 мА — меньше для других ламп и токов). Теперь немного волшебства: если вы используете фиксированный резистор 10 Ом в CCS для базовой настройки, это приведет к почти 62 мА на лампу. Если у вас есть резистор на 22 Ом, подключенный параллельно к нему с помощью простого переключателя SPST, вы можете увеличить ток до 90 мА на трубку.Первая настройка идеально подходит для трубок группы «А», а вторая — для группы «В». Замена ламп в этом усилителе очень проста.
12SL7 SRPP / KT88 Двухтактный ламповый усилитель DIY
Фотография 3: 12SL7 SRPP / KT88 Двухтактный ламповый усилитель — вид изнутри
Дополнительные советы по проектированию и изготовлению ламповых усилителей см. В моих советах и предложениях по проектированию и изготовлению ламповых усилителей. Кроме того, я опубликовал несколько предложений по цветовой маркировке проводки лампового усилителя, которую вы можете использовать во время строительства.
Тестирование и эксплуатация
Перед фактическим прослушиванием усилителя важно убедиться, что нагреватель и источники питания B + находятся в рабочем состоянии. В этом усилителе есть смертельные напряжения, будьте предельно осторожны при любых измерениях. Я предлагаю вам установить 6НО30 (если вы его используете), а не какие-либо другие лампы. Включите питание и проверьте напряжение. Между контактами нагревателя на гнезде 12SL7 и B + около 475 на конденсаторах фильтра должно быть 12 В постоянного тока. Точка напряжения 240 будет высокой (близко к показанию 475), так как на схеме нет нагрузки.B + не должно быть до переключения 6НО30 (около 30 секунд). Если все в порядке, выключите питание. К этому моменту фильтры будут полностью заряжены, поэтому будьте осторожны, чтобы не прикасаться к какой-либо части схемы. Вставьте остальные трубки и снова включите питание. Следите за проблемами (светящиеся красным ламповые пластины, искры, дым, шумы и другие забавные вещи, указывающие на плохие новости). Еще раз проверьте напряжение. Они должны быть в надлежащих диапазонах (12 В постоянного тока на нагревателях, B + 475 и 240). Если они сильно различаются, значит, что-то не так.Если все в порядке, выключите питание и подключите динамики. Включите питание. Звук (гул или шум) из динамиков должен быть слабым или отсутствовать. Небольшое количество может быть нормальным, если у вас очень чувствительные динамики. Если вы слышите его на расстоянии 12 дюймов от динамика, вероятно, проблема связана с заземлением / экранированием. У меня громкоговорители 93 дБ / Вт, гул и шум едва слышны, когда ухо находится прямо на решетке громкоговорителя. Если все это подтверждается, то подайте на усилители сигнал и посмотрите, что выйдет.Это должна быть теплая сладкая ламповая музыка. Пришло время выполнить начальную балансировку выходных ламп. Вольтметр на контрольных точках должен показывать значения в диапазоне 40-200 мВ. Задача состоит в том, чтобы настроить элемент управления так, чтобы показания для каждой трубки были одинаковыми. В сумме показания должны быть равны значению мА, на которое настроен CCS. Если вы выбрали 125 мА, тогда сумма двух показаний должна быть близка к 125. В настоящее время не важно быть точным. Дайте усилителю поработать не менее 15 минут и снова проверьте настройку.Вероятно, он немного изменится — так что сбросьте его. Я предлагаю вам проверять это примерно раз в месяц, чтобы учесть старение трубки. Если трубки не уравновешиваются, поменяйте их местами. Некоторые трубы более чувствительны к расположению сетки на земле, чем другие. Их почти всегда можно уравновесить. Если трубки не сбалансированы, возможно, это ошибка проводки или трубка выходит за допустимые пределы. Необязательно иметь одинаковые трубки, но если цена подходящая, это делает их ближе и упрощает балансировку.Я обнаружил, что не все компании балансируют лампы одинаково, и иногда «подобранные» наборы не работают так же хорошо, как случайно выбранные. Эта схема уравновешивает их при довольно высоком уровне холостого тока. Многие компании используют малое значение тока или основывают тесты на максимальном напряжении и токе. Как бы то ни было, мне повезло с лампами JJ и не очень хорошо с лампами EH KT88. Просто чтобы убедиться, что никто не слишком взволнован, возможно, это не вина EH. Не все лампы хорошо работают во всех схемах, и лампы EH KT88 могут прекрасно подойти и в других конструкциях.Те, что у меня есть, в данном случае просто не подходят. Лампы Gold Lion KT88 работали нормально, поэтому это не является основным свойством самой конструкции трубки KT88.
Одна из областей, которая всегда вызывает проблемы, — это фаза контура обратной связи. В одной ориентации она будет «отрицательной», а в другой — «положительной». Отрицательная обратная связь стабилизирует усиление и отклик усилителя. Используется только небольшое количество. Он также учитывает любую возможность того, что что-то вызовет резонансы выходного трансформатора на частоте около 60 кГц.Положительный отзыв сделает прямо противоположное. Самый простой способ сказать это без испытательного оборудования — это послушать. Если обратная связь отрицательная, выход будет немного ниже, чем при отключении. Если звук громче — положительный. Это легко увидеть на телескопе, когда вы подаете слабый сигнал. При использовании небольшого количества он будет чуть меньше по громкости (около 3-6 дБ). Я получил сообщение от другого мастера, который использовал другие выходные трансформаторы. Его высокочастотная характеристика была немного снижена.В этом случае я предлагаю попробовать более низкие значения емкости конденсатора NFB (1000 пФ). Точные значения резистора и конденсатора основаны на трансформаторах Edcor. Если вы используете какой-либо другой бренд, вам, возможно, придется поэкспериментировать со значениями.
12SL7 SRPP / KT88 Двухтактный ламповый усилитель DIY
Фотография 4: Ламповый усилитель с нечетным блоком со снятой крышкой
Измерения — Двухтактный ламповый усилитель KT88 (драйвер 12SL7)
Измерения проводились с использованием анализатора искажений HP 331A, генератора сигналов с низким уровнем искажений Tenma (0.05% остаточного THD) и осциллографа Velleman PCSU1000 (интерфейс ПК). Результаты тестирования усилителей очень похожи на результаты OddWatt 225 (двухтактный ламповый усилитель 6SL7 SRPP / KT77 класса A). В этом нет ничего удивительного, поскольку они довольно похожи. При резистивной нагрузке 8 Ом отклик измерялся от 8 Гц (самый низкий уровень, который я могу генерировать) до 19 кГц (при -1 дБ). Точка минус 3 дБ составила 30 кГц. Лампы Gold Lion KT88 поднялись на +0,5 дБ на частоте 10 Гц, в то время как лампы JJ KT77 были плоскими на этой частоте.Искажения составляли 0,14% или меньше при мощности в один ватт (см. Комментарий ниже) во всем частотном диапазоне. Для ламп группы «A» выходная мощность до того, как искажения были замечены на осциллографе, составляла 15 Вт в зависимости от конкретных используемых ламп. Было возможно до 20 Вт. Для ламп группы «B» соответствующая мощность составляла 24 Вт и около 30 с заметными искажениями. Как и ожидалось, искажения были практически всеми гармониками. Обычно они подавлялись примерно на 50 дБ. Гул и шум были ниже -74 дБВ, что является минимальным уровнем шума для моей нынешней испытательной установки.Это был практически весь широкополосный шум. При мощности в один ватт гармоники искажения были погребены в минимальном уровне шума. Для тех из вас, кто склонен к графике, я включил снимок анализатора спектра синусоидальной волны 1000 Гц и несколько изображений прямоугольной волны. Я включил только изображения прямоугольной формы, поскольку синусоидальные изображения были точными копиями входного сигнала на всех частотах. Когда я хотел запустить полный профиль искажения, я столкнулся с проблемой. Незадолго до того, как я начал, я обнаружил шум в сети переменного тока в моем магазине.Шум имел тенденцию сбивать с толку анализатор HP. Первоначальные результаты были ниже диапазона 0,15%, и пока я не устраню проблему шума, я не хочу делать никаких дополнительных заявлений. Вместо этого я провел несколько тестов прицела большой мощности. Версия KT88 могла выдавать 24 Вт прямоугольных волн от 20 Гц до 10 кГц. Они были очень похожи на те, что на одном Ватте.
Как я неоднократно отмечал, это трудная для обсуждения тема. То, что я слышу и что нравится, почти наверняка отличается от того, что слышит и нравится кому-то другому.Мне нравится заниматься музыкой. Если что-то торчит, это ухудшит впечатление. Поэтому мне нравится плавный отклик, много деталей, широкая звуковая сцена и полный спектр звука. Эти усилители предоставляют все это в большом количестве. Независимо от того, какие лампы я использовал для выходов, звук получается «шелковистым» и изысканным. В то же время у него очень прочный нижний конец. Этого почти достаточно, чтобы отключить сабвуферы. Да, я признаю использование сабов. Два огромных 7-кубических фута с 15-дюймовыми драйверами. Они питаются от набора DIY LM3875 неинвертирующего чипа усилителя (клона усиления), а сигнал разделяется электронным кроссовером Marchand 24 дБ / октава при 50 Гц.Основные динамики представляют собой пару модифицированных Altec Lansing 1010. Звук, использующий только сеть (полный диапазон без перехода на сабвуфер), полный и солидный. Баса хватит на всех, кроме меня. Мне нравятся эти две нижние октавы. Изображение отличное, очень стабильное центрирование, разделение ограничено только другим оборудованием (в конце концов, это моноблоки), детализация отличная, а звук имеет то качество тепла, которое вы ожидаете от лампового усилителя. Лично я считаю, что лампы JJ KT77 имеют самый изысканный звук, в то время как лампы JJ 6L6GC и Gold Lion KT88 имеют лучший бас.Лампы КТ88 конечно громче.
После размышлений
У меня всегда появляются идеи после того, как проект готов и работает. Например, легко ли построить? Как проект DIY с двухточечной проводкой, это не особенно легко для новичка. Для более продвинутого строителя это будет несложно. Это не лучший выбор для первого проекта. Стоит ли затрат и хлопот? Я так думаю. Трансформаторы и лампы — основные расходы. Они будут стоить около 150 долларов США за каждый канал. Остальные детали остаются на усмотрение строителя.Это может быть всего 75 долларов США или столько, сколько вы хотите заплатить. Я использовал детали среднего и высшего класса, и, по моим оценкам, они стоили около 150 долларов США за канал. Премиальные лампы (Gold Lion KT88 и т. Д.) Будут стоить дороже. Можно ли купить такое качество звука в ламповом усилителе по 300 долларов за канал? Думаю, нет. Я не буду втягиваться в это, если усилители SS будут делать то же самое за меньшую цену. Это другие люди должны решать сами.
«Li’l 4×4» ламповый усилитель — как это работает
КЛАССИЧЕСКИЙ МИНИМАЛИСТИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ
Мы начнем обсуждение «Li’l 4×4», сначала взглянув на классический Двухтактная конструкция 35C5, используемая в усилителе Lafayette KT-92.Схема повторяется ниже для удобства. При желании вы можете щелкнуть изображение правой кнопкой мыши и выбрать «открыть ссылку. в новом окне «, если вы хотите, чтобы он был доступен при чтении текстовой части статья.
Схема, классический дизайн Lafayette KT-92
Блок питается напрямую от сети переменного тока 120 В, без силовых трансформаторов. Нити соединены последовательно, с суммой до 117 вольт (35 + 35 + 35 + 12). 35W4 образует однополупериодный выпрямитель, который фильтруется трехкаскадной RC-цепью.B + для выходного каскада пластины и экраны взяты от второго конденсатора, а B + для предусилителя и фазы инвертор от третьего конденсатора в фильтре.
Входной сигнал усилителя подается непосредственно на регулятор громкости, откуда он проходит через переменный фильтр верхних частот (регулятор «Treble»). Когда дворник установлен на минимум, отклик примерно ровный (хотя фактическая частотная характеристика будет зависеть от немного о настройке регулятора громкости). Когда он установлен на максимум, предпочтение отдается более высоким частотам, с нижним углом 3 дБ около 1500 Гц.и более высокий полюс (плато) около 4000 Гц. Для В целях тестирования регулятор громкости был установлен на максимум, а регулятор высоких частот на минимум, чтобы минимизировать эффект этого контроля.
Выход цепи управления громкостью / высокими частотами подается непосредственно на сетку первого секция сдвоенного триода 12AX7. Катодный резистор с частичным шунтированием обеспечивает смещение сетки, в то время как обеспечение небольшого количества местной отрицательной обратной связи, чтобы помочь линеаризовать реакцию сцены. А Резистор 100 кОм обеспечивает пластинчатую нагрузку для каскада предусилителя.Катод также имеет резистор на 10 кОм. к подключенному к нему регулятору «Бас»; мы обсудим функцию этих компонентов a чуть позже, так как они стали частью глобальной сети обратной связи.
Выход первого каскада через конденсатор 0,05 мкФ подключен к сети одного из выходные трубки, соединенные как двухтактная пара. Часть (около 1/11) этого сигнала снимается с помощью делителя напряжения, и подается на сетку другой половины двойного триода 12AX7, который образует фазоинвертор.
Коэффициент усиления по напряжению фазоинвертора установлен чуть ниже 10 из-за отношения пластинчатого резистора к (обойденный) катодный резистор. Обратите внимание, что пластина этого триода обеспечивает выходной сигнал сравнимая по величине, но противоположная фаза сигналу на пластине каскада предусилителя. Этот Сигнал «равный, но противоположный» снова подается через конденсатор 0,05 мкФ в сеть. «тянуть» половину двухтактного выходного каскада.
Здесь следует отметить, что это не самая лучшая схема фазоинвертора из когда-либо существовавших. изобрел.Производительность можно значительно улучшить, сделав катодный резистор фазы инвертор регулируется, так что усиление может быть обрезано для подачи точно такой же амплитуды сигнала к обеим половинам двухтактной выходной пары. Фактически это единственная модификация (кроме ошибка переключателя питания, упомянутая ранее), сделанная для этого устройства с целью сравнительного тестирования.
Пластины выходных ламп 35C5 подключаются к противоположным концам выходного трансформатора с центральным отводом. Вторичная обмотка питает 8-омный динамик.Отвод для 4-омного динамика тоже предусмотрен, но все Тестирование (и последующее обсуждение) проводилось с использованием выходного отвода 8 Ом.
Незаземленная (горячая) сторона выхода динамика также используется как точка отсчета для простого но интересная глобальная сеть обратной связи. Обратите внимание, что фаза сигнала в динамике равна инвертирован относительно сигнала источника на сетке каскада предусилителя, а также сигнал на катоде. Схема интересна тем, что и сетка, и катод предусилитель используются в качестве точек подачи сигнала отрицательной обратной связи.
Полнодиапазонная обратная связь подается непосредственно на катод с помощью суммы резисторов 2,2 кОм и 12 кОм. А Часть сигнала также подается на сетку через схему управления «басом». С участием регулировка низких частот на минимуме (максимальное сопротивление), схема практически ничего не делает. Тем не мение, по мере уменьшения сопротивления все больше и больше высокочастотной составляющей возвращается в сетки, вызывая уменьшение усиления системы на более высоких частотах и, как следствие, благоприятствуя более низкие частоты.Из-за чрезвычайной простоты этой схемы существует значительная влияние на общий прирост. Как и в случае с «тройным» контролем, все тесты и измерения проводились с минимальной установкой этого контроля (фактически вне цепи).
КАК МЫ МОЖЕМ ДЕЛАТЬ ЛУЧШЕ?
Возможно, неудивительно, что классические схемы, такие как та, что используется в Lafayette KT-92, не соответствуют имеющий право на звание «Hi-Fi» практически по любым стандартам. Ниже приводится список некоторых недостатков (без учета регуляторов тембра):
- Несимметричный фазоинвертор не обязательно ухудшает показатели четных гармонических искажений.
- Относительно низкое усиление системы допускает только небольшую отрицательную обратную связь и, как следствие, уменьшение THD.
- Работа класса A при низком напряжении на пластине обеспечивает выходную мощность максимум 2 Вт.
- Сравнительно сильный шумовой сигнал, в основном из-за гула источника питания 60 Гц (и его гармоник).
- Неизолированный источник питания делает устройство небезопасным или даже непригодным для использования в большинстве приложений.
Однако для ламп предусилителя мы используем преобразованную мощность, чтобы уменьшить гул и шум. Для входной каскад пентода с высоким коэффициентом усиления, мы сделаем еще один шаг и исправим / отфильтруем нить накала поставка.
БЛОК ПИТАНИЯ 4×4
Вот схема результирующего блока питания нашей схемы:
Несколько пунктов по порядку:
- Плюс питания двухполупериодного выпрямителя с использованием твердотельных диодов для лучшего напряжения регулирование и низкий уровень шума.
- Положительный источник питания имеет значительно более высокое напряжение, чем линейное напряжение классический дизайн, позволяющий выжать вдвое больше энергии из одних и тех же ламп за счет использования класс АВ 1 режим работы.
- У нас также есть регулируемое отрицательное напряжение -140 В, которое обеспечивает источник для отдельно регулируемое смещение сетки выходной лампы. Это устраняет необходимость в катодном резисторе, и сопутствующее этому сокращение эффективного предложения.
- Отрицательное питание также позволяет улучшить линейность «пары длинных хвостов». дифференциальный вход и каскады драйвера за счет более высокого общего напряжения питания (около 340 вольт).
- Твердотельные диоды используются повсюду для повышения эффективности и повышения напряжения регулирование.
- Подача нити накала выходной трубки снижается с 120 В переменного тока до необходимого напряжения с помощью комбинация полуволнового диода и резистора. Это приводит к значительно меньшему количеству избыточного тепла. чем использование только резистора.
- Нити линейного предусилителя (V2 = 12AX7) и драйвера (V3 = 12AU7) питаются переменным током от нити накала обмотки силового трансформатора, чтобы не создавать гул и шум, помещая их в серия с выходными ламповыми нитями. Каскад инструментального предусилителя (V1 = 4AU6) занимает одну ступень кроме того, обеспечив подачу нити накала с фильтром постоянного тока.
- Я использовал 4AU6 для инструментального предусилителя. Его 4-вольтовая нить накала позволяет использовать двухполюсный фильтр в цепи питания постоянного тока для еще большего уменьшения шума. (Более распространенный 6AU6 мог бы быть используется путем удаления R6 и C6 и увеличения C5 до 4700 мкФ.)
- Путем соответствующего изменения силового трансформатора схему можно использовать с сетью 240 В переменного тока. Тем не мение, должны быть выполнены меры для подачи нити накала выходной трубки, так как прямая работа значительно превышает максимальное напряжение между нагревателем и катодом, поэтому не рекомендуется.
ГЛАВНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
Это принципиальная схема основного усилителя «Li’l 4×4». Это завершает схему, если вас интересует только чувствительность линейного входа.
Первое большое отличие этой конструкции состоит в том, что выходной каскад имеет фиксированное смещение, а не катодно-смещенный. Это дает отличный контроль над точкой смещения, а также не «ограбляет» любой диапазон от допустимого размаха напряжения на лампах. Это также позволяет нам эксплуатировать лампы класса AB1. режим без каких-либо сдвигов смещения, так как любая из трубок приближается к отсечке.
Использование режима класса AB1 существенно увеличивает нашу выходную мощность в два раза по сравнению с конструкцией KT-92; куда KT-92 едва достигает 2 Вт до того, как демонстрирует заметное сглаживание формы входного сигнала, «Li’l 4×4» выдает целых четыре ватта до клиппирования (с использованием 30A5 / HL94). Более того, общая рассеиваемая мощность ламп фактически снижена! КТ-92 работает около 65 миллиампер, при напряжении между пластиной и катодом около 87 вольт, для рассеяния 5,7 ватт. Li’l 4×4 работает при напряжении между пластиной и катодом около 180 вольт при 20 миллиампер в состоянии покоя, для рассеивания 3.6 Вт. При полной выходной мощности рассеиваемая пластина увеличивается примерно до 5,4 Вт.
Питание экрана также было значительно улучшено за счет использования стабилитрона на 130 вольт (или добавления цепочки). до 130 вольт). Это поддерживает постоянное напряжение до тех пор, пока общий средний экранный ток не превысит примерно 6 миллиампер, после чего напряжение начинает проседать, чтобы защитить трубки от чрезмерного рассеивание экрана. Конденсатор C19 по существу становится значимым только при таком пониженном напряжении. состояние, предотвращающее изменение напряжения экрана в зависимости от подаваемого сигнала и поддержание цепи в истинный режим работы пентода.
Обратите внимание, что усилитель использует двухтактную (сбалансированную) геометрию. Это значительно снижает четных гармонических искажений, делая характеристику усилителя как можно более симметричной относительно ось x (время). Каскад фазоинвертора как таковой отсутствует; две необходимые фазы уже присутствуют на пластинах водительского каскада (V3 = 12AU7), который представляет собой дифференциал «длиннохвостая пара» усилитель звука. Сетки катодно смещены посредством отвода на цепочке катодных резисторов. Водитель в свою очередь питается от аналогичного дифференциального предусилителя с длинной шлейфом (V2 = 12AX7) с заземлением эталонные сети (что стало возможным благодаря нашему отрицательному источнику питания -140 В).Использование дополнительной ступени дает гораздо больший выигрыш в системе, чем традиционные конструкции, позволяя гораздо больше обратная связь, применяемая для линеаризации отклика.
Кроме того, эта схема использует топологию обратной связи, очень похожую на ту, которая используется для оперативного конструкции усилителей. Используется неинвертирующий вход (сетка) дифференциального входного усилителя. строго для входного сигнала. Инвертирующий вход используется строго как узел обратной связи. Отзыв Таким образом, сигнал не зависит от входного сигнала и обеспечивает постоянный, почти резистивный входной сигнал. сопротивление.Вход обратной связи по существу связан с простым делителем напряжения на выходе динамика, сделать расчеты обратной связи относительно простыми.
Так как это предназначалось как усилитель для гитары, а так как динамик и выходной трансформатор Комбинация, используемая для этого приложения, имеет практический предел низких частот около 80 Гц, низкочастотный спад около 50 Гц. был включен в сеть обратной связи. Намного выше этого частоты, делитель напряжения состоит в основном из R35 и R36.Однако на более низких частотах R36 по существу выпадает из картины, оставляя только гораздо более высокий R37 в качестве нижнего делителя. элемент, увеличивая результирующую обратную связь по напряжению и соответственно уменьшая коэффициент усиления.
Последний аспект, который нам нужно решить, — это фильтры нижних частот, образованные C12 / R19 и C13 / R20. Это необходимо для ограничения высокочастотной характеристики усилителя, чтобы предотвратить колебания из-за к отрицательной обратной связи. Еще один такой фильтр нижних частот представлен делителями R22 / R24 и R23 / R25, в сочетании с входной емкостью каскада драйвера плюс C16.Без такой высокочастотной спад, схема становится модным ультразвуковым генератором мощности, даже на сравнительно низких уровнях отрицательной обратной связи. Точно так же конденсаторы связи C17 / C18 в каскаде драйвера были выбраны для ограничения низких частот. отклик (частота спада 3 дБ примерно при 70 Гц) для предотвращения низкочастотных колебаний (моторно-водный). Обратите внимание, что, возможно, потребуется настроить углы спада как высоких, так и низких частот. в вашем конкретном приложении, в значительной степени в зависимости от вашего выходного трансформатора.С хорошим трансформатором например, блок Hammond, рекомендованный в списке запчастей, вам, скорее всего, сойдет с рук меньше сильная фильтрация.
ДЛЯ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ИЛИ НЕ ДЛЯ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ
Я не собираюсь здесь мешать кастрюлю, в которой готовятся Великие дебаты с отзывами. Для тех кто предпочитают проекты, которые по своей природе очень линейны (поэтому не требуют обратной связи) и могут себе позволить это часто очень дорогое хобби, для них больше силы. Однако, поскольку это предназначение этого дизайна было для создания высококачественной схемы с использованием недорогих низкокачественных деталей использование обратной связи является абсолютная необходимость.
Я первым признаю, что NFB (отрицательная обратная связь) — палка о двух концах в вакуумной лампе Приложения. На первый взгляд может показаться, что те же принципы, которые обычно используются для сделать быстрые твердотельные схемы суперлинейными, также могут быть применены к электронным лампам. Однако с Трубки такие подходы работают только при соответствующих условиях. Например, Схема «универсального предусилителя», которую я разработал для высокого качества воспроизведения. приложениям воспроизведения это сходит с рук в основном из-за прямого подключения каскадов, которые уменьшают количество реактивных элементов, которые затрудняют применение больших количеств NFB, если не невозможно.
Самая большая ложка дегтя — это выходной трансформатор, необходимый для наиболее эффективного лампового питания. системы усилителя. По моему опыту, это самый большой источник частотных искажений в лампе. усилители мощности. Что еще хуже, может быть очень сложно эффективно включить в глобальную обратную связь сети. Обе проблемы можно свести к минимуму, используя высококачественные трансформаторы, например, в Проект референсного усилителя РА-100; поскольку трансформатор уже высокое качество, не требуется много обратной связи, чтобы уменьшить оставшуюся нелинейность до приемлемой уровни.
Однако при использовании недорогих выходных трансформаторов требуется больше обратной связи, чтобы выпрямить отклик схем, использующих их. Проблема усугубляется тем, что такие трансформаторы имеют тенденцию иметь высокие значения «индуктивности рассеяния», которые вносят значительный положительный реактивное сопротивление даже при правильном подключении нагрузки. Это сочетается с распределенной емкостью. (отрицательное реактивное сопротивление), чтобы сформировать саморезонансный контур, с результирующими полюсами, которые могут использовать большой объем обратной связи практически невозможен.
Еще одна потенциальная трудность с NFB заключается в том, что все может быть хорошо в пределах линейной области. Однако когда усилитель достигает отсечки, NFB разваливается, и в результате искажения становятся намного больше. экстремально, чем было бы без NFB.
Наконец, из-за множества полюсов в большинстве схем ламп, введение большого количества обратная связь может фактически увеличить искажения на некоторых гармониках (особенно высших) даже в то время как это снижает уровень других.Конечным эффектом является то, что звук с большим количеством NFB становится не обязательно лучше звука без него; это просто другое. Ситуация напоминает использования шумоподавления на грампластинках и т. д. Если также установлен уровень шумоподавления высокий, новые артефакты, которые появляются, могут быть более заметными и раздражающими, чем исходные шипение и щелчки!
Итак, в описанном здесь дизайне я провел много экспериментов, чтобы найти приемлемый компромисс. мои требования и предпочтения.В результате была получена схема, использующая намного больше NFB, чем обычно применяется в таких схемах (например, конструкция КТ-92), создавая усилитель, который звучит намного лучше, чем можно было бы предположить, взглянув на его список частей; однако «цена» является серьезной нестабильностью в условиях холостого хода (в любом случае не рекомендуется для ламповых цепей!), а некоторые поистине поразительные артефакты в условиях перегрузки (подробности см. в следующем разделе).
ВХОДНАЯ СТУПЕНЬ ПРИБОРА
Инструментальный предусилитель представляет собой полностью «стандартный» пентодный предусилитель.Без сюрпризов здесь. Катод частично отключен, чтобы обеспечить умеренную локальную обратную связь для уменьшения шума. и искажения за счет усиления. Поскольку схема пентода по своей природе имеет сравнительно высокая прибыль для начала, на мой взгляд, это стоящая сделка. Прирост далее снижается в басовый диапазон с изломом 3 дБ на частоте около 70 Гц.
Я использовал входной разъем 1/4 дюйма с изолированным переключателем, который отключает выход предусилителя. каскад от линейного усилителя, когда ни один инструмент не подключен.Это исключает любую возможность гул от предусилителя подается на остальную часть усилителя, когда фактически не используется.
Схема лампового усилителя класса А
Когда вы слышите продукт с оценкой «А», вы часто думаете, что он лучший из существующих. На это могут претендовать ламповые усилители класса А. Многие современные ламповые усилители имеют маркировку класса А как часть своего маркетинга. На рынке также есть много ламповых усилителей, имеющих маркировку класса AB.
Это может сбивать с толку некоторых людей.Многие люди думают, что ламповые усилители — это одно и то же, но если вы посмотрите на схему лампового усилителя класса A , вы увидите большую разницу между ними. Если вы хотите узнать больше о том, стоит ли вам покупать ламповый усилитель класса А, вот краткое руководство по ним.
ОсновыПрежде чем мы углубимся в различия, мы должны взглянуть на то, что у них одинаковое. Любой ламповый усилитель состоит из трех основных элементов: катода, пластины и сетки.Катод — это часть, которая нагревается внутри вакуумной трубки за счет электрического тока. Из-за отсутствия каких-либо сопротивлений из-за вакуума это формирует облако отрицательно заряженных электронов вокруг катода.
Табличка — вторая часть уравнения. Это положительно заряженный электрод, который притягивает все эти электроны. В результате получается более сильный электрический ток, чем исходный.
Однако ламповые усилители, особенно инструментальные, имеют дополнительный электрод.Это сетка. Это нарушает поток электронов между катодом и пластиной в зависимости от входного сигнала, который он получает от прибора. Вот так ламповый усилитель точно воспроизводит разные звуки.
Звучит довольно просто, поэтому люди открыли эту технологию в начале прошлого века. Благодаря столетию усовершенствований современные ламповые усилители претерпели некоторые модификации, которые отличают их друг от друга. Вот где вступают в силу классификации Class A и Class AB.
Большая разницаКогда вы посмотрите на схему лампового усилителя класса A , самое заметное, что вы заметите, это то, что сетка имеет положительный заряд.Это означает, что поток на графике непрерывный, хотя время от времени он будет немного колебаться в зависимости от силы заряда.
Ламповый усилитель класса AB имеет другой заряд. Установлен отрицательный заряд. Это может нарушить поток электронов, когда звук слишком тихий. Обычно это приводит к отключению звука. Однако для ламповых усилителей класса AB есть резервная лампа, которая активируется, когда одна лампа гаснет. Это продолжает усиление. В результате две трубки выполняют работу одной.
Специалисты называют это «двухтактной» конфигурацией. В системе используется фазоинвертор для разделения нагрузки между ними. Одна из трубок будет обрабатывать все положительные заряды, а другая — отрицательные.
Что вы получитеКаждый класс ламповых усилителей имеет существенные преимущества и недостатки. Начнем с усилителей класса А. Одна активная лампа означает, что усилитель обеспечивает постоянный поток звука. Он также обеспечивает более быстрое усиление при гораздо большей громкости.Это дает вам более отзывчивый усилитель с заметными изменениями звука.
Настоящее преимущество в том, что он дает звуку плавное сжатие. Сжатие происходит с усилителями при максимальном токе. Благодаря непрерывному потоку, это всегда актуально для усилителей класса А. Компрессия сокращает диапазон между самыми высокими и самыми низкими сигналами в вашем звуке. В результате он более понятен слушателю, и усилитель «поет» лучше.
Проблема с классом A заключается в том, что ток постоянно включен.Это означает, что даже без прохождения звука трубка все равно напрягается. Это приводит к более короткому сроку службы лампы и более низкой номинальной мощности по сравнению с аналогичными усилителями класса AB. Усилители класса А также потребляют больше электроэнергии.
Усилителикласса AB имеют свои преимущества. Во-первых, благодаря тому, что две лампы распределяют нагрузку между ними, на них меньше нагрузки, что предотвращает любые проблемы с перегревом. Это гарантирует, что они могут работать намного дольше, чем лампы класса А. Кроме того, усилители класса AB могут выдерживать более высокие номинальные мощности, чем усилители класса As, из-за разделения мощности.
Еще одним преимуществом усилителей класса AB является более высокий запас по мощности. Это диапазон звука, который усилитель может создать, не вызывая искажений. Для исполнителей очень важно, чтобы звук, который они издают, был чистым и неискаженным.
Основная проблема с классом AB — их медленный отклик. Без постоянного протекания через них тока им необходимо «разогреться», прежде чем они полностью усилят звук. Вместо резких изменений звука, которые вы можете получить от лампового усилителя класса A, вы заметите медленный подъем, поскольку класс AB адаптируется к звуку, который он усиливает.
Стоит ли?Большой вопрос, который беспокоит многих музыкантов, — какой усилитель использовать. Большой вопрос, который они должны задать себе, — это звук, который они хотели бы издавать.
Усилители класса A производят чистый звук без перекрестных искажений. Звук, который вы получите, также явно «олдскульный» по ощущениям. Если вы поклонник музыки начала 20 века, вы сразу узнаете тон.
Усилители класса AB могут воспроизводить равноценный хороший звук.Однако вы заметите небольшое искажение, когда лампы будут тянуть и толкать. Вы также услышите более широкий диапазон звука без искажений. Если вам нужен гибкий усилитель, который намного снисходительнее, чем класс A, вы можете приобрести один из них.
Сравнивая схему лампового усилителя класса A и усилителя класса AB, вы можете увидеть заметную разницу между ними. Однако вы должны основывать свой выбор на звуке, который должен воспроизводить ваш инструмент.
Нужно больше? Ознакомьтесь с описанием ламповых усилителей
, Часть 11: Отрицательная обратная связь
Часть серии блогов Объяснение схем ламповых усилителей
Если мы считаем, что чрезмерное искажение не является идеальным, то реальный вопрос остается Спросите: как мы можем это ограничить?
Есть метод, который мы рассмотрим чуть позже, но сначала я просто упомяну, что выбор компонентов и конструкция схемы являются наиболее важной отправной точкой.В комплекте AE1 используется драйверная лампа 12AT7 и выходная лампа EL34, и он разработан с учетом определенной рабочей точки, источника питания и фильтрации, линий нагрузки, выходного трансформатора и т. Д. Все эти варианты приводят к определенным характеристикам и уровню искажений. Существует много типов ламп, каждая из которых имеет разные характеристики по коэффициенту усиления, крутизне и кривым сетки. Есть также много других вариантов схемотехники, более сложных, чем эта, возможно, с участием нескольких ламп или каскадов перед выходом.Двухтактный — это еще одна конструкция, отличная от несимметричной и имеющая другие последствия для мощности и искажений. Все это, чтобы сказать, мы начинаем с компонентов и схемы, разработанных как можно лучше для наших намеченных целей, а затем мы можем рассмотреть еще один инструмент в нашем наборе инструментов для его оптимизации: отрицательная обратная связь .
Как и во многих других вещах, существуют разные точки зрения на использование отрицательной обратной связи. Некоторые могут посчитать это нежелательным способом улучшить характеристики усилителя, каким-то образом нарушающим качество звука или чистоту конструкции.Конечно, если схема и производительность плохие, и используется отрицательная обратная связь, чтобы попытаться нанести помаду свинье, тогда я смогу понять. Но категорически рассматривать отрицательную обратную связь как то, чего следует избегать, на мой взгляд, упускает очень полезную технику.
Итак, что такое отрицательный отзыв и как он работает? Я постараюсь объяснить это так, как мне кажется, признавая, что есть другие, которые могут лучше охватить теорию и уравнения, если вы хотите узнать больше.
Обратная связь как общая концепция может быть найдена в самых разных местах, где фактический результат сравнивается с эталонным уровнем.Рассмотрим несколько примеров:
Термостат определяет, что в комнате слишком холодно, и включает печь, пока температура не достигнет ожидаемого уровня, а затем термостат выключает ее.
Круиз-контроль вашего автомобиля измеряет, насколько быстро автомобиль движется, и регулирует подачу газа в двигатель, если автомобиль едет слишком медленно или быстро относительно определенного уровня.
В вашем туалете есть поплавок, который определяет уровень воды и открывает или закрывает водяной клапан, пока резервуар не наполнится до ожидаемой точки.
В процессе усиления, который мы рассмотрели до сих пор, у нас есть входное напряжение и выходное напряжение, которые больше в зависимости от коэффициента усиления усилителя. Это можно назвать «усилением разомкнутого контура» (что означает отсутствие контура обратной связи), и мы знаем, что это усиление не идеально равномерно для всех входных напряжений. Это как бы «неконтролируемо», так сказать.
Контур отрицательной обратной связи может использоваться для изменения схемы и создания другого «коэффициента усиления замкнутого контура», который берет часть выходного напряжения — «долю обратной связи» — и вычитает ее из входного для создания нового управляющего напряжения.Здесь показана общая структура обратной связи.
Взятие части выхода и вычитание ее из входа ослабит управляющее напряжение, снизив общее усиление. Это небольшая жертва, которую мы приносим, чтобы использовать отрицательную обратную связь, и предполагаем, что с самого начала у нас есть значительный выигрыш. Теперь мы связали вход с выходом в определенном соотношении, и фактическое усиление усиленного сигнала теперь полностью определяется этой долей обратной связи, а не только усилением разомкнутого контура.Чтобы достичь состояния равновесия, управляющее напряжение будет компенсировать большее или меньшее значение в зависимости от отношения, которое контур обратной связи видит между выходом и входом. Это именно то, что нам нужно, чтобы справиться с нелинейностью, и именно поэтому она снижает гармонические искажения.
Прежде чем мы снова посмотрим на нашу реальную схему, я хочу обратиться к еще одной ментальной ловушке, в которую легко попасть. Легко проследить цепь в нашем медленном и методичном человеческом темпе: «Хорошо, наш входной сигнал идет сюда… [палец указывает на схему]… а затем трубка усиливает сигнал, и он выходит сюда… а затем петля обратной связи отправляет его сюда, где он возвращается ко входу … а затем, эм, он снова проходит через трубку во второй раз? И снова и снова? » Это неправильный способ думать об этом.Нет итеративного процесса, повторяющегося во времени, это почти мгновенное влияние на управляющее напряжение, когда мы добавляем в контур обратной связи [1]. Если бы возник дисбаланс, основанный на обратной связи, напряжения компенсировались бы быстрее, чем любая звуковая частота, которая нас волнует.
Отрицательная обратная связь может быть реализована различными способами: локальная обратная связь по одной лампе, глобальная обратная связь по всей цепи и т. Д. Давайте еще раз взглянем на нашу схему AE1 и посмотрим, как она использует отрицательную обратную связь.Есть один резистор, который мы еще не обсуждали, резистор 200 кОм, который выходит из анода выходной лампы и подключается обратно к другой стороне конденсатора связи. Это один из типов обратной связи, по сути соединяющий пластину двух ламповых каскадов с пластиной. Напряжение анода EL34 — это выход, часть которого мы берем (используя резистор 200 кОм), подключаем обратно и вычитаем из входа, который поступает из каскада драйвера.
Как мы узнаем, что это отрицательная обратная связь: вычитание вместо добавления? Если вы посмотрите на предыдущий пост, показывающий линию нагрузки, положительное изменение в сети вызывает отрицательное изменение анодного напряжения.Это означает, что выходное напряжение анода инвертировано относительно входной сети. Итак, в нашем примере обратной связи здесь выход уже имеет обратную полярность по сравнению с входом, и их подключение вычитает выход.
Я знаю, что едва описал это и плохо! Хотя мы могли бы рассмотреть другие типы обратной связи или использовать некоторые уравнения, я думаю, что на этом остановлюсь и не буду пытаться идти дальше этого общего обзора. Но я надеюсь, что вы поняли общую концепцию: использование выхода как влияния на вход для достижения контролируемого уровня усиления.Если вы еще не получили его, но хотите узнать больше, это может быть тема, которую вы выберете для дальнейшего изучения с использованием дополнительных ресурсов.
Мы до сих пор много рассказали об усилительной части схемы. Теперь давайте обсудим блок питания , а затем, я думаю, мы можем завершить эту серию!
[1] Очевидно, что эта тема сложнее, чем я описываю здесь, и время может играть важную роль по-разному, но цель состоит в том, чтобы объяснить обратную связь для очень общего понимания, а не подробное техническое описание.
| cool386 | Ламповый стереоусилитель | 9 июня 2011 г. 2:10:53 |
| «Блок питания этого устройства может использоваться для всего, что требует 290–320 В постоянного тока до примерно 3 ампер». Большая ошибка: 5Y3 рассчитан на 125 мА. 3А пластины светятся красным и замыкаются в кратчайшие сроки, не говоря уже о силовом трансформаторе. | ||
| холодный 386 | Ламповый стереоусилитель | 9 июня 2011 г. 2:07:40 |
| Вот очевидная ошибка: где резисторы возврата сетки для 6SF5? Сети будут плавать при неопределенном напряжении.Что нужно было сделать, так это вместо этого поставить C1 на вход регулятора громкости. Во-вторых, усиление напрасно теряется с R2. R3 не нужен. Контакт 3 6SF5 имеет 120 В ?? Я думаю, вы имеете в виду контакт 5. Значения резисторов вокруг регулятора громкости выше, чем нужно, и будут только способствовать шуму. Для такого усилителя используйте потенциометр на 500К. Значения резисторов вокруг регулятора громкости очень странные. | ||
| аноним | Ламповый стереоусилитель | 20 января 2010 г. 14:16:35 |
| Я хочу модифицировать блок питания, чтобы его можно было использовать для 220–240 В переменного тока, как в Европе. | ||
| аноним | Ламповый стереоусилитель | 18 сентября 2009 г. 14:20:06 |
| работает при входном напряжении 50 Гц? | ||
| Salvo | Ламповый стереоусилитель T1 | 9 июля 2009 г. 23:50:48 |
| , если я не могу найти указанный вами T1, могу ли я использовать два трансформатора для первичной обмотки. IE: 0ne 117V Primary, 350VCT Secondary и One 117V Primary, 6.3V вторичный. Также какова выходная мощность этого усилителя | ||
| chewacca866 | Ламповый стереоусилитель | 8 октября 2008 г. 13:18:28 |
| Могу заменить лампу 5Y3GT, поставив два диода 1N4007 1кВ или еще какие-то диоды на 8 Вт для этого усилителя, чтобы сэкономить немного Вт для цепи, чтобы нагреть эту лампу? | ||
| ДАНИЭЛЬ | Ламповый стереоусилитель | 25 июля 2008 г. 17:51:39 |
| Привет всем, где я могу получить запчасти антикварный электронный комплект или что-то в этом роде У меня не так много денег, поэтому мне нужны дешевые запчасти, а не плохие, но не дорогие…. | ||
| джимо | Ламповый стереоусилитель | 2 декабря 2007 г. 6:47:16 |
| Plaese Используйте 0.1mf ok | ||
| idid | Ламповый стереоусилитель | 4 ноября 2007 г. 1:36:51 |
| можно объяснить, как трубка подключена ???? мне нравится ваш проект … мне нужно понять больше … Вы можете мне объяснить …. | ||
| аноним | Ламповый стереоусилитель | 15 августа 2007 г. 11:08:02 |
| Трансформатор T1 определен как имеющий два 6.Вторичные обмотки 3 В, но разве вторичная обмотка, подключенная к выпрямителю 5Y3, не должна быть 5 вольт? Кроме того, «C8» отображается в двух местах и имеет значение 15 мкФ при 400 В. 15 мкФ кажется чрезвычайно высоким значением для этих конденсаторов, которые иногда используются для подавления линейного шума (и не рекомендуемый метод, потому что они обычно просто добавляют больше шумового загрязнения к земле). Более обычные значения для этих конденсаторов — это высоковольтные (1 кВ) керамические диски 0,001 мкФ, но я рекомендую не использовать их, если для начала нет проблем с линейным шумом.Кроме того, поместите подходящий предохранитель перед S1 для защиты от пожара, запишите схему так, чтобы правая сторона вилки была «N» для нейтрали, и включите трехконтактную вилку с заземлением, привязанным к корпусу. Сочетание отсутствия заземления и наличия одного или обоих C8 может вызвать немедленную опасность смертельного шока. | ||
Jurich, EJ: 9781500938864: Amazon.com: Books
Родился в мае 1945 года
Родился в Чикаго
Профессия — инженер радиовещания, на пенсии
Начал заниматься электроникой на электронных лампах в 1955 году в возрасте десяти лет.Между 1955 и серединой 1970-х годов было разработано и построено несколько ламповых усилителей. Также были созданы комплекты Knight и Heath Kits. В 1969 году сдал экзамены на получение лицензии FCC First Class License, затем начал карьеру в области радиовещания.
В 1955 году начались эксперименты со схемами ламповых усилителей. Использовались лампы выпрямителя 35W4, выходные лампы 12AX7 и 50C5. В основном это были лампы, которые использовались в радио AC / DC того времени. Нити накала были подключены последовательно и подключены непосредственно к сети 115 В переменного тока.Выпрямленный переменный ток мощностью 35 Вт4 напрямую от сети 115 В переменного тока, силового трансформатора не было. Это будет означать работу с шасси, где цепи заземления подключены непосредственно к сети переменного тока. В то время вилки вилки переменного тока были одинакового размера, что позволяло вставлять вилку в розетку переменного тока в любом случае. В зависимости от того, каким образом усилитель был подключен к розетке переменного тока, заземление цепи может фактически находиться в горячей сети переменного тока. Концепция AC / DC была возвратом к более ранним временам, когда в некоторых частях города могло быть питание постоянного тока.
Любимым домашним проектом примерно 1966 года был стереоусилитель с двухтактными выходными лампами 6CA4. Примерно в то же время Knight Kit вышел с новым комплектом твердотельного усилителя с отличными для того времени характеристиками, включая «бескамерный дизайн, практически исключающий гул». В 1967 году было решено построить один из этих новых высокотехнологичных усилителей.
Через пару дней после сборки комплекта усилитель был подключен к системе и запитан. Первое, что заметил, — это значительный гул, намного более высокий, чем у лампового усилителя 6CA7.Проводка была перепроверена и была правильной. Изменение положения проводов не имело никакого значения. Начал проигрывать альбом на вертушке, и после пары песен усилитель казался ровным, безжизненным. После прослушивания нескольких альбомов результаты были такими же. Подключил усилитель 6CA7 и отложил твердотельный усилитель. С тех пор стал трубочным человеком. Если вы прочтете всю статью Allure of Vacuum Tube Amplifiers ниже, то увидите, что разница в звуке электронных ламп сохранялась и в 1990 году.
В 1969 году возник интерес к радиотехнике. Сдал экзамены FCC и получил лицензию FCC First Class. Получил работу первым помощником инженера в компании WROK в Рокфорде, штат Иллинойс. Через несколько месяцев был нанят CBS в Чикаго в качестве штатного инженера. Работал в CBS три с половиной года. Затем WROK искал нового главного инженера, и ему предложили эту должность. Чуть более сорока лет он проработал на различных радиостанциях по всей стране в должности главного инженера.Некоторые из городов включают Милуоки, Майами, Мобил, Балтимор, Бирмингем, Гранд-Рапидс, Сент-Луис и Канзас-Сити.
