Ламповый усилитель. Редкий пример хорошего однотакта
Вниманию телезрителей предлагаю статью по теме построения однотактного лампового усилителя. Пожалуй, такая статья здесь единственная. По моему глубокому убеждению, однотактные усилители внимания не заслуживают. Т.е. для меня ответ на вопрос, что представляет собой усилитель, существует. Статья Александра Торреса написана квалифицированно, с пониманием проблематики и технических сторон реализации столь сложного проекта. Автор демонстрирует высокую культуру, лишь слегка обозначая сарказм, в отношении части телезрителей, называемых удифилами. Однако, на мой взгляд, проявление Александром подобной выдержанности и толерантности в адрес явной глупости (про крутость усилителя на 4 Вт), избыточно.
Двухкаскадный однотактный на 6СЗЗС без обратных связей. Усилителей на свете много. Какой из них лучше, какой хуже – однозначного ответа нет. Одни предпочитают транзисторные или микросхемные «мощные операционники», другие – только однотактники, третьи падают в обморок, если в усилителе находят хоть один полупроводниковый элемент (даже если это всего-навсего светодиод индикации – и вместо него норовят поставить неоновую лампочку или «зеленый глаз»). Четверых выворачивает наизнанку, если стоят параллельные лампы, транзисторы, конденсаторы или даже резисторы, но при этом выясняется, что они не понимают, чем отличается трансформатор от дросселя (случай реальный). Пятые – пытаются решить все проблемы подбором правильного направления серебряных сетевых проводов и «правильного» припоя. Описываемый усилитель не претендует на звание «супер-пупер» или «всех времен и народов». Я прекрасно отдаю себе отчет, что лампа 6СЗЗС хотя и хорошая, но не самая-самая. Но было интересно сконструировать усилитель, исходя из некоторых концепций. Хотя «лучшая концепция – это отсутствие всякой концепции» (С) перефразированный А.Клячин, тем не менее, были высказаны следующие пожелания: 1.Обойтись без обратных связей, даже местных. 2.Минимум каскадов усиления. 3.Обойтись без электролитических конденсаторов в цепи сигнала (кроме стоящих по питанию – они ведь тоже находятся в сигнальной цепи). Получить достаточно высокую мощность для однотактника (15-18вт), чтобы обеспечить достаточную перегрузочную способность и малый уровень искажений на обычной для комнаты громкости (4-5Вт на акустике, с чувствительностью 88-92дБ). Обойтись минимумом моточных изделий, а те, без которых нельзя – максимально простые.
Мощный стабилизаторный триод 6СЗЗС отличается от большинства других триодов своим огромным током анода. Это обуславливает большую любовь к построению бестрансформаторных усилителей, или OTL, на этой лампе. К сожалению, ни одного нормально звучащего ОТЛ мне пока услышать не посчастливилось, но возможно повезет в будущем. Однако, его недостатком, кроме большой мощности накала, является большая тепловая инерция, температурная нестабильность, особенно при высоком сопротивлении утечки в цепи сетки. Проявляется это в том, что при использовании фиксированного смещения (рисунок внизу слева) вследствие изменения температуры, напряжений и большой тепловой инерции — при максимальном использовании лампы (т.е. близкой к максимальной мощности на аноде – 55-60Вт) нередко наблюдается лавинный саморазогрев лампы. Встречается много утверждений, типа «все это чепуха, я сделал и ничего не случилось». Но, как правило, или при этом использовалась 6СЗЗС с мощностью на аноде 40-45Вт, или это был Лофтин-Уайт (усилитель с непосредственными связями), или же «просто повезло». Есть также индивидуумы, использующие эту лампу с половиной накала и большим «недогрузом». У них тоже она не идет «вразнос», но мне всегда их хотелось спросить – а зачем вам при этом 6СЗЗС? Есть много других ламп.
Справедливости ради замечу, что и мне попадались нормально живущие с фиксированным смещением ламп (особенно 6СЗЗС-В) даже при мощности 70-80Вт на аноде, но немало попадалось и таких, которые «шли вразнос» уже при 50Вт. Есть у меня одна уникальная лампа, которая уходит в лавинный саморазогрев, как только мощность превышает 63-64Вт. Даже с использованием описываемого ниже «автофикса», эта лампа «улетала» в ток величиной 1 ампер, при смещении на сетке минус 100В! Поэтому наиболее часто используют автоматическое смещение (рисунок справа), которое дает прекрасную стабилизацию режима работы лампы. Но, как и в «Золотом правиле механики» — выигрываем в силе, проигрываем в расстоянии. Вместе со стабилизацией режима, мы получаем резистор в катоде, на котором рассеивается большая мощность (порядка 20Вт) и местную обратную связь, для устранения которой – резистор необходимо шунтировать конденсатором большой емкости. В случае 6СЗЗС, работающей при токе 300мА и смещении 70В, резистор 230Ом рассеивает 21Вт. И ему требуется электролитический конденсатор, импеданс которого не больше 1/10 от сопротивления резистора на нижней рабочей частоте. В данном случае – это не менее чем 330мкФ на 100 вольт, лучше же использовать 1000мкФ на 100В в сочетании с пленочным конденсатором 1-10мкФ.
Какие еще могут быть варианты? Схемы с непосредственной связью и с переходными трансформаторами могут помочь, но они обладают своими недостатками. Достоинствами фиксированного смещения являются, кроме отсутствия резистора и конденсатора в катоде лампы, еще отсутствие потерь (нагрева) этого резистора и легкость регулировки смещения простым маломощным подстроечным резистором. В случае автосмещения – ток покоя лампы можно изменить только изменением величины мощного резистора в катоде выходного каскада.
Много десятилетий назад, была придумана схема последовательного автосмещения. От обычного автосмещения она отличалась тем, что резистор стоял ДО фильтрующего конденсатора блока питания. Поскольку падение напряжения на нем зависит от тока через лампу, то и происходит стабилизация. Нужно только выделить постоянную составляющую, т.к. через резистор идет пульсирующий ток выпрямителя. Олег Чернышев (Ярославль) предложил брать напряжение с резистора через диод, соорудив, таким образом, пиковый детектор, этим удалось уменьшить сопротивление резистора, выделяемую на нем мощность (примерно в 2-3 раза), и уменьшить пульсации напряжения смещения. Я пошел на небольшое увеличение сопротивления резистора и рассеиваемой на нем мощности до 11-12Вт (но все же – оно меньше чем для обычного автосмещения) для увеличения напряжения, снимаемого с резистора, добавив в схему подстроечный резистор. В итоге, получившаяся схема обладает следующими достоинствами: -отсутствие катодного резистора и конденсатора, — легкость установки желаемого тока лампы обычным мелким подстроенным резистором. Стабилизация режима, поскольку это не фиксированное, а автоматическое смещение (Ucm зависит от тока лампы). Есть еще одно достоинство предлагаемой схемы – резистор автофикса стоит между выпрямителем и электролитом, тем самым ограничивая зарядный ток конденсатора, как во время включения (InRush Current), так и во время работы.
Существует другая возможность – использовать трансформатор тока, установленный в цепи переменного тока (во вторичной обмотке анодного трансформатора, перед выпрямителем. Возможна и его установка в первичной обмотке.) Такая схема еще больше снижает потери мощности во вспомогательных цепях, но требует более сильной фильтрации напряжения смещения, что может привести (и в некоторых случаях я это наблюдал) к самовозбуждению схемы на инфранизких частотах.
Следует заметить, что как схема автофикса, так и схема с трансформатором тока, в случае изготовления стереоусилителя, а не моноблоков, – требуют раздельных анодных обмоток и выпрямителей для каждого канала. Перейдем к рассмотрению полной схемы усилителя. Выходной каскад построен по схеме «автофикс» с регулируемым смещением. Режим работы каскада – 210В на аноде при 0,28А. При желании, можно его изменить подстроенным резистором в обе стороны (зависит от конкретной лампы). При изменении смещения меняется как ток, так и анодное напряжение (из-за изменения падения напряжения на резисторе автофикса). Резистор 1Ом в цепи катода 6СЗЗС служит для измерения тока, после настойки его можно закоротить (хотя он никому не мешает). Выходные трансформаторы секционированные – 4 секции первичной обмотки (790 витков, в сумме, провод 0,85мм), между которым 3 секции вторичной обмотки (по 36 витков в каждой), которая намотана плоским литцендратом большого (2кв.мм) сечения – это позволило обойтись без запаралеленных секций и уйти от уравнительных токов. Во вторичной обмотке сделан отвод от одной секции, это позволяет включать трансформатор тремя различным способами, получая с нагрузкой 8Ом величину Ra – 0,43kОм; 0,96kОм и 3,8кОм. Последнее значение вряд ли имеет практический смысл (хотя целиком вписывается в «концепцию» Юрия Макарова – Ra/Ri=20-30), но может быть интересно в качестве эксперимента, а также при работе с 4-х омной акустикой. Сопротивление 430Ом на первый взгляд мало, но с другой стороны – «соотношение Ra/Ri не следует делать более 4-5, поскольку ухудшается динамика каскада, а нелинейные искажения, при уходе выше этого соотношения уменьшаются незначительно (с) Анатолий Манаков». В реальности – все зависит от акустических систем (АС), как и многие SE без обратной связи, данный усилитель критичен к характеристике импеданса АС.
Сердечник выходного трансформатора – «двойной С-Core» из железа М5, сечение центрального керна 18кв.см., прокладка – 0,3мм. Трансформатор имеет индуктивность 4.5Гн, сопротивление первичной обмотки по постоянному току – 5.5Ом. Линейный участок намагничивания трансформатора простирается вплоть до тока 0,62А. С полным включением вторичной обмотки полоса частот трансформатора 9Гц-75кГц, а всего усилителя – 11Гц-53кГц (по уровню -3dB при напряжении 10В на нагрузке 8Ом), выходное сопротивление – около 2 Ом, искажение синусоиды (по осциллографу) на выходе начинается при мощности на нагрузке 15-18Вт. Коэффициент усиления – 13.
Поскольку целью являлось построение 2-х каскадного усилителя, то первый каскад (драйвер) должен обладать достаточным коэффициентом усиления, и большим запасом по размаху выходного сигнала. Используемая лампа 6Э5П, которую «открыл» для аудиоприменения Анатолий Манаков, при питании 350-400 В позволяет получить, в отсутствие выходного каскада, размах выходного сигнала +120В peak-to-peak.
Это примерно вдвое превышает максимально возможный сигнал +60-70 В р-р, который зависит от напряжения смещения выходного каскада. Эта лампа может быть включена как тетрод или как триод. В первом случае усиление даже избыточно (100-130), во втором – наоборот, недостаточно (30-40). В связи с этим, использована т.н. <ультралинейная> схема включения тетрода, в которой вторая сетка подключена к части анодной нагрузки. При указанных на схеме номиналах, эта схема имеет коэффициент усиления 60-70, что наиболее подходит для данного случая. В оригинальной схеме А.Манакова в аноде стоят одинаковые резисторы, и коэффициент усиления 45-50. Смещение драйвера может быть сделано несколькими способами – традиционное автоматическое смещение (резистор около 100 Ом, зашунтированный конденсатором 2000 мкФ в катоде, сеточный резистор при этом сидит на земле), фиксированное смещение батарейкой в цепи сетки и собственно фиксированное смещение. Последнее и было выбрано, поскольку нужно обойтись без конденсаторов в катодах всех ламп. Откуда брать напряжение (отрицательный источник) для фиксированного напряжения, не имеет большого значения. А поскольку такового не имелось – был и в драйвере использован «автофикс». Здесь его стабилизирующие свойства автоматического смещения не так важны, поэтому смещение выбрано общим для двух каналов. Аналогично питанию выходного каскада, в питании драйвера резистор автофикса также способствует уменьшению пиков зарядного тока электролитов блока питания.
Анодный блок питания входного каскада имеет 3-х ступенчатый фильтр, образованный сначала резистором автофикса и первым электролитическим конденсатором, затем последовательным резистором и вторым конденсатором, и в заключение – «электронным дросселем» на мосфете и большим, установленным параллельно выходному каскаду электролитическим конденсатором, зашунтированным пленочным. В выпрямителе используются быстрые диоды и противопомеховые фильтры (common mode, на схеме не показаны), предотвращающие попадание «мусора» из сети. Аналогичный «электронный дроссель» применен и в анодном питании драйвера. Накалы всех ламп питаются переменным током, для уменьшения фона – все накалы смещены на несколько десятков вольт вверх. Светодиод в цепи делителя смещения накалов использован для индикации. При таком построении блока питания, уровень фона на выходе составляет около 3мВ, что на АС с чувствительностью 90дБ, практически не слышно, даже если «вставить ухо в колонку». Эксперимента ради, я пробовал не меняя ничего в блоке питания, закорачивать электронные дроссели выходных каскадов. При этом в АС появлялся небольшой фон, неслышимый уже с полуметра, но я все же рекомендую не отказываться от них. При повторении усилителя, следует учесть, что некоторые элементы не только лампы, также рассеивают определенное количество тепла – это резисторы автофикса и резисторы в анодной цепи драйвера. Их следует выбирать соответствующей мощности. Мосфеты электронных дросселей греются слабо, радиаторы им не нужны. Более чем достаточно привинтить мосфеты к металлическому шасси, а вот резисторам автофикса может понадобиться и радиатор. Панельки под 6СЗЗС лучше всего керамические, помните – они сильно нагреваются. Звучание усилителя получилось достаточно интересным, чувствуется большой запас мощности. Очень чистые и прозрачные ВЧ, прекрасно передающиеся СЧ и мягкие, ненавязчивые НЧ, но конечно – для передачи «взрывов» в кино этот усилитель годится меньше мощного транзисторного двухтактника. Благодарю Анатолия Манакова, Марка Фельдшера и других за помощь и консультации.
P.S. Уже после выхода статьи, была сделана вторая версия усилителя. Ее основные отличия: Увеличена емкость конденсатора С5 до 2000мкФ. Число витков первичной обмотки выходного трансформатора увеличено до 1200. Использованы раздельные трансформаторы анодного питания (Т2) для двух каналов. Остальные отличия не принципиальны, и связаны с другой механической конструкцией усилителя. Александр Торрес, Гонгконг.
Замечательная статья. Понятная цель, разумные средства. Публикацию подготовил, и немного отредактировал
Евгений Бортник, Красноярск, Россия, 2016
Ламповые усилители, это неплохо. Добавим здравого смысла, часть2
Продолжение статьи по материалам из электронной сети Интернет с размышлениями из записной книжки Юрия Игнатенко и моими комментариями
Про схемотехнику усилителя
Сначала нужно решить, какой будет усилитель, однотактный или двухтактный? На каких радиолампах, октальных или пальчиковых? И тип ламп — триод, пентод, тетрод? Смещение выходных ламп фиксированное или автоматическое? Схем усилителей по сути не много, их можно перечесть по пальцам. Простейшие виды показаны ниже, чтобы телезритель увидел, что схемы одинаковые. Меняются только названия ламп, а схема та же. По сути нет разницы в примененной лампе, 6П6С или ГУ50, или например 6П13С. Схема та же остаётся. Только расположение ножек ламп разное (цоколевка). Катодным резистором подбирают ток выходного каскада. Элементарные режимные характеристики надо считать сходу, например ток по напряжению и сопротивлению по закону Ома. Пример однотактной схемы показан ниже
Примечания Евгения Бортника. Отличие двухтактных схем от отднотактных в их большей эффективности, более высоких мощностях и почти вдвое большем количестве деталей. Пример сравнения двухтактного и четырехтактного двигателей внутреннего сгорания может послужить некоторой аналогией.
Двухтактные двигатели применяют для лёгкой техники, например мопедов и лёгких мотоциклов. Известно, что двухтактные моторы сравнительно слабы и имеют повышенную вибрацию. Однако мальчишкам мопед сподручнее Крузера, ветер в лицо и романтика тёплых женских прелестей в спину заменяют недостаток комфорта, грязь в носу и песок на зубах. Четырехтактные моторы применяют для более тяжелых тележек, например автомобилей. Собственно про усилители можно рассуждать аналогично. Если требуется усилитель не для наушников, то он должен быть двухтактным. К тому же его легче построить, даже дилетанту, хотя слесарной работы будет побольше. Примеры двухтактных схем усилителя показаны ниже
Конструирование лампового усилителя — это прежде всего практический проект, связанный именно со слесарной работой. Паять радиодетали предстоит не много и в самом окончании проекта. А вот конструирование электронного агрегата с хорошими эстетическими характеристиками это большой труд. Причем порой это труд грубый, руки придется испачкать. Усилителю нужен корпус из металла, предпочтительно из черной стали или оцинкованного железа. Понадобится сверлить, точить и пилить. Но можно и купить в Интернете готовый корпус китайского производства. Это удорожает конструкцию примерно вдвое. Фигню в виде кучи деталей с проводами на кухонном столе, в качестве лампового усилителя я не рассматриваю.
Примечание: При выборе траектории построения лампового усилителя, даже опытные спецы, нередко принимают ошибочное изначальное решение, начиная обсуждение проекта с выбора электронных ламп. Опыт показывает, что это неправильно, привязывать себя к конкретным лампам не следует. В первую очередь нужно ориентироваться на выбор выходного трансформатора, привязанного к конкретной акустике. Под один трансформатор может подходить несколько типов ламп. После выяснения приоритетов (однотакт или двухтакт) следует заняться выяснением ближайших перспектив по трансформатору. Под высокоомные трансформаторы нужны пентоды или тетроды, работающие при высоких напряжениях. Под низкоомные трансформаторы нужны совсем другие лампы, — триоды и напряжения могут быть поменьше. Альтернативы при выборе трансформаторов такие: Либо применить дешёвые серийные фабричные трансформаторы, заведомо несколько снижая качество УНЧ, либо искать фирменные дорогие специальные. Можно пойти другим путём, например заняться намоткой собственных оригинальных трансформаторов, предварительно рассчитав их характеристики. Дело в том, что трансформаторы могут быть очень разными: по схеме, по весу и по конструкции, а следовательно различные по трудоемкости и по цене. Изготовление трансформатора может занять 70-90% времени проекта и сожрать столько же ресурсов. Думайте, думайте, думайте! И помните, что применение серийных трансформаторов сравнительно дёшево. Нужно только знать, как их применить и где их найти. Для крутых ламповых УНЧ, в качестве выходных, применяют трансформаторы весьма хорошего качества. Поэтому даже из серийных понадобится повыбирать, чтобы найти симметричную пару. И только после того, как удалось выцепить хорошую пару трансформаторов, следует обратить внимание на лампы для них. К разным типам выходных трансов нужны совершенно разные лампы. Такой путь мне представляется оптимальным с точки зрения экономии жизненных ресурсов и сбережения времени. Если это хобби, то не разумно убивать месяцы на намотку выходных трансформаторов, либо покупать их по 200-500 зелёных денег. Впрочем каждый решает сам, что ему пить и в какой луже валяться. Евгений Бортник
Цоколёвку ламп можно посмотреть из справочников в интернете. Там же берут характеристики каждой лампы и максимальный ток катода в частности. Следует запомнить практическую рекомендацию — ламповый усилитель раскрывает динамику когда на анодах свыше 300 вольт.
Примечание: Вторая практическая рекомендация вытекает из первой. Высокие напряжения опасны для здоровья. Поэтому соблюдайте правила техники безопасности при конструировании ламповых усилителей. Евгений Бортник
Далее рассмотрим пример стандартной схемы однотактного усилителя
Есть в любой схеме двухкаскадного УНЧ предварительный усилитель (драйвер) и выходной каскад. В выходном каскаде ТВЗ, катодный резистор и сеточный резистор. Три детали всего. Сеточный резистор от 200ком до 500ком — любой какой есть. Катодным резистором подбирают ток через лампу согласно её параметрам. Например при 300 Ом, измеренное напряжение 15 вольт, значит ток катода (50мА). При 600 Ом измеренное напряжение 18 вольт. Получают 0,03А. Этого мало для 6П13С. Чтобы повысить ток, нужно уменьшать катодный резистор. В драйвере тоже три детали, как и в выходном каскаде. Анодный, сеточный и катодный резисторы. Но здесь режим выбирать сложнее. Без спектроанализатора и измерителя КНИ точно выставить режим крайне затруднительно. Теоретически режим можно рассчитать. Но результаты расчёта всегда ориентировочны и не совпадают с практическим, оптимальным режимом. Это закономерно, поскольку режим драйвера подбирают не отдельно, а в связке с выходным каскадом, измеряя сигнал на нагрузке после выходного трансформатора. Нередко, искажения введённые конструктором в драйверный каскад преднамеренно, вычитаются с искажениями выходного каскада и сигнал становится чище, а звук лучше. Классическим примером может служить извествный усилитель QUAD II. Результаты настройки типового двухтактного усилителя показаны на рисунке.
В первом каскаде на 6Н9С при минимальных искажениях и наилучшем звучании, получилось на катодном резисторе 2,2 кОм и 1,07 вольта. Ток через лампу 0,5 мА. Хотя если рассчитать наилучший режим лампы, то получим 2-4 мА . Однако при токе2-4 мА, КНИ хуже в 5-7раз. Теперь по поводу доработки однотактного усилителя.
Показано пять вариантов включения экранной сетки. 1 и 2 положения переключателя — пентодное включение. 3-е положение переключателя — ультралинейный режим. 4-е положение, когда сетку с анодом соединяем, это называют псевдо-триодное включение. 5-е положение, это для правильного включения лучевого тетрода. Так как тетрод, в отличии от пентода не имеет защитной сетки, а только экранную. Поэтому что бы избежать искажений сигнала, типа “клюшка”, на экранную сетку следует подать напряжение в половину размаха сигнала на аноде этой лампы. То есть на аноде 300 на экранной до 200 вольт. Способ подключения экранной сетки выбирают индивидуальным предпочтением — все верны. Но ТВЗ рассчитанный на пентодное включение не сможет обеспечить нормальный звук на выбранный заранее динамик, если лампу перевести в режим псевдо-триод. Так как в псевдо-триоде нагрузка лампы должна быть в 2-4 раза меньше чем в пентодном. Для снижения КНИ и уменьшения выходного сопротивления УНЧ в пентодном усилителе обязательна ООС. Цепь ООС идет с выхода УНЧ в катод первой лампы. Чем меньше резистор с выхода УНЧ, который сигнал подаёт — тем больше глубина ООС. Анодный резистор в драйвере, можно подобрать точно лишь путем измерения КНИ. В интернете показаны схемы, в которых точно указан номинал анодного резистора. Уверенность в достоверности получения «супер» результата — бред! Поэтому можно поставить практически любой резистор в пределах 50 — 150 кОм и усилитель будет звучать нормально. Но следует помнить, что его подбором можно значительно улучшить достоверность воспроизведения звука.
Вопрос. Иногда в интернете можно прочитать, что для лампового усилителя ООС вредна и что она ухудшает звучание.
Ответ. В пентодном и тетродном режиме обязательно должна быть ООС с выхода в катод первой лампы. И АЧХ лампового усилителя станет ровнее. В триодном режиме внутри лампы выходной уже есть ООС между анодом и управляющей сеткой, вот АЧХ и ровнее. Знающие люди помалкивают об этом. А ведь экранная сетка и называется экранной, потому что экранирует анод от управляющей сетки, убирая нежелательную местную ООС, тем самым увеличивая усиление и выходную мощность. На форумах дилетанты взахлёб расхваливают триодный выходной каскад, подчёркивая что УНЧ создан без ООС. Причиной тому элементарное незнание, что в самой конструкции триода заложена ООС. Чем больший размер имеют электроды лампы — тем большая ёмкость и связь между управляющей сеткой и анодом, и тем больше глубина ООС.
То, что ООС вредна, это мнение дилетантское. Назовем его «аудиофильским» мнением. Ни один завод и фирма в мире не выпускали ламповый усилитель без глубокой ООС, особенно пентодные. Хотя только пентодные и выпускались усилители, и только двухтактные. ООС ничего не губит а наоборот, делает АЧХ линейной, уменьшает КНИ и особенно ИМД (хвост гармоник.). «Аудиофилы» на слух всё измеряют. И вот сравнивая звучание лампового УНЧ без ООС и подключив ООС, слышат как бледнее зазвучал УНЧ с подключенной ООС. Так посмотрели бы на спектроанализатор и всё стало бы ясно. При подключении ООС, АЧХ стала ровной, сгладились все выбросы и ямы. Возросла отдача на НЧ, так как без ООС завал был на НЧ большой. Поэтому ВЧ преобладали над НЧ и общий баланс был сдвинут в сторону ВЧ, звучание казалось очень воздушным. (Это как тембр ВЧ накрутить и балдеть слушая цыканье) Хотя «икона аудиофилов» «QUAD-II» имеет кучи ООС и ОООС с выхода на вход глубиной более 20dB. Но заплатив большие деньги за этот КВОД-2 , «аудиофил» слушает этот звук и не обращает внимание на то, что в усилителе ОООС. Звучит не усилитель, а честолюбие человеческое, или деньги заплаченные за железяку (снова честолюбие). Можно провести эксперимент.
Вот АЧХ ТВЗ, на которой видно, как работает ОООС выравнивая АЧХ при подключенной акустике. Без ОООС имеется большой подьём на ВЧ и кажется на слух звук прозрачнее. Аудиофилы говорят ОООС убивает звук. Нет, она делает отдачу ровной без «циканья». А «аудиофилы», никогда не измерявшие и не видевшие графиков обладают предельной самонадеянностью. Остаётся только сожалеть, что эфир засоряют люди с испорченным слухом и вкусом, при больном самолюбии. Поднять уровень составляющих ВЧ в усилителе можно другим способом, введя в ОООС цепочку подьёма ВЧ. Или ввести тембра в УНЧ, если ВЧ не хватает.
Вопрос. Допустимо ли поставить в усилитель переключатель триод — пентод?
Ответ. Переключатель ТРИОД — ПЕНТОД никогда не ставьте. Для триодного включения лампы и пентодного нужны абсолютно разные ТВЗ с очень отличающимися параметрами. И поэтому, если поставите пентодный ТВЗ, он будет давать большие искажения в триодном режиме. Поставите триодный ТВЗ в пентоде, в два раза ниже будет выходная мощность, низов не будет и КНИ зашкалят. Достоверно доказано:
1. В триоде анодная нагрузка должна быть выше внутреннего сопротивления лампы в 3 раза.
2. Для лучевого тетрода анодная нагрузка должна быть в 6-7 раз меньше чем внутреннее сопротивление лампы.
В схеме на выходе не пентоды, а лучевые тетроды которые не имеют защитной сетки а только экранную. Поэтому что бы искажения типа “клюшка” не были видны, на экранную сетку следует подавать напряжение в половину размаха сигнала на аноде этой лампы. То есть на аноде 300 на экранной 200 вольт. При этом смещение выставляют типовое, не важно автоматическое или фиксированное. И вдруг переходя в триод телезритель подключает экранную сетку к аноду и ток покоя возрастает в 2 раза. Что б этого не произошло, “специалисты” придумавшие этот переключатель подают в пентодном режиме на сетку напряжение такое же как и на аноде и даже больше (ведь на аноде напряжение падает на обмотке ТВЗ).
Получается, что экранная сетка имеет потенциал выше, чем анод и большую часть электронов забирает на себя. В этом режиме значения КНИ в пентоде получаются такие большие, что мама не горюй. А «специалисты», переключая тумблер упорно слышат, что в триоде усилитель лучше звучит. Конечно лучше, ведь усилитель в режиме пентода неверно работает, не настроен. А чем они настроят, если не умеют пользоваться измерительными приборами, не способны читать и трактовать результаты измерений, и вообще, принципиальные противники измерений. Самонадеянность и тупость иногда поражают. Коронная фраза подобных «аудофилов» имеет следующий формат: «Мы же не осциллографом слушаем, а ушами». Вот такой расклад. И не берите на веру значение внутреннего сопротивления ламп из справочника. Вычисляйте его самостоятельно в конкретной схеме по измеренным режимам. Напряжение анод–катод, измеренное в конкретной схеме и на конкретной лампе, делят на ток лампы в амперах (например 0,05А) и получают значение внутреннего сопротивления лампы.
Изменением анодного напряжения и тока можно изменять внутреннее сопротивление лампы подгоняя значение под выбранный ТВЗ, для точного согласования с акустикой. Не следует гнаться за максимальным током через лампу. Настройку выполняют постепенно, отыскивая рабочую точку согласования конкретной лампы, с нагрузкой, с выбранным ТВЗ. Поэтому нельзя ставить переключатель ТРИОД — ПЕНТОД. При серьёзных напряжениях искры посыплются внутри ламп при переключении.
Вопрос. Если можно еще раз про искажения типа “клюшка”. Причины появления и методы устранения. Возможно, речь идёт о искажении типа «ступенька»?
Ответ. Нет это не ступенька. Ступеньки как раз в лампах в классе “А” и нет, почему и звучат лампы лучше, чем транзисторы.
Клюшка (загиб на ВАХ лампы, приводящий к искажениям) он на Пентодных и Лучевых тетродах есть. Как раз выходных каскадов. Специалисты об этом помалкивают. Электроны с катода пролетают сквозь управляющую сетку к аноду, а на пути ещё экранная сетка с лучеобразующими пластинами находится. Если потенциал, относительно катода, у экранной сетки меньше чем на аноде, то она помогает ускорится электронам провожая их дальше к аноду. В выходной лампе анодный ток, например при усилении синусоиды, изменяется относительно тока покоя, становясь то меньше, то больше — за счёт этого и напряжение на первичной обмотке появляется и трансформируется во вторичку и идёт на динамик. Если симметрично ток изменяется — то и напряжение наводится симметричное.
Но что значит наводится напряжение. Это значит, что на аноде лампы напряжение становится то меньше, то больше. Когда напряжение на аноде просаживается ниже напряжения на экранной сетке с лучеобразующими пластинами, электроны меняют направление от анода и поворачивают к ним. Появляется встречный противоток электронов. И ток уже не меняется по синусоиде, а на графике появляется провал, «клюшка»! И в этот момент динамические искажения (ИМД) резко вырастают. Поэтому пентодный усилитель, и усилитель на лучевых тетродах нужно настраивать. Вот тогда они дадут фору триодным. Основная масса «аудиофилов», не владеющая достоверными сведениями и понятиями по измерениям, кричат о том, что триод лучше. Как только был придуман пентод и тем более лучевой тетрод — промышленность перешла с триодов на них. Так как они имеют явное преимущество перед триодами.
Чтобы избежать описанного искажения сигнала, нужно аккуратно понизить напряжение на экранной сетке лампы до того предельного значения, на какое проседает анодное напряжение в выходной лампе в усилении синусоиды, при максимальной мощности. Вот и весь секрет режима лампы пентод или лучевой тетрод. Нужно питать экранную сетку меньшим напряжением, чем анодное напряжение. Немного потеряем в мощности, но искажений не будет. И в пентодном драйвере так же, если хотят получить хорошую амплитуду с драйвера, понижают на экранной сетке, 6Ж4 например, до 50-80 вольт при напряжении на аноде 100-160 вольт.
Вопрос. Есть ли принципиальная разница в показанных на рисунках решениях?
Ответ. Как справа нельзя делать. Лампа 6Н9С с высоким коэффициентом усиления и следовательно с большой ёмкостью Миллера. Параллельное включение ещё в два раза увеличивает входную емкость, заваливая при этом ВЧ (прозрачность звучания ухудшается). Левая схема — СРПП каскад. Практическое распространение получил в 60-е годы 20 века, как модулятор для телевизионных передатчиков. Там допускались КНИ и ИМД до 2% для НЧ приемлем, но качественней связка обычный резистивный каскад и гальванически связанный с ним катодный повторитель. Вот результаты опыта.
Как видно особенно на малых сигналах, в классике улучшается качество, ИМД меньше чем в СРПП. Значит разборчивость лучше, инструменты будут слышны. Вообще, зачем здесь применять СРПП? Это избыточно, поскольку оконечные лампы 6П3С или 6П6С хорошо раскачиваются обычным одиночным каскадом на 6Н9С, 6Г1, 6Ж4, 6Ж8.
Применение СРПП оправдано, если на выходе применить «тяжелую» лампу, например типа 6С33С. В этом случае нужно пониженное выходное сопротивление драйвера СРПП. Хотя и здесь возможно применить катодный повторитель, при точной настройке. Две половинки лампы 6Н8С,6Н9С,6Н2П дадут в этой схеме гораздо большее усиление и меньший КНИ и меньшее выходное сопротивление. Правильно настроенный классический драйвер раскачает любую лампу и не нужно выдумывать ничего другого.
Вопрос. Что лучше — однотактный или двухтактный усилитель?
Ответ. Поразмышляйте не спеша, почему во всём мире в 30-60 годы 20века ни одна фирма или завод не выпускали усилители-однотакты? А ведь однотакт это так «аудиофильно»! Конечно же двухтакт по всем режимным параметрам, эффективности и собственно по качеству звучания выше однотакта. В советской аппараратуре высшего класса УНЧ строились только двухтактные. Однако однотакт вдвое дешевле. А кроме того, с однотактом почти вдвое меньше слесарной работы. А результат — ламповый звук. И многим этого вполне достаточно, потолок достигнут. Вероятно нищему просто не нужен крепкий каменный дом, подлинный демократ проживёт и в соломенной хижине. Думается, что есть в ответе на вопрос о живучести однотактных схем доля внутренней болезненной человеческой ущербности. От этого следует мостик к слабому и больному самолюбию. Это очень напоминает психопатологию, упрямство параноика и аномальный интерес к лицам своего же пола.
Вопрос. На каких лампах двухтакт предпочтительнее? 6п6с? 6п41с? 6п45с?
Ответ. Любые лампы хороши при правильном выборе в связке с выходным трансформатором. Немаловажен факт, для чего нужен усилитель. Важна и совокупность других условий, например, какие жанры звука слушать, в комнате какого объёма слушать, с какой акустикой и в каком режиме слушать. Надо понять, какая нужна мощность, 4 или 50 ватт. Очевидно многобразие ответов на поставленные вопросы. Навскидку можно сказать, что двухтакты моноблоки на 6П41С — всеядны. Мощный, правильно настроенный двухтакт способен навсегда закрыть тему приобретения или изготовления лампового усилителя.
Вопрос. Есть ли разница в звучании усилителей, собранных по одной схеме но с применением разных ламп на выходе. Допустим если сравнить два двухтакта – у одного на выходе 6П14П, а у другого 6П3С, или EL34, или КТ88. При условии, что эти усилители тщательно настроены по Шмелёву и при сравнении мы установим одинаковую громкость и будем слушать на одной акустике? Вобщем — есть ли у ламп какое-то своё звучание или нет, или разница настолько незначительная, что можно сказать что её нет?
Ответ. В правильно настроенной конструкции лампы звучат одинаково. Это справедливо если зафиксирован одинаковый КНИ при точной настройке агрегата, когда весь тракт согласован с нагрузкой. Нет спец. вакуума, немецкого, китайского или папуасского. Не влияют на звук материалы и металл, который применён внутри ламп, не влияют на звук позолоченные разъемы. Беда 99% самодельщиков в том, что они не способны инструментально настроить свои усилители. Пэтому и появилась байка, что разные лампы звучат по-разному. А дальше эту тему интернет-предпринимателю уже легко эксплуатировать по собственному усмотрению. Это типа Клондайка для специалистов по продажам, подкованных в области НЛП и психологической обработки массового сознания. Дальше начинается куплю-продам.
Вопрос. При всех плюсах двухтакта, смущает переход через ноль насколько надо подбирать лампы и как настраивать такой каскад, чтобы не было ступеньки еще чего не хорошего.
Ответ. Никаких ступенек нет даже в классе В у двухтакта. А уж в классе А и подавно. Баланс выставляют по минимуму фона в акустике.
Вопрос. Можно ли снизить напряжение на вторых сетках выходных ламп установкой резисторов 100 Ом ?
Ответ. Ничего не дадут резисторы 100 Ом во вторых сетках выходных ламп (схема двухтакт 6П14П включение УЛ). Ток второй сетки 3-5мА, поэтому резистор 100 Ом здесь как мёртвому припарка. Ничего не упадёт на нём. Вот 1 кОм как бы получше будет. Но тогда и эффективность ультралинейного включения приблизится к нулю. Включать резисторы в цепь вторых сеток в УЛ включении бессмысленно.
Вопрос. С выходной лампой 6П43П, что ставить в драйвер — триод или пентод?
Ответ. Современные источники звука имеют выходное напряжение 1-2 вольта, поэтому в двухкаскадном усилителе достаточно ставить триод. И усилитель будет иметь чувствительность 0,4-0,7 вольта. Учтите, чем больше регулятор громкости при прослушивании накручен к максимуму — тем меньше он крутит фазу и меньше портит звук. Поэтому за высокой чувствительностью усилителя гнаться не стоит. Раньше у источников звука был стандарт 0,25 вольта (напряжение пъезокерамического звукоснимателя). Поэтому в некоторых схемах ставили пентод в первом каскаде.
Вопрос. В каком включении ламп (триодном или пентодном) лучше слушать музыку?
Ответ. Поставьте тумблер, но только ради эксперимента. Ультралинейное включение и триодное. Услышите насколько дохлое звучание в триоде по сравнению с ультралинейным. И как раcширится сцена при переключении в ультралинейный. Но некоторые записи, старые блюз и вокал звучат в триоде лучше. Но всё таки, мне больше по душе ультралинейное включение. Триод приукрашивает 2-й гармоникой звучание а пентод честно усиливает.
Вопрос. Какая мощность лампового усилителя достаточна для прослушивания музыки с минимальными искажениями?
Ответ. Мощность усилителя — это вторичный параметр, хотя и немаловажный. Чем она больше — тем лучше. Она не для того нужна, чтоб соседей глушить. Например усилитель на лампе 2А3 аудиофильской, мощностью 2 ватта однотакт. Хриповатые пластинки 30-х годов послушать можно. Или полудохлый оркестрик с малым динамическим диапазоном. Звуковой трэк симфонического оркестра здесь достойно послушать не удастся. Не обеспечит «форте» и «фортиссимо» этот усилитель ни на какой высокочувствительной акустике.
Динамический диапазон отличного усилителя должен быть 120dB не менее. При фортиссимо, усилитель не должен клиппировать звук. Должен оставаться запас по мощности. Это первое. Второе, почему нужен мощный усилитель, это из-за интермодуляционнных искажений. Или двухватный усилитель слушать на 1-2-х ваттах и постоянно доводить при громких звуках этот усилок до искажений 5-8% или 12 ватный слушать на 1-2-х ваттах и ни когда не доводить даже до 1% искажений.
Надо понять следующее соображение. Мощность усилителя и мощность акустики между собой не связаны, хотя и обусловливают друг друга. Практическое понимание этого зависит от того, где слушать музыку. Или на стадионе, или в комнате 16кв.м ночью с закрытыми окнами, со стеклопакетами. Много зависит от того, каков начальный уровень шума в точке прослушивания и каков максимальный уровень в фонограмме. Барда послушать или виолончель, и дохлик однотактный на триоде подойдёт. А чтобы слушать записи с большим динамическим диапазоном, нужна и акустика с запасом мощности и усилитель. Чтоб на пиках не было ограничения любых сигналов. Имея усилитель 2 х 50 Ватт вовсе не значит, что нужно выкручивать его на полную мощность. Слушать можно на уровне 2-3вт, но при звуке удара большого барабана или «форте» и «фортиссимо» оркестра, на доли секунд или секунды, бывают нужны все 50 Ватт.
Вопрос. Предложите схему для двухтактного усилителя с ультралинейным включением 6П3С. Мне скинули схему — не понравилось, смещение задаётся только одним потенцометром, а в некоторых схемах раздельно для каждой лампы.
Ответ. Делайте схему ниже. Смещение и баланс разными резисторами регулируется.
Лампы можно ставить любые 6Н1П,6Н2П,6Н3П,6Н6П,6Н23П,6Н8С,6Н9С и выходные 6Ф6С, 6П6С, 6П3С, 6П27С, EL34, 6L6, 6V6, 6565, КТ66, КТ88, 6П1П, 6П14П, 6П15П, 6П18П, 6П43П, 6П13С, 6П31С, 6П41С, 6П44С, 6П36С, 6П45С, 6П42С, 6П7С, Г807, ГУ50, КГ71, ГМ70, ГМ100 и так далее… Ток в выходном каскаде подбирают смещением, ТВЗ разные ставят, напряжение на аноде меняют придерживаясь технической документации на лампу. В первом каскаде, у каждой применённой лампы, минимум КНИ подбирают катодным резистором. Схема единая — и схема эта от дядьки ВИЛЬЯМСА, придуманная им в далёкие годы прошлого столетия. Поставьте ТВЗ обычный без УЛ отводов и экранные сетки запитайте от пониженного напряжения и будет не ультралинейный усилитель, а обычный двухтактный. Схема эта едина под любые лампы.
Вопрос. Предложите пожалуйста схему усилителя с максимальной мощностью, т.е. предел для лампового творчества. Не вообще «предел для лампового творчества» на каких-нибудь супер генераторных лампах, а на реальных «человеческих» лампах?
Ответ. Так схема одна. Двухтакт на 6Н2П и две 6П14П. Другой схемы не придумано. Только лампы ставим всё мощнее и мощнее в зависимости от того, какую выходную мощность нужно получить. Например, ГМ70 1200 вольт анодного. Или из обычных 6П41С, 6П36С, 6П45С, 6П42С, 6П3С-Е, 6П7С, Г807. Вот она, классическая схема, какую мы тут делаем. Такие усилители и выпускали во всех странах всеми фирмами, только лампы изменяли. Вокруг классической схемы бывают накручены разные сервисные примочки. Иногда применяют различные изюминки, однако скелет, как правило остаётся неизменным.
Вопрос. Возможна ли прямая замена лучевого тетрода 6П41С на тетрод 6П36С в схеме двухтактного УНЧ на 6П41С? Какой ток катода ставить и какое число витков в ТВЗ?
Ответ. Вместо лампы 6П41С можно ставить 6П36С. Ничего корректировать не надо.
Вопрос. Хочу собрать УНЧ по схеме Рис. 18.
Ответ. Схема далеко не идеальна. В представленной схеме фазоинвертор нестабилен (периодически нужна подстройка баланса плеч). Далее либо правую сетку заземлять через конденсатор нужно, либо катоды шунтировать на землю электролитом 100-500мкф. Схему повторять не рекомендуется, поскольку она не автобалансная, для настройки нужен осциллограф, что б плечи подровнять. К тому же невозможно подать ООС с выходной обмотки в катод первой лампы. Здесь более высокого качества, чем в схеме, показанной на рис.3 не получить. Можно рекомендовать применение проверенной схемы рис. 3. Она автобалансная с непосредственными связями. Ничего подстраивать не нужно. При ровном монтаже не фонит, не возбуждается. Нет лишнего конденсатора на пути сигнала между каскадами ФИ.
Не ставьте переключатель триод-пентод в выходном каскаде. Ничего хорошего это не даст. Сопротивление лампы в триоде и в пентоде различаются в два раза, поэтому не только качества, но и адекватного сравнения не получите. Если намотан ТВЗ под пентод, то используйте пентодное включение. Не выпускали производители триодные усилители. Как только изобрели пентоды и лучевые тетроды. Во всём мире УНЧ выпускали именно на них. Если бы триоды имели преимущество, то буржуи-коммерсанты не перешли бы на пентоды.
Вопрос. Если усилитель собрать по всем правилам, настроить его по приборам, а потом перед усилителем поставить темброблок — будет этот усилитель правильно работать?
Ответ. Любая RC-цепочка, любой активный и пассивный элемент вносят искажения в сигнал. Темброблок именно добавит лишних гармоник и исказит сигнал. Поэтому и стараются уйти от блоков тембров, балансов, тонкомпенсированных регуляторов громкости, высокоомных регуляторов. Тракт усиления звука следует делать, как можно короче. Поэтому басы (если нужно) поднимают в самом усилителе частотно-зависимой ОООС, при соответствующем повышении усиления. Удлиненный тракт работать конечно будет, но верности воспроизведения не добавит.
Про блок питания. Вопрос. Выпрямитель с удвоением напряжения усложняет БП?
Ответ. Удвоение напряжения в УНЧ применять выгодно. Схема удвоения не усложняет, а наоборот упрощает БП, потому что нужны электролиты на меньшее напряжение. Отечественные СССР конденсаторы К50-12 150+150 Х 250 в подходят и резистором убирать лишнее напряжение не приходится для экранных сеток, что хуже, чем брать напряжение с электролитов.
Вопрос. Как применить ТСШ-170 от ТВ для питания двухтакта на лампах 6П14П — на аноде надо около 300в.
Ответ. К вторичной обмотке на 130 вольт подключают выпрямитель с удвоением напряжения. После удвоения получится 260 вольт. После выпрямления напряжение возрастает в 1.4 раза , то есть 260 * 1.4 = 364В, на холостом ходу. Под нагрузкой просядет до ~300 — 320 вольт.
Ниже показаны фотографии как доработать ТСШ-170 что бы применить не две обмотки анодных, а все шесть. Не разбирая ТС приподнимите с любого края катушки ее бумагу внешнюю. Увидите наружные накальные обмотки. Отодвиньте чуть бок каркаса и увидите нижележащую анодную обмотку. Крайний виток (какой он окажется?) вытягиваете чуть, чтобы разрезать его. Далее измеряете — что вытянули и какие будут теперь обмотки. Выбирайте любые напряжения, теперь даже на смещение фиксированное останется обмотка.
Примечание: Показан поразительный пример находчивости и изворотливости человеческой. Осталось задать вопрос, а зачем всё это? Ответом может послужить результат измерения тока холостого хода трансформатора ТСШ-170, а вовсе не напряжений. Любопытно, что 100% измеренных трансфрматоров дадут ток хх 120-200 мА. Это же безумие! Зачем заниматься этой галиматьёй? Нельзя применять в нормальном усилителе трансформаторы с заранее известным отрицательным результатом. Эти манипуляции показаны уж совсем для бедных, даже нищих людей. Граждане, нестите ТСШ-170 на помойку, там их поднимут и приспособят по описанному примеру. Евгений Бортник
Сделал эксперимент. Спаял схемку и промерял напряжение на ХХ, и сколько даёт под нагрузкой 1,6 ком (200мА ). Этот ток выдаёт выпрямитель по схеме удвоения.
Но и при стандартной 130 вольт обмотке, всё прекрасно подходит для усилителя.
Вопрос. В схеме двухтактного усилителя на 6П14П, если есть две обмотки силового трансформатора на накал, насколько обязательно создание искусственной земли двумя резисторами. Только чтоб уйти от фона переменки? Или можно не создавать землю?
Ответ. По-хорошему нужно ставить подстроечный резистор 100 — 300ом в накал первой лампы движок на массу или на движок подать постоянку 10-20 вольт. Регулируя движком подбирают минимум фона. Но поскольку здесь усиление УНЧ не более 8 -12 раз, то такая точность не обязательна. Можно просто поставить два резистора (как будто подстроечник в среднем положении находится). Если одна обмотка, то при малом усилении, всё равно делают псевдо-среднюю точку резисторами. Еще на этапе проектирования и монтажа нужно уходить от тех нюансов которые могут увеличить фон или создать возбуждение усилителя. Позднее это сэкономит время, чтобы не копаться и не искать, в чём причина фона или искажений.
Вопрос. Нарисуйте пожалуйста, как правильно организовать фиксированное смещение выходных ламп?
Ответ. Рисунки приведены ниже. Что перечёркнуто, того лучше не делать. Хотя таких схем смещения навалом в интернете и даже в промышленной аппаратуре. Я делаю так как на первых двух. Причина в том, что при выходе из строя подстроечного резистора или пропадании контакта на нём, лампа просто получит большее смещение, но не раскалится и не выйдет из строя.
Вопрос. Имеет ли смысл делать фиксированное смещение или автосмещение оставить? Оно только на выходную мощность влияет?
Ответ. Да, влияет на мощность и низа. Потому, что есть падение на катодном резисторе. У 6П14П маленькое напряжение в двухтакте на катодах 6-7 вольт всего, а вот в 6П3С при 340 вольт уже падает 21-24 вольта. А в 6П45С уже 40-50 вольт падает.
Вопрос. А почему никто не делает драйверный каскад с фиксированным смещением? Просветите, и если возможно, то расскажите как организовать.
Ответ. Фиксированное смещение в выходном каскаде применяется для увеличения мощности и улучшения КПД и ВСЁ! Потому что потери питающего напряжения на катодном резисторе выходных ламп снижают эти показатели, к тому же убираем катодный электролит в выходном каскаде. Что даст фиксированное смещение в драйвере? Ничего! Как при фиксированном смещении в драйвере можно подобрать режим по минимуму КНИ по Шмелёву? Включают некоторые “специалисты” туда батарейку или аккумулятор. Когда на 0,1 вольт изменил смещение (катодным резистором) и резко КНИ пошли вверх. Вот вчера моноблоки очередные настроил, 0,63 вольта получилось смещение на 6Н9С. Какую вы батарейку или аккумулятор туда вставите, что бы давала 0,63 вольта и не изменялось напряжение со временем?
Продолжение следует.
Евгений Бортник, август 2015, Россия, Красноярск
Ламповый усилитель новичку. Двухтактный или однотактный?!
Какова причина написания статьи? Возможно это моё излишнее сердобольное желание объяснить телезрителям то, чего они слушать не хотят. Следовательно — это пустая затея. Однако желание написать этот текст существует, поэтому строчки будут написаны. И если нескольким людям эта писанина пригодится, то уже хорошо. В статье есть рациональные сведения для новичков и здравый смысл присутствует.
Вначале напишу несколько житейских наблюдений. Возникновение темы построения и темы специфического звучания ламповых усилителей в 21 веке мною было воспринято как анекдот. Более 40 лет назад ко мне пришел первый опыт конструирования этого чуда. И с тех пор значительно расширен кругозор, освоено новое знание, получена квалификация, накоплены умения и опыт. Однако всеобщий интерес оказался заразительной штукой. Поэтому окунаясь в эту тему на новом жизненном витке могу лишь заключить, это стало мне интересно. Природа интереса скорее в экзотике, скорее в удивительном зрелище, в большом тепловыделении оживающего стекла. Отдавая себе отчёт, в том, что тема эта надуманная, и напичкана она в основном маркетинговыми ходами, для расширения продаж, тем не менее я взялся за постройку серии усилителей, фотографии образцов которых позднее будут размещены на этом сайте. В том числе и для продажи. Довольно неожиданным для меня оказался факт, что пара усилителей из представленных на сайте уже продана, а на некоторые из оставшихся образцов усилителей уже получена предоплата, осталось найти время для завершающих штрихов по отделке.
Смею уверить, внешний вид моих самоделок будет выше среднего и любителям эстетики будет на что посмотреть. Мои образцы конечно не блещут фабричными формами изготовления, однако сделаны они со вкусом, в единой манере. Учитывая кустарный характер производства, и копеечную себестоимость железок, стекляшек и деревяшек они всё же заслуживают внимания. Изначально я ориентировался на поиск схемных решений для построения достаточно мощных усилителей. А поскольку звуковые мощности 25-120 ватт обеспечивают преимущественно двухтактные схемы, здесь вообще не будет однотактной схемотехники. Ценников демократичных здесь тоже не будет. Практически все цены начинаются от 30k. Пример показан ниже.
Убеждён, однотактная схемотехника — это простовато. Однотактная ламповая схемотехника предназначена для начинающих паяльщиков, для мальчишей. В однотактной схеме звуковой транс расположен в аноде одной лампы, а стало быть, он установлен в положительном плече источника питания. Через транс хлещет сквозной постоянный ток. Подмагничивание постоянным током заставляет снижать эффективность выходного трансформатора, бороться с насыщением, увеличивать массу и габариты «железа». Далее начинается борьба с чётными гармониками и прочий гемморой, называемый преодолением трудностей. Уважаю людей творческих, у кого в мозгу удивительное заблуждение, особого качества звучания однотактных схем. Это примерно как ходить с одним яичком в убеждении, что это естественно и красиво. Дешевизна однотактных конструкций подкупает. Видимо идея получить из полукомплекта деталей, достойный усилитель захватывает многих. Фанатики пусть хоть из золота мотают однотактные трансформаторы, смысла в этом мало. Солидарен с позицией Юрия Игнатенко и других здравомыслящих людей по поводу лидерства двухтактных усилителей.
Наблюдение и оценка распространенности схемотехники ламповых усилителей в сети подтвердили мое первоначальное предположение, что однотактные схемы — это отстой. Везде и всюду на поверхности Интернета лежат однотактные ламповые схемы. Каких только SE-монстров любители «качественного» звука не придумали! Причем, как дешёвого исполнения, так и самого дорогого. Однако всё, что валяется под ногами я склонен отнести скорее к мусору. Драгоценности под ногами не валяются.
Совсем наоборот обстоит дело в отношении законченных и лаконичных двухтактных схем. По запросу на конкретные типы ламп найти не удаётся практически ничего. Несколько ссылок уводят на форумы, где царит словоблудие, а все схемы закрыты от доступа. Только после регистрации (иногда платной) доступ на форум возможен и схемы бывают читаемы. Нужно заметить, что схемотехника ламп не отличается разнообразием. Это объективный факт, поскольку усложнение схемы неизбежно приводит к усложнению выходного трансформатора. Выходной трансформатор и есть «камень преткновения» ламповой схемотехники. Типовые схемы на сайтах конечно же есть. Но как только в схему внесена «штучка», этой схеме сразу присваивают имя собственное. Иногда доработки стоящие, а иногда — шелуха. Обращаю внимание телезрителя на принципиальную важность выделенного текста. Если вам попадается материал, где изложение начинают с выбора ламп, с рассуждений об особенностях звучания конкретных ламп, просто выбросьте заметку на помойку, даже если это заметка моя. Указанное изложение имеет сокрытую информацию, может содержать ложь или преследует лукавую цель. Либо автор просто не совсем компетентен. Обыкновенная логика подсказывает, что построение лампового усилителя начинают с выбора выходного трансформатора, либо с удачной находки готового или купленного трансформатора (пары трансформаторов). Этот самый выходной трансформатор, обязательно должен иметь выходную обмотоку (обмотки) согласованную с сопротивлением акустических систем. Будьте внимательнее, определяющим фактором здесь выступает бюджет проекта. Хороший трансформатор может слопать 80% всего бюджета усилителя. Именно под фиксированные параметры трансформатора выбирают лампы. Под низкоомную нагрузку применяют триоды, под высокоомную — пентоды или тетроды. Здесь размышления снова упираются в бюджет. Но могут они упереться и в глупую влюблённость (если мозг уже поражён «аудиофильской» бациллой от гуру или другого «авторитета»). Гоняться за стеклянными баллонам с иностранными буковками и платить за них бешенные деньги такая же глупость, как покупать мотор от Роллс-Ройса для собственного Москвича во дворе. Глупо платить долларами за вакуум. Ценник на импортный вакуум с рекламными примочками неразумный. А совдеп-вакуум чаще всего ничем зарубежным стекляшкам не уступает. В этой теме больше понтов, чем здравого смысла.
Бестрансформаторные схемы я пока вовсе не рассматриваю, поскольку есть опасность поражения электротоком в отсутствии гальванической развязки с сетью.
Сокрытие даже известной двухтактной схемотехники, а также незаметная подмена ценностей и приоритетов, на мой взгляд, является прямым следствием того, что двухтактные схемы имеют коммерческий потенциал. Это обыкновенные манипуляции сознанием. А раз так, то никакие смягчающие обстоятельства не могут ослабить хватку сетевых коммерсантов, которые любыми путями постараются превратить информацию в монету. На плаву же болтается шлак, вроде однотактной схемотехники. Вместе с ней следует куча словестного мусора от наивного телезрителя или лукавого администратора. Вместо признания, что однотакные схемы предназначены для начинающих радиолюбителей, идет распускание слюней по поводу особо тонкого качества звука, воспроизводимого однотактными пукалками. А по сути однотактные SE-схемы годятся для пацанов, а также для престарелых пацанов, которые так и не повзрослели. Сказанное вовсе не означает, что в сети невозможно найти ничего путного. Древние двухтактные схемы иногда встречаются в старых журналах. Однако лодырю старые журналы Радио из библиотеки конечно же невдомёк. Кроме того, давние технические решения зачастую уже морально устарели. А используемые там трансформаторы иногда озадачивают сложностью и трудоемкость изготовления. Большинство же радиолюбительского народа интересуют готовые схемы с известными номиналами, чтобы не нужно было думать. А такие двухтактные решения для распространённого железа и сравнительно простой элементной базы опытные авторы не показывают.
В этом отношении у меня нет иллюзий. Автору свойственно охранять схемные решения, дающие хороший результат за небольшие деньги. Это нормально для человеческого общества. Человек зачастую не задумываясь крадет чужое, он так устроен. Проблема здесь в ментальности обывателя-совка и вороватости человека вообще. Кстати ламповая схемотехника не так сложна, как транзисторная, и рассчитать элементарные узлы довольно просто. А в ходе макетирования допущенные ошибки будут поправлены безо всякого опасения спалить материальную часть. Лампы сами по себе — дубовые и спалить их довольно сложно, это не транзисторы с микросхемами. С лампами можно много экспериментировать, регулировать и настраивать без опасения повреждений. Но люди справедливо рассуждают, что «тяпуть» готовое всё равно проще.
Про трансформаторы выходные у меня есть что сказать, и про типовые и про рукодельные. Однако тему эту детализировать пока не хочу. Возможно позднее, некоторые секреты станут более доступными, тогда они будут преданы огласке. Мои двухтактные усилители, нередко построены с параллельным включением выходных ламп. Иногда применяются 3-4 штуки в плече впараллель, но это уже экстрим. Ниже по ходу изложения показаны случайные фотографии, на примере которых можно понять, где есть рациональное зерно, и в какой момент чувство меры оказывается выключенным и начинаются излишества. Перечислю основные названия ламп, интересных для меня в настоящее время. Это 6п3с, 6п6с, 6п13с, 6П44С, ГУ-50, ГИ-30, Г807, 6п18п, 6н13с, 6С19П, 6С41С, 6С33С, ГМ70, ГУ13, ГК71, ГУ80 и некоторые другие. Мелкие прямонакальные лампы я пока не рассматриваю. Для многих типов ламп у меня разработаны собственные или адаптированы уже известные схемные решения. В железе реализовано еще не всё, поскольку просто не хватает времени. Изготовлены и опробованы 4 комплекта оконечных стереоусилителей. На подходе еще 4 комплекта.
Определенные интерес представляет направление модификации схемотехники цепей питания ламповых усилителей в область применения импульсных источников. Для накала такое питание приемлемо однозначно. Есть смысл пробовать применять импульсное питания и для анодных цепей. При этом очень существенно меняются условия экранирования лампочек, а также силовых и сигнальных цепей. Фильтры цепей питания тоже можно делать полупроводниково-электронными. Интересно применение разных полупроводниковых штучек в цепях смещения и обратных связей. Однако это дело вкуса. Если вы упали от этих слов в обморок, то это не моя проблема. Читайте статью Александра Торреса про усь на лампах 6С33С. Торресу удалось пострить неплохой однотактный усилитель, но двухтактный у него получился бы лучше. А в статье той достаточно сарказма, хотя и излишне культурного.
Ни предубеждений, ни особых предпочтений у меня в области железа нет. В ламповой технике важны только конкретные расчетные и измеренные параметры, безопасность, а также цена. Принципиальным соображением следует считать необходимость точной настройки режимов ламп по приборам. Важны только минимальные искажения при максимальной мощности. Наплевать на ощущения аудифилов и любителей настройки на слух. Пусть они руководствуются своими соображениями и рассуждают как «играет» та или иная лампочка. Дуракам придется безжалостно сообщать, что они такие. При построении усилителя применять можно любые технические или схемные решения при наличии точного обоснования их назначения и достоинства. Например можно применять импульсные источники питания, их достоинства несомненны. Отличные массогабаритные показатели, небольшое тепловыделение, высокая стабильность. Однако есть помехи, вот их и нужно тщательно давить. В ламповой технике применять возможно всё, как и с любимой женой.
В качестве альтернативы импульсным источникам иногда можно ставить в блок питания анодные трансформаторы, хорошего качества, с небольшим рассеянием и мелким током холостого хода. Тороидальные силовые трансформаторы также возможно применять, если позволяет бюджет конкретного проекта. В качестве выходных двухтактных трансформаторов следует применять стержневые трансформаторы на ленточных ПЛ-сердечниках (при условии тщательного контроля качества воздушых зазоров). Это обусловлено высокой симметрией железок. Готовые трансформаторы из серий ТС, ТАН, ТН, ТП, ТПП и др., вполне могут быть рассмотрены как вариант сдвоенного выходного трансформатора для применения с распространёнными лапочками, но нужно предварительно просчитать, а далее подбирать. Иногда для собственного удовольствия можно намотать пару одиночных выходных трансформаторов на готовых ТС-каркасах или Ш-образном железе, но в этом случае нужно ориентироваться на сопротивление акустики и на конкретные лампы, и на заданное сопротивление в аноде. Определенного внимания заслуживает применение дифференциального включения броневых трансформаторов в двухтактных схемах. Однако дифференциальная схемотехника имеет очень серьёзные подводные камни в виде трудности подбора дифференциальной пары. Очевидной, проблема практической несимметрии железа станет тогда, когда человек разберется в простоте схемных решений для дифференциального включения. Трудности возникнут тогда, когда человек начнёт практически заниматься вопросом комплектования проекта усилителя железом.
Ниже для примера показаны картинки усилителей из интернета. На мой взгляд, можно считать оправданным применение в усилителе сдвоенных ламп, в случае необходимости повышения мощности двухтактного каскада. Наверное даже 3-4 штуки можно запареллелить. Но лучшим, более эффективным и более рациональным решением будет пререход на следующий габарит стеклянных баллонов, с увеличением уровня анодного напряжения. Не очень удачная идея строить грузоподъёмный БЕЛАЗ или быстроходный БУГАТТИ из большого числа моторчиков от ВАЗ 2101.
Очень сомнительной и довольно дорогой затеей является применение параллельного включения десятка ламп. Но окружающая среда весьма разнообразна, поэтому аномалии в природе встречаются, и отнестись к этому желательно уважительно и с пониманием.
Поскольку однотактные схемы — говнище (мопед в сравнении с автомобилем) следовательно наибольшее, что позволительно, — сказать про ЭТО, — пару слов. Обучалки и ликбез схемотехники можно освоить по журналам радио и пособиям для начинающих. В практической работе тратить на это время нельзя категорически. В отношении двухтактных схем нужно понимать, что наиболее важным узлом является, тщательно согласованный по входу и по выходу, выходной трансформатор. Если это рукопашное изделие, то сердечник лучше использовать пластинчатый Ш-образный. Если типовое, без переделки — то склоняюсь к мысли, что стержневые трансформаторы в ламповых схемах применять ловчее. Использование дифференциальной схемотехники Комарова, отчасти снимает головную боль обеспечения надлежащего качества УМЗЧ. Однако возникает другая проблема — поиска двух пар симметричных выходных трансформаторов. Массогабаритные показатели дифференциальных конструкций зачастую получаются пугающими. Кроме того, применение типовых корпусов становится затруднительным, да и дешевизной построения усилителя при удвоенном количестве трансформаторов «не пахнет».
Импортные выходные трансформаторы, как и зарубежный вакуум, применять не следует по соображениям здравого смысла. Ценник на них неразумный и ничем не обоснован. Только крайняя необходимость может послужить основанием для применения фирмовых изделий. Лучше обратиться к отечественным компаниям или совдеповским запасам. Хорошие выходники есть в продаже, но дороговато.
Среди моих приятелей есть уважаемые персоны, у которых сформировано устойчивое представление о нормальности концепции конструирования и применения однотактных усилителей. Мощности в 3 ватта им вполне достаточно, остальное компенсируется галюцинациями. Акустика у них, типа, высокочувствительная. Ну да и флаг им в руки. Важно здесь простое обстоятельство. Некоторая часть населения получает от звуков середины частотного диапазона удовольствие. И это пожалуй главное. Вот и пусть получают своё удовольствие, раз их мозги и уши так заточены. Возможно позднее у меня хватит времени, чтобы показать некоторые приёмы борьбы со сложностями, создаваемыми однотактными схемами. А нагромождение словестного бреда о тонкости и изяществе однотактного звука, а также особости (накатывании волной, широкой сцене, прозрачности, звонкости, вкусности и т.п.) пусть останется внутри их субъективного восприятия. Количественной оценки нужной совокупности разных компонент качества звука во взвеси перечисленных эпитетов люди почти всегда указать не в состоянии.
Среди населения есть немногочисленные индивиды, которые до старости готовы ходить в походы, сидеть у костра, вспоминая юность и тепло от коленки 16-летней подружки, петь жалостные песни под гитару. Это хорошие люди со специфическим мировозрением. Хорошо при этом, если у них есть благоустроенное место, в которое они смогут отнести дряхлеющую задницу по мере её старения. Хуже, если такого нету, а в качестве пристанища их ждёт общага или приют. Нередко такие граждане не смогли научиться управлять в своей жизни ничем более существенным, чем мопед или велосипед. Совершенно аналогично можно оценить привязанность столь же специфической части населения к однотактным усилителям. Эта привязанность зафиксирована на подкорке. Прошивка выполнена с применением какого-нибудь НЛП-фактора или авторитета. И это вовсе не плохо, это факт, это явление существует. Автомобили ВАЗ вполне пригодны для жизни. Поэтому не нужно расценивать моё изложение, как агрессию. Лучше попытаться услышать меня и понять подобие. Ведь даже дилетанту понятно, что Гранта лучше «копейки», а Ларгус полезнее, чем ВАЗ2104. Выходит, что более фундаментальным здесь является простое отсутствие ЛИЧНОСТНОГО РОСТА. И если человеку удастся догадаться об этом, то возможно получится сделать и выводы. Коль скоро стареющего человека такое устраивает, то молодым людям станет понятнее, на что стоит тратить драгоценное, уходящее от них ежеминутно время их жизни. Берегите своё время, не тратьте его на глупости, жизнь так коротка.
Евгений Бортник, июнь 2014, Красноярск, Россия
Ламповый однотактный усилитель Magnifique Evolution
Любители качественного звука оценят нашу сегодняшнюю самоделку: ламповый однотактный усилитель Magnifique Evolution.
Made in ex-USSR from the old soviet components.
Это история о том, куда может завести неосознанное желание создать нечто из ничего, и о том, во что этот «монстр» может обернуться.
Джазово-рокенрольные импровизации
Есть такой вид времяпрепровождения – рассмотрение в сети всякой техники: Маранцы, Деноны, Ямахи, Ротели, Неды и проч. Подобный новодел окружает со всех сторон, свисает над головой, «упрашивая» купить, поменять и купить снова. Что иногда и происходит.
Но параллельно с этим у меня шел процесс доработки своей техники. Аудиофильскими, и не только, методами я пытался получить звук, который, по моим представлениям, соответствовал нужному мне уровню качества. Я добивался динамичного (драйвового), теплого, детального, прозрачного звука с незыблемой сценой. Вот где-то так… И это наконец произошло. Я получил нужный мне звук на транзисторном классе АВ. И что дальше? Тупик… Если звук теплый, и детальный, прозрачный и драйвовый, то в условиях конкретной комнаты его нельзя и нелепо делать еще более таковым, каков он уже есть, ибо все это уже есть. Но всегда хочется чего-то большего… И выход есть! Японский усилитель Luxman 550A. Транзисторный класс А. Всего 20Вт на канал. Но каких ватт! Искажения – 0,005%. Внутри все не просто правильно, а идеально правильно. Большие стрелочные индикаторы радуют глаз. Масть и отделка корпуса. Короче – Hi-End! 5700$!!! Подождите…
В моем случае интереснее, это уж точно, получить такой же звук на другом типе аппаратуры. Лампы! Лампы, лампы! Это вдохновляет.
Ибо каждый уважающий себя ценитель музыки должен иметь в своем арсенале и ламповый усилитель. Это и вдохновило, особенно творения тех храбрых джентльменов которые представили свои проекты в сети.
Чтобы не изобретать «велосипед», решено было создать усилитель из готовых схемных решений с привнесением своих представлений о «правильном».
Схема
Блок питания расположен на отдельной плате и содержит в себе двойной электронный дроссель с задержкой анодного напряжения по конструкции Чугунова. На этой же плате расположился источник напряжения смещения и стабилизатор постоянного напряжения накала драйверной лампы. Спектр питания получился очень чистый.
Вся схема питается от двух трансформаторов: основной – ТАН-43 и дополнительный, на 10В, для подсветки индикаторов и для стабилизатора накала драйверной лампы. В качестве второго можно задействовать ТН-30.
Сам усилитель выполнен отдельным блоком, по схеме Олега Чернышева, с фиксированным смещением выходных ламп. Конденсаторы C4 обеспечивают коррекцию по верхним частотам. Для линейной характеристики достаточно 100 nF. У меня стоит 200 nF – подъём на 1db.
Регулятор уровня громкости наборной, на базе советского приборного спаренного переключателя на десять позиций. Я его предварительно разобрал, почистил, смазал густой силиконовой смазкой и поставил более мягкую пружину. Вся конструкция окружена экраном из медной жести. Общее сопротивление регулятора напрямую влияет на уровень самых нижних частот и на уровень шума. Его сопротивление рекомендую в пределах 15 – 24 кОм.
Выходные трансформаторы ТВ-2Ш (ТВЗ-1-9). Подбирались из семи штук по максимальному уровню сигнала и частотному диапазону.
Селектор входов на тумблере на два источника. Разумеется, есть возможность и место соорудить релейную систему, если захочется в будущем.
Провода идущие от входных гнёзд к селектору уложены в толстый посеребренный медный экран от какого-то военного радиокабеля.
Корпусные провода от всех блоков и экранов и от лицевой панели сходятся в центре блока питания на минусе конденсаторов.
Взаимное расположение всех узлов, блоков и разъемов определялось по минимальному уровню шумов и контролировалось по спектрометру с последующими сравнительными замерами RMAA.
Вместо блока Олега Чернышова, если не нравится его звук или для эксперимента, можно поставить блок усилителя по такой распространенной схеме http://cxem.net/sound/amps/amp46.php или любой другой однотакт соответствующего тока потребления.
тест
Компоненты БП, установленные на радиаторы, расположены вверх теплоотводом. При вертикальной установке этих компонентов с другими радиаторами, необходимо изменить разводку дорожек печатной платы.
R24 – регулировка напряжения накала Л1 6,3 В.
R17 – регулировка напряжения выхода электронного дросселя 300В.
С14 – определяет время установки рабочего режима анодного напряжения.
R11 – установка тока пентодов. При анодном – 300В. На R10 48mV.
R12 – установка уровня индикаторов на 0db (2W) 2,85В при нагрузке на выходе 4 омма.
Корпус
Чернышев назвал свой усилитель Pokemon– маленький карманный монстр. В моем случае, из-за почти полного неведения, что творю и что хочу, получился усилитель для полноформатного корпуса. Или карман должен быть больше… Цели, уплотнить все детали для компактности, у меня не было. Тем более, если что захочется изменить, то корпус не будет помехой.
Корпус собрался из стеклотекстолита. По-другому не получилось. Но получилась довольно устойчивая конструкция. Шасси – 6мм. Задняя стенка – 4мм. Верхняя крышка (2мм). Её цвет и фактура, на мой взгляд, приемлемы и не требуют окраски. Передняя панель из фольгированного стеклотекстолита (2мм), обшитого спереди алюминием (2мм). В дополнение для усиления и украшения применялись различные алюминиевые уголки. Шасси конечно будет значительно удобнее, если его сделать с окнами под платы, как делали в старину. Для этого можно смело использовать толстую фанеру, а не дорогой стеклотекстолит. Вентиляционная решетка – мыльница. Опорные ножки – подшипники (Primare отдыхает).
***
Собственно, весь этот проект – это процесс создания ради самого процесса, а не с целью получить некий самый лучший усилитель с эталонным звуком. Детали применялись самые простые, особенно это касается выходных трансформаторов и переходных конденсаторов (К73 мало кто рекомендовал на эту роль).
Каков результат?
Что мы видим и слышим? Несмотря на отсутствие принципиального перфекционизма, и где-то, формальный подход, получилось очень красивое и стильное, как по мне, изделие, которое продемонстрировало достаточно мощный и красивый звук, даже на низко чувствительных (85db) АС. Возможно, это конечно и не Luxman-550A, но можно отметить, высокую детальность и прозрачность звука, теплоту и динамичность, а также «неприличное» отсутствие даже намека на шум или фон. Вообще по индивидуальным ощущениям, после прослушивания, это очень хороший результат.
Приборные замеры
Потребление электроэнергии: 66 VA, 46W, 0,3A.
Выходная мощность ограниченная видимыми искажениями синусоиды, при входе 1,3V: 2,3W.
Максимальная выходная мощность: 3,6W.
Диапазон частот при линейности 1,5db: 30Hz – 18kHz.
Отношение сигнал шум: -94db.
Вес: 7 кг
Габариты: 388Х130Х322
Стоимость деталей и материалов: $86.
+ 6 месяцев работы.
Блок питанияУсилительP.S. И что далее? Это всё? Ни в коем случае. Для этой красоты, которую я назвал Magnifique Evolution, обязательно нужны индивидуальные акустические системы.
Продолжение следует…
Автор статьи “Ламповый однотактный усилитель Magnifique Evolution” Alexzender
Смотрите так же:
Однотактный ламповый усилитель на триодах
Прежде всего, разрешите поблагодарить радиолюбителей, приславших свои отзывы в ответ на публикации моих статей в журналах и Интернете. Подавляющее большинство удовлетворено звучанием усилителей и практически ни у кого не возникло особых трудностей при повторении описанных конструкций.
Если Вы помните, то в статье «Однотактный ламповый…, возвращаясь к напечатанному» я обещал привести описания и схемы усилителей, в выходных каскадах которых используются триоды. С удовольствием выполняю своё обещание.
Вначале несколько общих моментов, позволяющих прояснить выбор схемотехники усилителей, о которых я буду рассказывать, применяемых в них радиодеталей и т.д.
Ассортимент прямонакальных ламп, к тому же относительно доступных, ограничивается несколькими типами. Это 300B, 2А3, 6С4С, 6В4G, ГМ70. Выбор триодов косвенного накала, в основном предназначенных для стабилизаторов напряжения, тоже не очень большой. Это 6С19П, 6С41С, 6С33С, а также двойные триоды 6Н5С и 6Н13С. Несмотря на то, что есть ряд однотактных конструкций на лампах 6Н5С, 6Н13С, нужно отметить, что вольт амперные характеристики (ВАХ) этих ламп менее линейны, а коэффициент нелинейных искажений (КНИ) высок (достигает 10% при номинальной мощности и соотношении Ra/Ri=4), в то время, как у 6С19П, 6С41С, 6С33С он не превышает 3% при сходных условиях. Поэтому 6Н5С, 6Н13С лучше применять в двухтактных каскадах.
Каждая из перечисленных ламп имеет своё неповторимое звучание, поэтому в двух словах очень трудно охарактеризовать его. Я изложу своё восприятие, а соглашаться с ним или нет, Ваше право.
ГМ70 — широта и масштабность. На этой лампе можно создать усилитель с выходной мощностью более 20Вт!!! Напряжение на аноде лампы может доходить до 1000 вольт, ток анода — до 125ма, поэтому выходные трансформаторы должны иметь высокую электрическую прочность (примерно 3 киловольта). Звучание очень мощное и, как мне кажется, немного прямолинейное. Мелкие нюансы музыкального произведения как бы подавлены этой мощью и напором, а мне нравится более деликатное звучание. В общем — на любителя.
2А3, 6С4С — очень красивое, детальное и певучее звучание. Я бы назвал его «уютным и домашним», но вместе с тем — точным. Лампы представляют собой двуханодные конструкции с общей перемычкой и отличаются напряжением и током накала. У 6С4С нити накала внутри баллона соединены последовательно, а у 2А3 параллельно. Как Вы понимаете, это влияет на уровень фона. В случае применения 2А3 можно питать цепь накала переменным током, а вот в случае применения 6С4С — лучше постоянным.
6B4G — западный аналог 6С4С. Отличается чуть более аналитичным звучанием. Поскольку 6С4С и 6B4G имеют одинаковую цоколёвку, то можно выявить свои предпочтения путём простой замены одной лампы на другую. Кстати, Саратовский «Рефлектор» выпускает и одноанодную версию с такими же ВАХ и параметрами.
300B — считается «королевой» прямонакальных триодов. По моему мнению, лампа занимает промежуточное положение между ГМ70 с одной стороны, и 2А3, 6С4С, 6B4G с другой, сочетая (в разумной степени) достоинства этих двух типов ламп. Судите сами. Выходная мощность однотактного усилителя на лампе 300B составляет 8,0Вт, против 2,5-3,0Вт у 2А3 и 6С4С, при достаточно детальном и наполненном звучании.
К сожалению, звучание прямонакальных триодов, особенно это относится к лампе 300B, очень сильно зависит от года выпуска и производителя. Мне удалось прослушать несколько современных усилителей на этой лампе. Мягко говоря, я был удивлён и разочарован. Классическую музыку они воспроизводили без проблем, а вот современную и динамичную, невыразительно и тоскливо. Причина (с моей точки зрения) в том, что лампы 300В были включены в режиме с автоматическим смещением, а эта лампа звучит лучше всего с фиксированным. И лишь один из усилителей показал достойное звучание. Мне не разрешили снять кожух (очевидно разработчик боялся разглашения своих фирменных секретов), но, по его словам, лампы 300B были импортные, 1958 года выпуска, и смещение было фиксированным. Усилитель прекрасно справлялся с любым музыкальным материалом, обеспечивая полноценное звучание.
6С19П — из семейства триодов с косвенным накалом, самая маломощная (Pa=11Вт). Зарубежных аналогов — нет. Поэтому при применении одной такой лампы в усилителе, приходится довольствоваться тремя ваттами выходной мощности. А вот если установить две лампы, включив их параллельно, выходная мощность возрастёт до 6Вт. Звучание достаточно красивое и детальное, поэтому смело можно применять эти приборы в выходных каскадах усилителей. Естественно, в этом случае нужно подбирать лампы по парам или принимать меры по выравниванию их параметров.
6С41С — тоже триод с косвенным накалом (Pa=25Вт), имеет приблизительный зарубежный аналог EC360, причём с октальным цоколем. В Интернете на различных форумах мне приходилось встречать самые разные оценки звучания этой лампы, причём абсолютно противоположные. Не буду цитировать авторов этих высказываний, так как по моему мнению, большинство из них ничего не делали на этом триоде, поскольку ни режимов работы, ни схем включения никто не обсуждал. Мой опыт применения лампы 6С41С в выходном каскаде однотактного лампового усилителя, а также опыт А. И. Манакова, Д. Андреева, В. А. Стародубцева, позволяет сказать, что 6С41С — великолепно звучащая лампа, причём с любым типом смещения. Отличный, хорошо артикулированный бас и очень объёмная и детальная звукопередача — признаки звучания 6С41С. Кроме этого, вы удивитесь, мощность однотактного каскада на ней составляет около 7 ватт! Звучание 6С41С чем-то похоже на 300В с фиксированным смещением, причём не из самых плохих экземпляров. Но лампа 300В немного проигрывает лампе 6С41С (это не только моё мнение) в динамике. Недостатками чисто конструктивного характера, можно считать необходимость покупки специальных (не дешёвых) ламповых панелек и большой ток накала. Некоторые конструкторы так же считают недостатком большее время «вхождения в режим» (примерно 20-30 минут), по сравнению с прямонакальными лампами. Однако я не считаю этот факт недостатком, скорее особенностью, потому что любой ламповый усилитель начинает звучать лучше после 20-30 минутного прогрева. Такие очевидные достоинства, как отличное звучание, высокая выходная мощность, отсутствие проблем с фоном, присущих прямонакальным лампам, более простой выходной трансформатор (достаточно Ra=800ом) из-за низкого внутреннего сопротивления лампы (что тоже хорошо) и т.д. — с лихвой компенсируют эти недостатки.
6С33С (6П18С) — очень мощный триод косвенного накала (Pa=60Вт). Западных аналогов не имеет. Лампа уже давно применяется в усилителях, много схем опубликовано в различных изданиях и Интернете. Нужно сказать, что этот прибор лучше всего использовать в режиме с автоматическим смещением из-за временной и температурной нестабильности и склонности к саморазогреву. Звучание лампы в однотактном усилителе я бы охарактеризовал как несколько приземлённое и тяжеловесное, с отсутствием воздуха, но это лишь моё мнение, поэтому выбор я оставляю за Вами. Подчёркиваю, речь идёт об однотактном ламповом усилителе с выходным трансформатором. У А. Клячина дома я слушал усилитель на 6С33С, выполненный по схеме без выходных трансформаторов (OTL), так вот, тот усилитель звучал отлично.
Выходная мощность усилителя при применении 6С33С (6П18С) составит около 12Вт. Лампа ещё более длительное время «входит в режим», по сравнению с 6С41С.
Теперь немного поговорим о выходной мощности вообще. Для анализа я позволю себе ввести термин «комфортная мощность». Это, как правило, мощность, на которой аппарат работает длительное время, звучание его не раздражает и позволяет обеспечить наиболее выразительное исполнение всех нюансов музыкального произведения. Так вот, оказалось, что для меня в комнате площадью 18 квадратных метров, «комфортная мощность» составила около 0,5Вт на канал. Подавляющее большинство моих друзей, имеющих однотактные ламповые усилители, подтвердили этот факт. У кого-то было 0,4Вт на канал, у кого-то 0,7Вт на канал, в целом, цифры были похожи.
Чувствуете, к чему я клоню? Учитывая, что максимальная выходная мощность на канал в 2,5-3,0Вт для наших квартир более чем достаточна, а также большую дефицитность и дороговизну хороших ламп 300B, выбор пал на применение в выходном каскаде прямонакальных триодов 6С4С, 2А3 или 6B4G. Если же Вам нужен усилитель мощнее, примените триоды косвенного накала 6С19П, 6С41С.
Идём дальше. Одним из недостатков триодов принято считать большое напряжение раскачки. Рассмотрим поподробнее этот момент. Открываем нашу любимую программу SE Amp CAD и моделируем каскад на лампе 6B4. При напряжении питания около 300 вольт и токе 55ма выходная мощность при применении трансформатора с Ra=4ком составит 2,44Вт при напряжении на входе около 40 вольт. Глупо было бы не учитывать и тот факт, что выходное напряжение современных CD проигрывателей с ЦАПами дельта-сигма и операционными усилителями на аналоговых выходах составляет 2,0 вольта номинально (мой Rotel RCD-02S имеет выходное сопротивление 100ом и номинальное выходное напряжение 2,0 вольта, соответственно амплитудное — 2,8 вольта). Поэтому 40 вольт для раскачки выходного триода можно получить от простого предварительного каскада на резисторах, применив лампу с нужным Вам коэффициентом усиления. В моём случае этому условию полностью удовлетворяют лампы 6С5С, 6С2С или 6Н8С.
Они очень линейны и имеют глубокий раскрыв анодных характеристик при смещении на сетке вплоть до -24 вольт. Кроме этого данные типы ламп прекрасно подходят для работы с прямонакальными триодами взаимно компенсируя искажения друг друга.
Если же выходное напряжение вашего источника сигнала небольшое, то можно поступить следующим образом. Во-первых, можно применить лампу с большим коэффициентом усиления, например 6Н9С, 6Н2П, ЕСС83, E41CC. Во-вторых, применить разделительный трансформатор с коэффициентом 1:2. В-третьих, использовать в качестве лампы предварительного каскада пентод (тетрод). Противникам применения пентодов могу сказать, что лучшие образцы однотактных ламповых усилителей прошлого века, имели именно пентод во входном каскаде, а их звучание до сих пор считается эталонным. Чуть ниже я приведу схемы предварительных ламповых каскадов на пентоде и схему, в которой используется разделительный трансформатор.
Переходим к схеме на рис.1. Используем её как базовую, и путём применения различных ламп и изменения режимов их работы, попытаемся создать аппарат, соответствующий Вашим конкретным вкусам.
Как видите, схема очень проста, и состоит всего из двух каскадов, предварительного и оконечного. Я всегда придерживаюсь принципа минимально возможного количества каскадов усиления, так как добавление лишних элементов на пути сигнала приводит к ухудшению звучания.
Предварительный каскад усиления — резистивный. Поскольку расчёты каскада на резисторах есть практически в любой литературе и Интернете, я их не привожу. Считаю, что в нашем случае полезнее будет сказать о звучании ламп предварительного усилителя. При обсуждении схемы усилителя с А. И. Манаковым, им была предложена лампа 6С5С, как наиболее линейная, имеющая цилиндрическую конструкцию электродной системы. На втором месте — 6С2С. Если Вы откроете справочник, то увидите, что параметры этих ламп практически одинаковы, чего не скажешь о внутренней конструкции. Этим объясняется и разница в звучании. Несмотря на индивидуальные особенности (а они есть), обе лампы звучат очень хорошо. Недостатков я не заметил (один триод в баллоне я не считаю недостатком, скорее достоинством). Предлагаю Вам попробовать оба варианта и определиться, какой из них больше нравится, тем более что переделывать ничего не нужно. Если Вы не смогли найти эти лампы, применяйте двойной триод 6Н8С (обе половинки соединяем параллельно). Особенности такого включения описаны в моей прошлой статье «Однотактный ламповый…, возвращаясь к напечатанному», поэтому повторяться не буду. Можно также использовать лампу 6Н8С без соединения половинок в параллель, в этом случае одна лампа будет работать на оба канала (экономия места налицо).
Считаю необходимым сказать Вам и ещё об одном моменте. Лампа 6С2С — это не половина лампы 6Н8С (как ошибочно считают многие «специалисты» на форумах в Интернете). Справочные данные похожи, похожа и конструкция электродной системы, однако есть и различия. За счёт большей площади анода у 6С2С, крутизна характеристики у неё выше, а реальное внутреннее сопротивление ниже, чем у половинки 6Н8С. Коэффициент усиления при этом одинаковый (около 20). Траверсы крепления электродной системы 6С2С и 6Н8С одинаковы, однако в случае 6С2С они крепят один триод, а не два. Этим объясняется практически полное отсутствие микрофонного эффекта у 6С2С. Как Вы понимаете, из-за этого разница в звучании (хоть и не очень большая) будет обязательно. То же самое нужно сказать и о лампе 6С41С, которая не является половиной лампы 6С33С, как многие считают. Посмотрите внимательно на паспортные значения параметров этих ламп, а также на вольт амперные характеристики. Понятно, что разница в звучании будет существенной.
Кроме этого, Вы должны помнить и о том, что реальный динамический коэффициент усиления каскада на резисторах всегда меньше статического коэффициента усиления конкретной применяемой лампы. Чтобы не загромождать статью формулами, можно считать, что процентов на 25. Таким образом, при применении лампы 6С5С (6С2С), динамический коэффициент усиления реального каскада составит 15-16. Этот момент всегда нужно учитывать при расчёте лампового каскада на резисторах.
Можно вместо резистора в аноде входной лампы применить дроссель. По мнению некоторых радиолюбителей, каскад с дросселем звучит лучше. К сожалению, не могу с ними согласиться. Понимаю, что вкусы у всех разные, но должен высказать своё (и не только) мнение по поводу звучания таких каскадов.
Если Вы любите слушать симфоническую или джазовую музыку, то каскад с дроссельной нагрузкой не самый лучший вариант. Он звучит резко, я бы даже сказал — раздражающе. Очень сильно подчёркиваются обертоны струнных и духовых инструментов. Тростевые инструменты (саксофон и т.д.) звучат неестественно, с какими то неприятными призвуками. Если у Вас есть возможность послушать оба каскада (резистивный и дроссельный) одновременно (естественно с одним и тем же оконечным каскадом), то поставьте хорошую запись Дизи Гилеспи (труба) или Дэвида Сэнборна (саксофон). Я думаю, что разницу в звучании Вы услышите сразу.
Плюсом таких каскадов можно считать максимальный динамический коэффициент усиления, близкий к статическому используемой лампы, а вот о минусах нужно сказать несколько подробнее.
Как Вы знаете, дроссель является индуктивностью, лампа предварительного каскада (драйверная) имеет выходную ёмкость, а лампа оконечного каскада — соответственно входную. В результате мы имеем резонансный контур, настроенный на частоту, которая определяется суммой этих ёмкостей и индуктивностью дросселя. F=1/2П умножить на корень квадратный из произведения LC. Вы должны знать, что при большой индуктивности дросселя, резонанс будет перемещаться из ультразвуковой области в звуковые частоты и, несмотря на то, что контур зашунтирован внутренним сопротивлением драйверной лампы, и значительно ослаблен, он всё равно присутствует. На частоте резонанса подъём может достигать до 10Дб.
И ещё один момент. Сопротивление дросселя растёт с ростом частоты, в результате мы получаем неравномерность усиления каскада (с ростом частоты она увеличивается). Естественно, при этом удлиняется спектральный «хвост» гармоник, что не лучшим образом сказывается на звучании.
Раз уж мы заговорили о предварительных каскадах, необходимо отметить, что есть много схем, авторы которых для организации смещения применяют батарейки или аккумуляторы. Многие считают, что электрохимические источники тока в цепях смещения предпочтительнее традиционного резистора и конденсатора, пагубно влияющих на звучание. Необходимо сказать, что батарейки или аккумуляторы могут стоять как в цепи сетки, так и в цепи катода.
Мною были опробованы семь типов аккумуляторов и три типа батареек различных производителей, имеющихся в магазинах. Из ламп были опробованы следующие: 6Н1П, 6Н2П, 6С2С, 6С5С, 6Н8С, 6Н9С, 6С4П, 6Э5П. Аккумуляторы в катодных цепях предпочтительнее, так как нет необходимости в подзарядке (они заряжаются током лампы). Единственное, чтобы не было перезаряда, нужно выбирать их ёмкость не менее 20*I лампы. В моём случае я выбирал ёмкость аккумуляторов в пределах 700-1000ма/ч.
Первое впечатление было очень хорошим, однако по мере прослушивания обнаружился небольшой недостаток. По моему мнению, звучание приобретало некоторую «жёсткость» (в не зависимости от типа электрохимического источника тока), которой не было при применении резистора и конденсатора. Лучшие результаты были получены при применении NiCd аккумуляторов, причём стоящих в цепи катода, а не сетки.
Нужно, конечно, сказать и о том, что электролитические конденсаторы в катодах я применяю Black Gate Rubicon. Возможно, каскад с аккумулятором или батарейкой звучит лучше традиционного, особенно в случае применения китайских конденсаторов и резисторов плохого качества, снятых с компьютерных плат и блоков питания. У меня таких радиоэлементов нет, поэтому предлагаю Вам самим послушать оба варианта и выбрать тот, который больше понравится.
Далее сигнал через разделительный конденсатор поступает на вход оконечного каскада, выполненного на прямонакальном триоде 6С4С. Про типы разделительных конденсаторов я писал много раз, поэтому сейчас скажу только об одном нюансе. При применении во входном каскаде ламп с небольшим коэффициентом усиления, в качестве разделительного лучше всего применять конденсаторы типа ФТ-3, К-77, К-78, а вот если в качестве драйвера применить тетрод или пентод, то бумагу в масле Jensen, К40У-9, К42У-2 и т.д.
Оконечный каскад особенностей не имеет. Лампа включена в режиме с автоматическим смещением. В прошлых статьях я описывал достоинства и недостатки фиксированного и автоматического типов смещения, поэтому повторять всё заново не имеет смысла. Выбирайте сами. Скажу лишь, что при применении электролитов Black Gate (на схеме С6 и С9), разницы в звучании практически нет, а вот недостатков, присущих фиксированному смещению, гораздо меньше.
Чтобы проблем с фоном при применении 6С4С не возникло, я запитал накал постоянным током. В случае применения диодов КД226 напряжение накала под нагрузкой составляет 6 вольт. Если Вы применяете другие диоды (обязательно «быстрые»), может появиться необходимость в корректировке напряжения накала при помощи дополнительного резистора 0,3-0,5ом. И ещё один момент. У прямонакального триода катод и накал — одно и то же, поэтому соединительные провода цепей накала должны быть высокого качества (в отличие от ламп с косвенным накалом). Если Вы применяете лампу 2А3, то её накал можно запитать «переменкой», уровень фона у неё изначально ниже (повторюсь, из-за параллельного включения нитей накала у обоих триодов внутри баллона).
Нужно сказать и о том, почему я применил трансформатор с Ra=4ком. Дело в том, что многие в своих конструкциях уже применили трансформатор фирмы «Аудиоинструмент» TW6SE, а он имеет Ra=4ком. Чтобы не тратить лишних денег на покупку нового трансформатора, используйте тот, что уже есть. Конечно, лучше применить трансформатор, габаритная мощность которого 100Вт, например TW10SE, низкие частоты в этом случае будут воспроизводиться ещё лучше, но и с TW6SE вы не будете разочарованы, поскольку габаритная мощность выходного трансформатора выбирается в пределах 20*Pвых или больше.
Вообще, максимальная выходная мощность достигается при условии Ra=2Ri, где Ra — сопротивление первичной обмотки выходного трансформатора по переменному току, а Ri — внутреннее сопротивление лампы. К сожалению, в этом случае слишком велики нелинейные искажения (около 6%). Поэтому сопротивление первичной обмотки трансформатора Ra выбирают в пределах 3-5Ri (иногда до 7Ri), как компромисс между величиной нелинейных искажений и выходной мощностью. Но нужно учесть, что мощность каскада снижается линейно, а коэффициент нелинейных искажений (КНИ) по экспоненте, со всеми вытекающими последствиями, поэтому существует понятие разумной достаточности. Кроме того, чрезмерное увеличение анодной нагрузки снижает динамику каскада. В нашем случае при применении 6С4С или 2А3, с внутренним сопротивлением Ri=800ом, это условие выполняется.
Для иллюстрации вышесказанного привожу данные выходной мощности усилителя и коэффициента второй и третьей гармоники при различных значениях Ra (при 40 вольтах переменного напряжения на входе лампы, токе анода 60ма и 250 вольтах напряжения на аноде). Эти значения тока и напряжения я привёл в качестве примера совсем не случайно. В учебниках Цыкина и Войшвилло именно такие режимы рекомендуются для достижения наилучшего качества звучания.
Ra=4,0ком, Pвых=2,22Вт, 2-я гармоника 3,1%, 3-я гармоника 0,2% Ra=3,5ком, Pвых=2,4Вт, 2-я гармоника 3,4%, 3-я гармоника 0,1% Ra=3,0ком, Pвых=2,54Вт, 2-я гармоника 3,8%, 3-я гармоника 0% Ra=2,5ком, Pвых=2,7Вт, 2-я гармоника 4,4%, 3-я гармоника 0,1% Ra=2,0ком, Рвых=2,9Вт, 2я гармоника 5,3%, 3я гармоника 0,3% Надеюсь, комментарии излишни.
Ток покоя, как всегда, контролируем по падению напряжения на катодных резисторах. Если Вы примените детали, указанные на схеме, то он составит 55-60ма для лампы 6С4С и 5-6ма для лампы 6С5С.
Теперь переходим к случаям, когда входное напряжение усилителя меньше двух вольт или когда в выходном каскаде применяется лампа, требующая большого напряжения раскачки (например, 6С33С). На Рис.2 приведена схема предварительного усилителя на тетроде 6Э5П в триодном включении, а на Рис.3 в штатном тетродном включении.
Вы можете спросить, почему 6Э5П? Дело в том, что экспериментируя с различными пентодами (6Ж4, 6Ж52П и т.д.), мне не удавалось получить звучание, которое полностью меня бы удовлетворило. В некоторых случаях пропадала прозрачность, в некоторых появлялась сухость и т.д. и т.п. И только 6Э5П обеспечила необходимое качество звукопередачи. Общее впечатление — звучание очень похожее на триодное, только чуть ярче. Глубокий хорошо артикулированный бас, прозрачный верх и очень детальная середина — признаки звучания 6Э5П. Моя оценка — отлично! В любом случае, выбирать и слушать Вам, а я приведу параметры лампы в триодном и штатном включении.
Триодное включение: Ri=1,2ком; S=30ма/в; Кус=30-35. Тетродное включение: Ri=8ком; S=30ма/в; Кус=200. Ну как, впечатляет? Естественно, имея такие параметры, лампа свободно сможет «раскачать» любой триод, будь то 300В, 6С41С, 6С33С, ГМ70 и т.д.
Необходимо отметить, что широкополосные тетроды 6Э5П, 6Э6П с малым внутренним сопротивлением были «oткрыты» для аудио применения А. И. Манаковым. Они успешно применяются многими конструкторами в драйверах (триодный и тетродный режим) и в качестве выходных ламп. На этих же лампах в конце 2003 года А.И. Манаковым был разработан и резистивный ультралинейный каскад, тоже имеющий очень хорошее звучание.
Теперь рассмотрим вариант схемы с применением межкаскадного трансформатора. Достоинствами такого включения принято считать:
- максимально возможное усиление
- возможность согласования с любой нагрузкой
- высокий КПД
- меньшее напряжение питания каскада
- более динамичное звучание.
Однако не всё так гладко. Недостатками схемы являются:
- большие габариты и масса
- необходимость экранировки
- высокая цена
- высокая цена
Если эти проблемы Вас не пугают, то на Рис.4 приведена схема предварительного каскада с применением межкаскадного трансформатора, имеющего коэффициент передачи 1:2. Особенности таких каскадов многократно описаны в различных источниках, поэтому подробно рассматривать их я не считаю нужным.
Статья была бы не полной, если не привести схему усилителя, в выходном каскаде которого работает триод косвенного накала. Я выбрал 6С41С, поскольку схем с использованием этой лампы очень мало, в отличие от 6С33С.
Настоятельно рекомендую Вам попробовать эту конструкцию. Вы будете просто удивлены звучанием. По сравнению с усилителем на 6С4С или 300В, я бы охарактеризовал его как более универсальное. Усилитель одинаково хорошо и естественно воспроизводит как классическую музыку, так и современную, с большим количеством импульсных составляющих.
Схема с использованием лампы 6Э5П во входном каскаде приведена на Рис. 5. Как всегда, она достаточно проста и хорошо повторяема, поэтому у Вас не должно возникнуть проблем при изготовлении этого варианта. Вы можете попробовать разные лампы во входном каскаде, и выбрать вариант, наиболее благозвучный для Вас. Лампа 6Э5П включена триодом, поэтому чувствительность усилителя будет 1,8-2 вольта. Если этого недостаточно, примените схему на Рис.3 или Рис.4. Чувствительность усилителя в этих случаях будет 0,35-0,4В и 0,8-1,0В соответственно.
Немного скажу о выборе режимов лампы 6С41С. Напряжение анод катод составляет 165-175 вольт, при токе через лампу около 93-95ма. Это означает, что мощность рассеивания составит около 16 Вт, что в полтора раза меньше паспортного значения (то есть лампа работает в облегчённом режиме).
Смещение -70 вольт. Если Вы также посмотрите на вольт амперные характеристики, то увидите, что рабочая точка лампы находится на линейном участке. Суммарный потребляемый ток одного канала усилителя составляет около 110ма. Таким образом, если Вы делаете стерео усилитель, то в его блоке питания будет достаточно применить один кенотрон 5Ц3С (5U4G). Номинальный выпрямленный ток этого кенотрона составляет 220-230ма (справочное значение). Если же Вы решите увеличить ток (что вполне допустимо), то в блоке питания усилителя необходимо будет применить два, параллельно включённых кенотрона, или изготовить усилитель в виде двух моноблоков. Естественно, первичная обмотка выходного трансформатора тоже должна быть рассчитана на этот ток.
На форумах в Интернете я как-то видел обсуждение источника питания усилителя с применением телевизионных демпферных диодов, например 6Д22С. Должен Вас предупредить, что при использовании этих ламп звучание усилителя теряет объёмность и детальность, пропадает глубина сцены, такое впечатление, что музыканты находятся на одной линии. Мне такое звучание не подходит, но Вы сами вправе решить этот вопрос. Если нет желания делать блок питания на кенотронах, целесообразнее применить «быстрые» полупроводниковые диоды — «фасты» и «ультрафасты», рассчитанные на соответствующий ток и напряжение, шунтируя каждый из них конденсаторами К78-2 ёмкостью 0,01-0,022Мкф, для устранения коммутационных помех при переключении.
Схема блока питания аналогична схеме, приведенной на Рис.1. Поскольку накал лампы 6С41С питается переменным током, диоды Д1-Д8, а так же конденсаторы фильтра С12-С15, нужно исключить. Помните и о том, что ток накала одной лампы составляет 2,7 ампера, поэтому накальные обмотки силового трансформатора должны быть рассчитаны на него.
Катодный резистор лампы 6С41С сильно греется, поэтому его мощность рассеивания должна быть не менее 15-20Вт.
Выходной трансформатор, применённый в данной схеме, изготовлен «Аудиоинструментом» и имеет следующие параметры: Ra=1ком; Ктр=12,5; Pгаб=100Вт; I=150ма. Сопротивление первичной обмотки постоянному току — около 150ом.
Ещё лучшее качество звучания было получено при применении выходных трансформаторов, намотанных на сердечниках ОСМ-0,16, изготовленных по моей просьбе Дмитрием Андреевым, за что ему отдельное спасибо. Параметры этих трансформаторов следующие: Ra=1ком; Ктр=10,05; Pгаб=160Вт; I=200ма. Сопротивление первичной обмотки постоянному току — около 50ом. В обоих случаях смещение составило -70 вольт, а мощность рассеивания лампы 6С41С во втором случае увеличилась всего на 1Вт. Звучание приобрело ещё больший объём и детальность, расширилась полоса воспроизводимых частот (вплоть до 70kHz) и увеличилась глубина сцены.
Монтаж всех усилителей, о которых я рассказал, выполнен навесным способом, с использованием медного многожильного кабеля Kimber серии TC. Мне нравится нейтральный характер звучания этого соединителя, а также невосприимчивость его изоляции из тефлона к нагреву. Стоимость — около 30$ за метр. Но, приобретая 1 метр этого кабеля, фактически вы получаете 8 проводов по 1 метру (4 синих и 4 чёрных). Согласитесь, что 4$ за метр хорошего провода, не так уж много.
Разводка «земли» выполнена «звездой», в прошлой статье я подробно описывал этот способ. Фон переменного тока слышен только в том случае, если поднести ухо вплотную к акустической системе. Если это не так, нужно повозиться с взаимным расположением радиоэлементов. В моём случае дроссели блока питания находятся в подвале шасси, а силовой и выходные трансформаторы сверху.
Ну вот, вроде и всё. В заключении, я хотел бы поблагодарить моего друга А.И. Манакова E-mail: detector(dog)surguttel.ru за постоянные консультации и помощь в редактировании этой статьи (все схемы были лично опробованы Анатолием Иосифовичем задолго до меня), а также за присланные им лампы 6Э5П и 6С41С.
Должен сказать Вам также и о том, что особенности восприятия музыки очень индивидуальны, поэтому не стоит зацикливаться на каких-то отдельно взятых схемах или лампах. Не только прямонакальные триоды обеспечивают высококачественное звучание. И пентоды, и триоды косвенного накала при грамотном построении схемы, правильном выборе рабочей точки и режимов, ничуть не хуже. Поэтому учитесь, пробуйте, слушайте, экспериментируйте. Нельзя забывать о теории электровакуумных приборов и построения усилителей на них, чтобы не было пустых «наитий» и «откровений свыше». Только в этом случае Вы сможете создать аппарат, который будет полностью соответствовать Вашим музыкальным вкусам.
Автор: В.В.Пузанов г. Брянск
⚡️Современный ламповый усилитель на двух лампах
На чтение 20 мин. Опубликовано Обновлено
В современный исторический период, с точки зрения технологии, можно отнести к цифровой эре. Цифровые технологии в фотографии, звукозаписи, телевидении, радиосвязи, навигации, в ’’умном доме” и пр. — реалии нашего времени. Наряду с компьютерными средствами связи и передачи информации, они предоставили возможности, о которых раньше нельзя было и мечтать. В определённом смысле можно говорить об охвате этой технологией всего нашего быта и производства.
В последнее время численность любителей хорошего звука стала увеличиваться за счёт поколения, рождённого в цифровую эру и не заставшего ни виниловых дисков, ни магнитофонов. В значительной мере этому способствует тот факт, что большую часть музыки современный человек прослушивает через головные телефоны с мультимедийного плейера или смартфона, а в стационарных условиях — через нехитрую акустическую систему телевизора или компьютера с простыми однокристальными УМЗЧ.
Тем не менее с претензией на лучшее звуковоспроизведение известный производитель компьютерного железа тайваньская компания АОреn в 2002 г. выпустил материнскую плату АХ4В-533 Tube со звуковым трактом на лампе и несколькими “аудиофильскими” конденсаторами MultiCap, резисторами Vishay и проводами Cardas.
Причём лампу поставили нашу, российскую Sovtek 6922 (6Н23П). Затем была конструкция АОреn AX4GE Tube-G [1], с предварительным усилителем на трёх лампах и деталями попроще. И всё — эта инициатива подхвачена не была. В самом деле, чтобы повлиять на звуковоспроизведение кардинально, мало применить только буферный ламповый каскад, да и решение проблем теплового режима и режима питания лампы сразу увеличивает стоимость изделия.
Что же можно сделать в этом направлении? Ответ — применить полноценный ламповый усилитель мощности. Каким требованиям должен соответствовать УМЗЧ? Безусловно, ламповый усилитель звука должен быть построен в соответствии с определёнными правилами, сложившимися в результате вековой практики лампового звуковоспроизведения, с учётом современных технологий.
По возможности он должен быть несложным, иметь достаточную выходную мощность и хорошие параметры, разумные габариты и массу. Вопрос теплового режима и энергопотребления тоже может оказаться актуальным. В общем, понятный набор требований, зачастую находящихся в противоречии друг с другом.
В отличие от транзисторной схемотехники, ламповая традиционна. Придумать что-то прорывное сложно. Первая мысль при взгляде на схему лампового УМЗЧ — как всё просто! Но секрет хорошего звука, как правило, не в каком-то необычном схемотехническом решении, а в тщательной проработке конструкции и правильном выборе используемых элементов. Один из принципов ламповой схемотехники — звуковой тракт должен быть максимально коротким, а число каскадов усиления — минимально.
Хотя на практике не всё так уж однозначно, тем не менее, при прочих равных условиях, два каскада усиления предпочтительнее, чем три. Малокаскадность — одно из преимуществ ламповой схемотехники. От лампового каскада можно получить большой коэффициент усиления, при этом число каскадов усиления минимально.
Отсюда и особая звуковая панорама: музыкальные инструменты и голоса расположены по всему акустическому пространству. При прослушивании АС с “правильным” ламповым усилителем через некоторое время о громкоговорителях просто забываешь, их как бы нет, звук растворяется в пространстве, мозг перестаёт ассоциировать их с источником звука (конечно, при соответствующем качестве записи исходной фонограммы).
Итак, два каскада лучше, чем три. Тогда один лучше, чем два? Но может ли УМЗЧ иметь один каскад усиления? В середине прошлого века были устройства, в которых УМЗЧ построен всего на одной лампе — пентоде 6П9, например, в телевизорах “Рекорд-12”, “Енисей”. Применяли его и в любительских конструкциях усилителей.
Изначально эта лампа предназначалась для выходных каскадов широкополосных усилителей, в частности, в видеоусилителях телевизионных устройств [2]. Тем не менее любители лампового звучания успешно применяют эту лампу в звуковом тракте в предоконечном и выходном каскадах. Кроме того, лампа до сих пор доступна и недорога.
Пентод 6П9 имеет восьмиштырьковый (октальный) цоколь и металлический ударопрочный корпус. Зарубежные аналоги — 6L10 и 6AG7. По основным параметрам (но, увы, не по звучанию) к 6П9 близка отечественная пальчиковая лампа 6П15П (причём мощность рассеяния на аноде — до 12 Вт).
Благодаря большой крутизне (10… 11 мА/В) и высокому внутреннему сопротивлению (80…100 кОм) пентод 6П9 обладает усилением, достаточным для построения однокаскадного усилителя мощности! С одной лампы при входном напряжении 1,5В эфф можно получить выходную мощность до 2 Вт при коэффициенте гармоник около 4 %. Но проблема в том, что анодная нагрузка при этом должна быть примерно 10 кОм.
Трансформатор для лампового усилителя
Изготовление трансформатор для лампового усилителя непростое дело. Но если использовать две лампы, включаемые параллельно, чувствительность усилителя не изменится, но эквивалентное сопротивление нагрузки уменьшится вдвое. Выходная мощность, естественно, в два раза больше. Изготавливать выходной трансформатор для лампового усилителя для эквивалентной нагрузки сопротивлением 5 кОм уже проще. Видимо, подобным образом рассуждал и автор конструкции [3]; приведённая там схема усилителя и была взята за основу.
Схема усилителя смотрите выше. Схема одного канала стереофонического усилителя с блоком питания представлена на сайте www.radiochipi.ru рис. 1. Это однотактный ламповый усилитель мощности на двух пентодах, включённых параллельно, без ООС, с фиксированным смещением, обеспечивающим анодный ток каждой лампы 30 мА. Можно использовать и автоматическое смещение. Для этого в цепь катода каждой лампы следует включить резистор сопротивлением 68…100 Ом (подбирают для каждой лампы по анодному току) мощностью 0,5 Вт, зашунтированный оксидным конденсатором ёмкостью 500…1000 мкФ на номинальное напряжение 16 В.
От качества этого конденсатора в значительной степени зависит звучание. Третью сетку при этом соединяют с катодом, туда же нужно присоединить и нижний по схеме вывод стабилитрона VD7.Пентод 6П9 на выходе УМЗЧ — определённый вызов современным представлениям, в соответствии с которыми считается, что хорошее звучание можно получить, применяя только триоды либо пентоды и тетроды в триодном включении. Действительно, триод более линеен и его внутреннее сопротивление меньше (соответственно меньше и индуктивность первичной обмотки выходного трансформатора).
Но максимальная выходная мощность такого усилителя на 6П9 снижается, уменьшается и чувствительность. С другой стороны, существует немало сторонников пентодных усилителей, утверждающих, что музыкальные произведения определённых жанров лучше звучат именно с пентодными усилителями. Кроме того, главный козырь описываемого усилителя в том, что он однокаскадный, а перевод ламп в триодный режим потребует второго каскада усиления. И сложно сказать заведомо, что будет звучать лучше: двух- либо трёхкаскадный УМЗЧ на триоде или однокаскадный на пентоде [4].
Нужно отметить, что при параллельном включении ламп требуется их подбор. Ведь в таком усилителе лампы работают как бы “дуэтом”. И результат во многом зависит от того, насколько хорошо они подобраны, сделать это самому несложно, имея возможность их выбора; 6П9 — лампа не дорогая. Основное отличие схемы усилителя на рис. 1 от приведённой в [3] — это наличие стабилизатора напряжения для второй (экранирующей) сетки. Контрольное прослушивание показало, что введение стабилизатора заметно улучшило звучание.
Дело в том, что линейность пентода очень сильно зависит от стабильности напряжения на второй сетке, а на больших амплитудах сигнала напряжение на второй сетке тоже начинает меняться. Конденсатор фильтра между сеткой и общим проводом не всегда справляется с таким явлением (на самых низких частотах). В этой конструкции применён параметрический стабилизатор на шести стабилитронах КС524Г и одном КС512А на общее напряжение 150 В. Цепь стабилитронов зашунтирована конденсаторами МБГО ёмкостью 4 мкФ и оксидным ёмкостью 100 мкФ на 160 В (Jamicon).
Вместо цепи стабилитронов можно применить один КС650А. При этом для двух каналов необходимо подобрать два с нужным напряжением стабилизации и установить их на теплоотводы (рассеиваемая мощность — 1,5…2 Вт). Стабильное напряжение для второй сетки можно обеспечить также с ламповым (на СГ13П) или транзисторным стабилизатором. Резисторы R3, R4 в анодных цепях служат для контроля анодного тока при налаживании. Падение напряжения на них в милливольтах численно равно току анода в миллиамперах.
После налаживания их можно исключить. Выключатель питания SA1 включён последовательно с сетевой обмоткой трансформатора. Для увеличения срока службы ламп, с целью их защиты от подачи анодного напряжения в непрогретом состоянии, непосредственно в цепь анодного напряжения установлен ещё один выключатель SA2.
Детали и узлы. Обычно для предотвращения возможных возбуждений на высоких частотах входной сигнал подаётся на управляющие сетки через “антизвонные” резисторы сопротивлением 1…3 кОм. В данной конструкции в сеточной цепи отдано предпочтение применению дросселей. Сравнительное прослушивание усилителя с резисторами БЛП, а затем с дросселями ДМ2,4-20 индуктивностью 20 мкГн в сеточных цепях выявило некоторое преимущество дросселей. Подобные дроссели можно намотать и самостоятельно на ферритовых кольцах, число витков ориентировочно 10—15.
Вместо дросселя можно использовать ферритовые трубки диаметром 3 мм, которые надевают на сигнальный провод, идущий к лампе. Их можно найти на старых компьютерных платах или в импульсных блоках питания. Такая трубка может увеличивать индуктивность проводника (например, эмалированного обмоточного провода) до 10…20 мкГн.
В данной конструкции применён импортный переменный резистор R1 (спаренный). Лучше поставить сдвоенный переменный резистор ALPS RK27 стерео (Blue Velvet) японской фирмы ALPS Electric. Постоянные резисторы можно применить любые из серий С2-23, С2-29, ВС, БЛП.
Если в качестве источника сигнала для этого усилителя предполагается использовать исключительно компьютер, то в этом случае можно вообще обойтись без регулятора громкости на входе усилителя, регулируя уровень входного сигнала непосредственно с компьютера, реализовав так называемый “короткий тракт”.
Особенностью усилителя является отсутствие межкаскадных разделительных конденсаторов. Здесь же есть лишь конденсатор во входной цепи — полиэтилентерефталатный К73-17. В данной конструкции применены самодельные выходные трансформаторы (рис. 2) на броневом ленточном магнитопроводе из стали Э310, соответствующем типоразмеру ШЛ20х32, площадь сечения — 6,4 см².
Он наиболее близок к трансформатору ОСМ 1-0,063 промышленного производства. Для первичной обмотки использован обмоточный провод диаметром 0,23 мм, для вторичной — 1 мм. Для указанного на схеме режима работы сопротивление нагрузки, приведённое к первичной обмотке, немного более 4,8 кОм. Индуктивность первичной обмотки для расчётной граничной частоты fн = 40 Гц должна быть 19…20 Гн, что соответствует примерно 5000 витков.
Коэффициент трансформации n = 31 для нагрузки сопротивлением 4 Ом и n = 22 — для 8 Ом. В одном слое катушки можно уложить до 180 витков первичной обмотки и до 40 витков вторичной обмотки. Таким образом, 5040 витков первичной обмотки можно намотать в 22 слоя, а 160 витков вторичной (для нагрузки 4 Ом) — в четыре слоя. Добавив к ней ещё 69 витков, трансформатор можно использовать на нагрузку 8 Ом.
Учитывая, что добавочная обмотка предназначена для нагрузки 8 Ом, её можно намотать более тонким проводом. Для получения достаточной широкополосности усилителя обмотки выходного трансформатора должны быть оптимально секционированы. Секционирование уменьшает индуктивность рассеивания трансформатора, но чрезмерное секционирование приводит к росту межобмоточной ёмкости, а также к ограничению полосы пропускания в области высоких частот. Ёмкость можно снизить, увеличивая толщину межобмоточной изоляции, но при этом уменьшаются коэффициент заполнения и потокосцепление между обмотками.
Триод обладает малым внутренним сопротивлением; для него основной проблемой является индуктивность рассеяния, поэтому первичную обмотку триода разбивают на 4—5 (а то и более) секций, между которыми укладывают секции вторичной обмотки, которые, обычно, соединяют параллельно. Внутреннее сопротивление пентода велико, влияние индуктивности рассеяния незначительно. Основной проблемой для него является межобмоточная ёмкость, поэтому чрезмерное секционирование, наоборот, может ограничить полосу пропускания.
В отличие от усилителей на триодах, трансформаторы пентодных усилителей не подвергают значительному секционированию. Во многих пентодных усилителях середины прошлого века вторичную обмотку просто укладывали между половинками первичной обмотки. По этой же причине, если анодное напряжение выходной лампы не превышает нескольких сотен вольт, в качестве межобмоточной изоляции лучше использовать бумагу, а не лавсан, фторопласт и иные синтетические материалы.
В данной конструкции применён следующий способ укладки: вначале уложено шесть слоёв первичной обмотки по 180 витков в слое (1080 витков), затем два слоя вторичной (80 витков), потом 11 слоёв первичной обмотки (1980 витков), ещё два слоя вторичной и остальные 11 слоёв первичной обмотки. Затем домотано 69 витков для обмотки на нагрузку 8 Ом. Между собой включают последовательно не только секции первичной обмотки, но и вторичной.
При таком секционировании вторичную обмотку удобнее наматывать отрезками провода относительно небольшой длины. Кроме того, секции вторичной обмотки невозможно сделать одинаковыми, наводимые в них ЭДС всегда немного отличаются. Последовательное соединение обмоток снимает эту проблему.
Каждую следующую секцию обмотки начинают наматывать с той стороны, где закончилась предыдущая. Таким образом, первичная обмотка содержит 5040 витков, вторичная — 160 + 69 витков. Намотку производят виток к витку. Межслойная изоляция — один слой обычной бумаги (например, из тетради), межобмоточная — два-три слоя. Ленты изоляции должны быть на 5 мм шире расстояния между щёчками.
По их краям ножницами делают насечки для того, чтобы они легли между щёчками без складок. Это надёжно изолирует слои и секции друг от друга. Для уменьшения влияния подмагничивания постоянным током обмоток магнитопровод трансформатора собирают с зазором. С этой целью между его П-образными частями кладут вставки из бумаги толщиной 0,1 мм.
В зависимости от качества используемой в трансформаторе стали, окончательную толщину прокладки можно подобрать на финальном этапе налаживания усилителя по минимуму искажений и сохранению уровня сигнала на самых низких частотах, наблюдаемому на экране осциллографа.
Источник питание лампового усилителя
Питание лампового усилителя, в конечном счёте, определяет его энерговооружённость. Трансформатор питания достаточной мощности, мостовой полупроводниковый выпрямитель, дроссели в сглаживающем фильтре, конденсаторы фильтров — это всё, от чего напрямую зависит качество звука.
Самый простой вариант — применение готового унифицированного трансформатора. В данном случае оказался подходящим и был использован анодно-накальный ТАН43-220-50К. Помимо сетевой обмотки, он содержит четыре обмотки на напряжение 56 В и ток 150 мА, две обмотки на 12,6 В (ток 150 мА) и две накальные обмотки 6,3 В (1,65 А). Для получения необходимого анодного напряжения обмотки по 56В были включены последовательно (соединения обмоток показаны на схеме), а каждая накальная обмотка питает пару ламп одного канала.
Одна из оставшихся обмоток использована как источник отрицательного смещения на управляющие сетки ламп. Кроме ТАН43, также подойдут ТАН28, ТАН29, ТАН42 и любой другой сетевой трансформатор с подходящими напряжениями обмоток и габаритной мощностью не менее 60 Вт. Резисторы R6— R9, традиционно включаемые параллельно нитям накала, образуют искусственную среднюю точку, уменьшая фон переменного тока. К одной из накальных обмоток через гасящий резистор R13 подключён светодиод индикации включения усилителя.
В анодном выпрямителе применены диоды MUR4100E, также можно использовать любые “быстрые” диоды на соответствующее напряжение. Из отечественных подойдут КД226В—КД226Е. В этом случае параллельно каждому диоду полезно подключить конденсатор ёмкостью 10 нФ на номинальное напряжение не менее 400 В. В выпрямителе смещения можно использовать любые выпрямительные диоды. Стабилитрон VD16 — любой на напряжение стабилизации 5…6В, например КС156А.
Подстроечные резисторы R11, R12 — СП4-1 (СПО-0,15), подойдут очень удобные многооборотные СП5-2, СП5-3. Постоянные резисторы — МЛТ, С2-23
или их аналоги. В анодном выпрямителе желательно использовать конденсаторы Jamicon или Samsung. Дроссели L3, L4 в этой конструкции установлены готовые импортные на ток 80 мА, сопротивлением 180 Ом, вместо которых можно применить дроссели от старых ламповых телевизоров, например Др5-0.08. В качестве выключателей применены спаренные микропереключатели МТД-3.
Конструкция усилителя. Ламповый усилитель своими руками собран на П-образном шасси размерами 335x150x50 мм. На верхней части шасси, прикрытой дюралюминиевой фальшпанелью, размещены трансформаторы и лампы. Сетевой трансформатор прикрыт стальным кожухом размерами 90x90x100 мм. Вокруг выходных трансформаторов, по углам, установлены стойки квадратного сечения, к которым прикреплены дюралюминиевые пластины, прикрывающие выходные трансформаторы. Получившийся короб имеет внешние размеры 90x94x240 мм.
По периметру шасси облицовано отделочным ламинированным уголком с внешними габаритами 50x174x352 мм (рис. 3). Облицовка — из дубовых или берёзовых дощечек, покрытая лаком, только прибавит изделию респектабельности. В задней части корпуса расположены клеммы для подключения проводов кабелей к АС. На лицевой части шасси установлены регулятор громкости, выключатели анодного и сетевого напряжения, индикаторный светодиод.
Лицевая часть также прикрыта дюралюминиевой фальшпанелью размерами 58×184 мм. Все металлические поверхности покрашены термопорошковым способом. Надписи нанесены методом лазерной гравировки и зачернены (рис. 4). Разводка проводов и монтаж усилителя внутри шасси показаны на рис. 5. Сборку усилителя начинают с установки ламповых панелей, сетевого и выходных трансформаторов, дросселей, плат блока питания и разводки накальных цепей, которые проведены толстыми (сечением 0,5 мм²) свитыми проводами.
Цепи накала максимально удалены от входных цепей усилителя. Все детали блока питания смонтированы на трёх печатных платах рис. 6—рис. 8. Часть мелких деталей усилителя смонтирована навесным монтажом. Некоторые детали припаяны непосредственно к выводам ламповых панелей, а основная их часть смонтирована на лепестках монтажной платы. В качестве общего провода использован лужёный медный провод, установленный на изоляционных стойках между монтажной платой и ламповыми панелями.
Шасси электрически соединено с общим проводом около входных разъёмов. Цепи от входных разъёмов к регулятору громкости и от регуляторов громкости к входу усилителя разведены экранированным проводом минимальной длины.
Учитывая уровень входного сигнала, входные цепи можно развести и обычной витой парой. В этом случае провода пары используют как сигнальный и общий.
Налаживание усилителя. Налаживание усилителя заключается в установке и выравнивании тока покоя ламп. Контроль анодного тока осуществляется с помощью милливольтметра, по падению напряжения на резисторах R3 и R4 (примерно 30 мВ). При этом желательно осуществлять контроль формы выходного сигнала по осциллографу на эквиваленте нагрузки, на низкочастотном краю полосы звуковой частоты и на частоте 1000 Гц, по максимальной линейности выходного сигнала, особенно на предельной мощности усилителя, подбирая более точно ток покоя небольшим изменением напряжения смещения подстроечными резисторами R11, R12.
Подбор ламп в пары можно осуществить непосредственно в усилителе. Для этого устанавливают все четыре лампы и на их управляющих сетках резисторами R11, R12 выставляют напряжение смещения равным -3 В и фиксируют их анодный ток. Лампы переставляют так, чтобы их токи в парах были наиболее близкими. Затем для одной пары ламп производится снятие зависимости их анодного тока, в интервале 10…50 мА с шагом 5…10 мА от напряжения смещения на их управляющей сетке. Результаты записывают в таблицы (Ia = f(Uсм)).
Полученные таблицы для всех имеющихся ламп позволят более точно подобрать лампы в пары в рабочем интервале их анодного тока. Естественно, все измерения необходимо проводить в отсутствии входного сигнала. Лампы предварительно следует прогреть не менее получаса.
После подбора ламп и окончательной установки их токов покоя можно осуществить более точно подбор толщины немагнитной прокладки в магнитопроводах выходных трансформаторов.
При этом оптимальную толщину зазора определяют по визуальному контролю формы выходного сигнала на экране осциллографа как компромисс между амплитудой выходного сигнала и его формой на низкочастотном краю полосы. Однозначных рекомендаций здесь дать невозможно, всё зависит от качества трансформаторной стали, намотки трансформатора, его формы и размеров. С большим сечением магнитопровода, как правило, можно расширить область усиливаемых низких частот.
Об измеренных параметрах усилителя. Параметры усилителя по современным меркам могут показаться скромными. Номинальная выходная мощность — 3 Вт, максимальная — 4 Вт (при входном напряжении 2В), по современным меркам совсем немного. Но это ламповые ватты! В силу плавного, мягкого ограничения амплитуды выходного сигнала в лампах, по сравнению с транзисторами, эта мощность эквивалентна десятку транзисторных ватт, по субъективному восприятию звука. Этот феномен хорошо знаком любителям лампового звука.
Для комфортного прослушивания лампового усилителя в современных квартирах с правильной АС, как правило, достаточно 1… 1,5 Вт. Полоса рабочих частот по уровню -3 дБ равна 20…20000 Гц. На рис. 9 представлен спектральный состав выходного сигнала одного из каналов, при выходной мощности 1 Вт. На рис. 10 — то же при выходной мощности 3 Вт. Гармонические искажения — THD в англоязычной аббревиатуре, точнее коэффициент гармонических искажений, THD+N — то же плюс шумы усилителя, выраженные в процентах.
Полученные значения искажений (4 %) являются неплохим результатом для лампового усилителя. Конечно, современные транзисторные усилители имеют более низкие искажения, но их формальное сравнение, без учёта спектрального состава сигнала, лишено всякого смысла.
В силу особенностей двухтактных схем современных транзисторных усилителей, в них подавлены чётные гармоники, что приводит к формальному снижению значения коэффициента гармоник. Но преобладание нечётных гармоник, особенно третьей при отсутствии второй, негативно влияет на субъективное восприятие звучания.
Эксперименты показали, что более благоприятно на слух воспринимаются фонограммы, воспроизводимые усилителями, в спектре искажений которых гармоники плавно спадают по мере их номера, но их спектр должен быть коротким. В отличие от транзисторного, такое звучание не утомляет, обогащая звучание вокала и музыкальных инструментов.
Контрольные прослушивания оркестровых фонограмм показали, что усилитель обеспечивает хорошую панораму звучания, инструменты находятся каждый на своём месте, причём их звучание локализовано не только в горизонтальной плоскости, но и в глубину, и по высоте. Отсутствует какая-либо привязка звука к громкоговорителям. Конечно, всё это справедливо только при соответствующем качестве записи. Все огрехи фонограммы сразу становятся заметными.
Громкоговорители для пентодного УМЗЧ. Не пытайтесь использовать ламповый усилитель с напольными мощными АС “Jamo” или советскими S90. Это верный путь к дискредитации ламповых усилителей небольшой мощности. Эти многополосные АС рассчитаны для работы с транзисторными усилителями выходной мощностью до 50… 100 Вт и малым выходным сопротивлением. Они малочувствительны (84…86 дБ/Вт/м) и имеют сложный частотно-зависимый импеданс. Ламповые усилители, а особенно пентодные, этого не любят.
Лучшим вариантом АС для пентодного УМЗЧ считается АС с одной широкополосной динамической головкой, имеющей характеристическую чувствительность 92…93 дБ/Вт/м. Такие головки могут быть установлены на акустической панели или в открытом корпусе. Например, головки Fostex FE206E, Fostex FE207E имеют достаточную чувствительность, и для них рекомендовано сложное акустическое оформление (как правило, с обратным рупором).
Аналогичные головки Visaton BG 20/8, BG 17/8, имеющие пониженное значение полной добротности, рассчитаны, как правило, на оформление с фазоинвертором. Кроме того, большинство таких современных динамических головок рассчитано на более высокую мощность, нежели может обеспечить описываемый УМЗЧ, поэтому их потенциал не будет полностью реализован. К таким изделиям можно отнести и широкополосные динамические головки Supravox.
Из отечественных изделий можно использовать старые динамические головки небольшой мощности. К ним относятся пользующиеся заслуженной популярностью у любителей лампового звука отечественные широкополосные головки 10ГДШ-1 (10ГД-36К), имеющие чувствительность 93 дБ/Вт/м, не требующие сложного акустического оформления. Такую головку можно установить в открытый или закрытый корпус, а также на акустической панели достаточных размеров (шириной 40…50 см и высотой 80…120 см). Если их подвес повреждён, его можно заменить новым, который можно приобрести через рекламные предложения в Интернете.
Недорогим вариантом для АС являются и динамические головки 4ГД-35, которым многие отдают предпочтение при прослушивании гитары. В качестве ВЧ-звена к ним можно использовать высокочастотные головки 2ГД-36, включённые через конденсатор ёмкостью 2…3 мкФ. На рубеже 60-70-х годов прошлого века Рижским радиозаводом имени А. С. Попова выпускались ламповые радиолы “Симфония”, “Симфония-2”, “Симфония-003”. Применявшиеся там НЧ-головки 5ГД-3 RRR и 6ГД-2 RRR (“Симфония-003”) до сих пор высоко ценятся и могут быть использованы при создании АС. Их ещё можно приобрести на интернет-аукционах.
Если ламповый усилитель предполагается использовать совместно с компьютером, а АС должна располагаться в непосредственной близости, то в этом случае громкоговорители должны иметь небольшие размеры. Лучшим бюджетным вариантом в этом случае может стать применение динамических головок ЗГД-38, устанавливаемых в отечественных телевизорах. Достать их совсем не сложно, и в правильном акустическом оформлении они переиграют многие компьютерные АС.
Если в ваши планы не входит изготовление АС, то среди прочих хорошим вариантом может быть использование полочных громкоговорителей. Требования по чувствительности остаются прежними. С ламповым УМЗЧ можно использовать акустические системы 15АС-109, 25АС-101. В этом случае я бы рекомендовал исключить встроенные в них фильтры, присоединив ВЧ-головку к НЧ-головке через разделительный бумажный конденсатор ёмкостью 2…4 мкФ.
В заключение нелишне ещё раз подчеркнуть, что ламповые усилители с выходным каскадом на пентодах или лучевых тетродах звучат лучше с широкополосными головками. Высокое выходное сопротивление пентодно-тетродных УМЗЧ в этом случае уменьшает их интермодуляционные искажения.
В области основного резонанса динамической головки необходимое демпфирование следует обеспечить повышением акустического сопротивления излучения. Для этого можно рекомендовать обёртывание корзины НЧ-головки демпфирующим материалом (плотной тканью) или изготовлением ПАС при открытом акустическом оформлении.
Ladyday SE 300B 91 ламповый усилитель (принципиальная схема) — DIY Hifi Supply
Описание
Мы НЕ продаем полный комплект. Мы публикуем эту схему и схему бесплатно для личного пользования. Многие запчасти премиум-класса все еще доступны. Пожалуйста, напишите нам, чтобы узнать.
Введение и схема в нашем руководстве 2005 г.
LadyDay + прекрасно прост и разработан, чтобы действительно продемонстрировать преимущество триода 300B с прямым нагревом в несимметричном исполнении класса A, без глобальной конфигурации отрицательной обратной связи.Использование лампового выпрямителя и источника питания с дроссельной фильтрацией дает настоящую музыкальность, особенно при подключении к рупорным и полнодиапазонным динамикам. Конструкция с самосмещением и дополнительный гудящий горшок (в комплекте) делают прокатку труб 300B легкой задачей для всех. Комплекты Basie / Tram и Django linestage хорошо работают с LD + и настоятельно рекомендуются в качестве звукового и эстетического дополнения к LD +.
Несимметричные усилители класса A являются элитой среди ламповых усилителей. Известные производители Hi-End, такие как Jadis, Cary, Audio Note и т. Д., Предлагают свои лучшие модели на базе несимметричного усилителя 300B.Самым известным винтажным несимметричным усилителем является WE 91A от Western Electric, который использовался в театрах и общественных системах громкой связи. Они начали в 1935 году с использования одного 300B (ранние модели использовали 300A) с двумя пентодами 6C6 и входным трансформатором для приема симметричного входа. Поскольку 300B имеет очень хорошую линейность, в сочетании с простой несимметричной схемой класса A, гармонические искажения, генерируемые на номинальной выходной мощности, относительно малы. Обычно общие гармонические искажения на максимальном выходе составляют менее 5% и в основном представляют собой гармоники второго порядка.Совместимость с динамиками более 90 дБ обеспечивает богатый музыкальный звук и прозрачность. Особенно это касается вокала и небольшой камерной классической музыки.
До 1946 года в театральных усилителях WE91, произведенных в США, в качестве силовой лампы использовался триод. Стандартная частотная характеристика составляла от 80 Гц до 10 кГц, а выходная мощность — от 10 до 16 Вт. Они использовались для управления рупорами. В конце 60-х годов разработка одностороннего усилителя класса A переместилась в Японию, и с тех пор популярность его использования с высокоэффективными динамиками продолжает расти.Чаще всего использовались лампы прямого нагрева 300B, 2A3 и 845. Среди них 300B имеет лучший звук. Осознание этого быстро распространилось по Европе, а затем и по всему миру, когда усилитель этого типа стал классикой на все времена.
LD + / Mk2 теперь предлагает универсальную гибкость для сборки с несколькими драйверами и выходными лампами. OPT использует смесь HiB, M6 и еще одного секретного ингредиента, чтобы соответствовать качеству всех, кроме самых экзотических аморфных материалов. Первичный — 3 кОм, но несколько вторичных отводов позволяют контролировать отраженное сопротивление от 2.От 4k до 8k с подключениями динамиков 4r, 8r и 16r. Любые два могут быть выбраны во время строительства. В этом руководстве представлены инструкции для классических усилителей 6SL7 SRPP и WE91 (дополнительный комплект деталей).
Несимметричный выходной трансформатор, используемый DIY Hifi Supply, изготовлен из высококачественной стали HiB и M6 и отличается хорошей конструкцией, что обеспечивает хорошую низкочастотную характеристику и в то же время обеспечивает низкие высокочастотные искажения. Используется специальный монтажный сердечник, и вся сборка погружается в специальный воск, чтобы поддерживать постоянный воздушный зазор, который жизненно важен для хорошего выходного трансформатора.Используются винтажные воски и шеллаки.
WE91: Хотя в ламповом фи «меньше значит больше», схема 91 воплощает в себе некоторую оправданную сложность. Известное соединение WE от анода к катоду увеличивает динамический диапазон и снижает уровень шума. 0,5 мВ вполне возможны с нагревателями постоянного тока. Колпачок бутстрапа от катода до гридлика добавляет баса. Драйвер пентода обеспечивает большую входную чувствительность и делает усилитель, пожалуй, самым простым в управлении 300B. Все эти схемы были разработаны, затем утеряны и недавно открыты заново, когда все больше людей добывают золото в архивах.Оригинальный 91 имел ограниченную полосу пропускания (от 80 до 10k) из-за ограничений динамика / выходного трансформатора. Наша версия LD + / 91 имеет плоскую от 20 до 20 кОм из-за некоторых схемотехнических приемов, которые были приписаны Торстену Лёшу, а также выбора материалов высоких деталей и выходного трансформатора. Сочетание компонентов серебро / тантал / карбон / Blackgate идеально подходит для топологии 91, они составляют большую часть кремовых тонов усилителей, но при этом искривляются на высоких частотах. Ушла тьма, вызванная спадом 10k оригинального 91. Да, мы могли бы сказать, что есть торт и есть его тоже.
Модель 91 — это тон; никакая другая схема не улавливает тон так хорошо.
Наслаждайтесь.
— Поставка Hi-Fi DIY, 2005
Специальный продукт по индивидуальному заказу
Специальный продукт по индивидуальному заказуСпециальное изделие на заказ
Настоящий уровень: Настоящий ламповый стереоусилитель 1605SE-X.
Завершен 06/2020
Владелец: Mr Chow (Гонконг)
НАСТОЯЩАЯ комплектация 1605SE 22.Стереоусилитель мощности 5 Вт + 22,5 Вт.
Audio Experience THE REAL 1605SE-X Стерео мощность Усилитель Class A SET Single Ended без отрицательной обратной связи Усилитель мощности конструкции . Это обеспечивает звучит глубокая и широкая сцена, сопровождает реалистичным звуковым изображением и звуковое представление эмоций.
Используется один EML 1605 супер триод силовые лампы, работающие в классе Односторонний триод без отрицательной обратной связи Состояние конфигурации для обеспечения 22,5 Вт соответствующей выходной мощности для большинства Hi-End Колонки с идеальным исполнением. Кроме того, высококачественный выходной трансформатор в сочетании с высокопроизводительной схемой класса A SE приводит к чрезвычайно низкие потери, звуковой эффект с широкой последовательностью и отличный выход фаз.Эта конструкция корпуса усилителя мощности и расположение деталей идеальны, сигнальный тракт подключается напрямую и на короткое время. Отличное тепловыделение, функция защиты от ударов и радиочастот, чтобы гарантировать, что он работает в очень стабильном состоянии. Конечно, эта машина произведена по методике точка-точка.Каскад ввода / драйвера — новый дизайн для EML 1605 силовая трубка, вход ECC82 использование трубки Юпитер Медная фольга (вощеная бумага и полипропиленовая пленка) колпачок к 6V6GT / G силовая трубка к драйверу Hasimoto A-305 Межкаскадный трансформатор, новый дизайн водительский этап получил широкую частотный диапазон и очень хороший звук.Межкаскадный трансформатор прямое соединение с силовой трубкой EML 1605 , EML 1605 Энергетическая лампа , работающая на Class A SET Single Ended Triode mode to driver Выходной трансформатор Tango X-3.5S , Выходной трансформатор Tango X-3.5 CUT CORE orient high B имеет очень низкий Вносимая потеря Только 0,2 дБ . ( Многие ламповые усилители мощности на рынке Hi-End аудио, у них есть выход трансформаторы более 1 дБ вносимые потери.только около 10% трубки по очень высокой цене использование усилителя при вносимых потерях на выходном трансформаторе 1 дБ). Выход трансформатор имеет низкие вносимые потери, что очень важно, лучший из лучших — 0 Вносимые потери дБ, выходные трансформаторы для лампового усилителя высокого класса должны менее 1 дБ вносимых потерь. Вносимые потери на выходе более 1,5 дБ Трансформер потеряет много низкоуровневой музыки.
@
Характеристики
- Несимметричный триод класса А нет отрицательных отзывов
- Два силовых трансформатора — это трансформатор Hasimoto , сделанный в Японии.
- Выходной трансформатор Tango Выходной трансформатор X-3.5S CUT CORE orient high B , Сделано в японии
- Дроссель Hasimoto CUT CORE Ориентир высокий B штуцер .
- Блок питания с двумя отдельно HVB + источник питания для силового выходного каскада и входа водительский этап.
- Блок питания силовой каскад с 2 выпрямительными трубками 5R4
- Ступень привода нового дизайна от ECC82 до 6V6-GT / G на межкаскадный до 1605
- Хасимото A-305 Interstage Трансформатор к драйверу EML1605 силовая трубка.
- Использование крышки муфты Jupiter Медная фольга (воск бумага и полипропиленовая пленка) соединительная крышка
- Подключение динамиков — Аудио Примечание
- RCA-соединения WBT
@
Технические характеристики
Выход и T.H.D: |
Ввод: RCA |
Входное сопротивление: RCA 100 кОм Ом |
Частотный диапазон: Тест при 1 Вт 20 Гц ~ 73 кГц (20 Гц
-0.5 дБ, 20 кГц -0,2 дБ, 73 кГц -3 дБ) |
Входная чувствительность: 0,9 В / 22,5 Вт (номинальная мощность), усиление 23 дБ (тест на 8 Ом) |
Выходное сопротивление: 4 Ом, 8 Ом, 16 Ом |
| Шум: Менее 1.5 мВ |
| Фаза Режим: нормальный |
Строительство: Медь и высококачественный алюминий |
| Трубки Требуется: ECC82 x2, 6V6-GT / G x2, 1605 x 2, 5R4 х 2. |
Размер: 430 мм x 410 мм x 300 мм (Ш x Г x В) |
| Вес: 42 кг |
Источник питания: 220 В (50/60 Гц) |
@
@
Стереоусилитель мощности AD1 SE класса Real-X
Завершен 04/2020
Владелец: Кевин (Гонконг)
Качество звука THE REAL-X AD1 Стереоусилитель мощности — это Class A SET Single Ended без отрицательного обратная связь конструкция усилителя мощности.Это обеспечивает звучит глубокая и широкая сцена, сопровождает реалистичным звуковым изображением и звуковое представление эмоций.
Используется один триод AD1 , работающие силовые лампы на , несимметричный триод класса A без отрицательной обратной связи состояние конфигурации для обеспечения 4,3 Вт адекватной выходной мощности для большинства Акустические системы Hi-End класса с идеальной производительностью. Более того, качественная продукция трансформатор в сочетании с высокопроизводительной схемой класса A SE приводит к Чрезвычайно низкие потери, звуковой эффект с широкой последовательностью и отличный выход фаз.Эта конструкция корпуса усилителя мощности и расположение деталей идеальны, сигнальный тракт подключается напрямую и на короткое время. Отличное тепловыделение, функция защиты от ударов и радиочастот, чтобы гарантировать, что он работает в очень стабильном состоянии. Конечно, эта машина произведена по методике точка-точка.
Каскад ввода / драйвера — новый дизайн для AD1 силовая трубка, входной каскад AC2 трубки использовать Соединительный колпачок Duelund CAST DC Silver к столику драйвера EML Трубка 20A-Mesh , ступень драйвера используйте соединительную крышку Duelund CAST DC Silver для AD1 силовая лампа, AD1 силовая лампа, работающая в Class A SET Single Ended Triode mode to driver Magnequest FS-030 Выходной трансформатор .
Характеристики
- Несимметричный триод класса А нет отрицательных отзывов
- Новый дизайн ступени водителя с пробирками AC2 и EML 20A-Mesh
- Блок питания с двумя отдельно HVB + источник питания для силового выходного каскада и входного драйвера этап
- Одна сила Хасимото трансформатор с дросселем Hasimoto C-core и выпрямительными трубками RGN4004 для выходной каскад мощности..
- Одна сила Хасимото трансформатор с дросселем Hasimoto с C-образным сердечником и выпрямительными лампами RGN1064 для водительская ступень ..
- Муфта Duelund CAST DC Silver крышка
- Монтажный провод: Duelund DCA20GA / DCA16GA / Silver Foil ver2.0, VH-Audio Pure Silver 18GA, Furutech Чистое Серебро
- Резисторы: Amtrans AMRG, Caddock MK123V, Mills MRA12, CGW 3W.
- Конденсаторы электролитические: Аудиозапись Кайсей, Блок Гейт (Сердце Музы), Дженсен, Элна.
- Magnequest FS-030 Выход Трансформатор
- Хасимото особого сорта Силовой трансформатор
- Динамик и разъемы RCA: Аудио Примечание Серебро.
@
@
Технические характеристики
Выход и T.H.D: 1 Вт, 1 кГц полное гармоническое искажение обычно 1,3% |
Ввод: RCA |
Входное сопротивление: 100 кОм |
Частотный диапазон: Тест при 1 Вт 20 Гц ~ 20 кГц (20 Гц
-0.5 дБ, 20 кГц -1,5 дБ) |
Входная чувствительность: 0,22 В / 4,3 Вт, усиление 28 дБ (тест на 8 Ом) |
Выходное сопротивление: 8 Ом, 16 Ом. |
| Шум: Менее 1 мВ |
| Фаза Режим: нормальный |
Строительство: Медь и высококачественный алюминий |
| Трубки Требуется: AC2 x2, EML 20A-Mesh x2, AD1 x 2, RGN1064 x1, RGN4004 x1 |
Размеры: 455 мм x 410 мм x 250 мм (Ш x Г x В) |
| Итого Вес: 25 кг |
Источник питания: |
Mesa / Boogie Duo-Class TM Power
Одно из преимуществ конструкции двухтактного усилителя мощности по сравнению с несимметричной схемой состоит в том, что чистый постоянный ток через сердечник выходного трансформатора равен нулю, если предполагается, что схемы с пластинами идеально сбалансированы.Это связано с тем, что постоянные токи в двух половинах текут в противоположных направлениях, тем самым создавая противоположные магнитные поля, которые нейтрализуют друг друга.
Реальность не так совершенна, особенно для класса AB, но в значительной степени сердечник двухтактного выходного трансформатора подвержен только току переменного тока.
Несимметричный трансформатор, с другой стороны, должен обрабатывать сигнал переменного тока, наложенный на большую составляющую постоянного тока, что требует использования специальных конструктивных технологий для предотвращения насыщения магнитного потока.Двухтактные трансформаторы избавлены от этих проблем. Более того, они могут быть значительно меньше при той же выходной мощности, что снижает стоимость, вес и межобмоточную емкость.
Патент Меса / Буги № 7 173 488 описывает Duo-Class TM Power, технология, позволяющая двухтактному трансформатору работать в несимметричном режиме, поддерживая нулевой чистый ток пластины через сердечник трансформатора.
Двухтактный трансформатор в несимметричном режиме
Главная особенность — двухполюсный переключатель или реле с двойным ходом (DPDT). 1
Когда переключатель повернут вправо, соединение D с F и A с C цепь работает как обычный двухтактный усилитель мощности с катодным смещением. Катодный резистор состоит из двух резисторов 19 и 20 , включенных параллельно.
Усилитель мощности переключается в несимметричный режим путем замыкания цепи сетки одной силовой лампы на землю и разъединения катодов силовой лампы.Замыкание одной сетки на землю отключает силовую лампу от фазоинвертора, так что только верхняя лампа активно управляется гитарным сигналом. Катоды разъединены, чтобы активная лампа не приводила в движение неактивную лампу через подключенные к ним катоды.
(Если усилитель мощности имеет фиксированное смещение, схема выглядит немного иначе. Сетевые резисторы 7 и 8 подключены к источнику отрицательного постоянного тока смещения вместо земли. Для несимметричной работы сеть лампы неактивной мощности подключается к земле через большой конденсатор, тем самым закорачивая аудиосигналы, сохраняя при этом смещение сетки постоянного тока.)
В несимметричном режиме верхняя силовая лампа работает как несимметричный усилитель с сигналом переменного тока, наложенным на его рабочую точку постоянного тока, как показано здесь:
Неактивная лампа с более низким энергопотреблением остается в рабочей точке постоянного тока и не имеет переменного тока. Чистый постоянный ток через сердечник трансформатора приблизительно равен нулю, что позволяет двухтактному выходному трансформатору работать как несимметричный трансформатор, не страдая от насыщения магнитного потока.
Варианты
Чтобы преобразовать двухтактный усилитель класса A в несимметричный усилитель класса A, резисторы 19 и 20 могут быть равны удвоенному значению сопротивления катода для двухтактного режима. С другой стороны, силовые лампы класса AB смещены ближе к точке отсечки. Их рабочие точки постоянного тока не подходят ни для активной, ни для неактивной фазы несимметричного режима. Рабочие точки постоянного тока для несимметричного режима класса A и двухтактного режима класса AB существенно различаются.
Одно из решений — вставить третий резистор последовательно с 19 и 20 для двухтактного. Другой, еще более простой подход — создать отдельные катодные схемы для каждого режима и переключить катоды 17 и 18 между ними. Этот метод также позволяет удобно установить катодный байпасный конденсатор класса AB.
Даже если двухтактный — это чистый класс A, для которого не требуется катодный байпасный конденсатор, лампа активной мощности имеет меньший выигрыш по напряжению при работе в несимметричном режиме.Из-за отрицательной обратной связи, вызванной дегенерацией катода, требуется больше гитарного сигнала для вывода несимметричной лампы на полную мощность.
Из-за отсутствия отрицательной обратной связи в двухтактном режиме требуется больше гитарного сигнала для вывода усилителя мощности на полную мощность. Таким образом, эти два режима имеют существенно разную входную чувствительность. Стандартным решением является установка катодного шунтирующего конденсатора параллельно резистору 19 . Это создает более постоянную входную чувствительность между двумя режимами работы.С конденсатором несимметричный режим имеет значительно меньшую громкость, как и ожидалось, но он переходит в перегрузку с таким же давлением на медиатор гитары.
Еще более простое решение — разрешить отрицательную обратную связь для обоих режимов. Это подход, использованный Уолтером Кей и Юджином Коггинсом в усилителе звука с улучшенной стабильностью . 2
Это устраняет необходимость в переключателе в катодной цепи. DPDT-переключатель Mesa / Boogie становится просто переключателем SPST между D и E .Оставшийся переключатель закорачивает звуковые частоты в сети одной силовой лампы на землю, когда желателен перегруз на более низкой громкости.
Замыкание Mesa / Boogie неактивной ламповой сетки на землю создает постоянную нагрузку, равную резистору утечки сетки 8 , подключенному параллельно с ограничивающим резистором сетки 6 на выходе неактивной фазы фазоинвертора.
Фазоинвертор должен подавать больше тока, особенно, если ограничитель сетки меньше утечки в сети, что обычно и бывает.Это отличается от обычного двухтактного режима, когда фазоинвертор испытывает значительную нагрузку только при повышении частоты, поскольку он пытается привести в действие электрическую ламповую сеть положительно.
Возможное решение — изменить схему переключателя, как показано здесь:
В этой конструкции R GS смещен на противоположную сторону переключателя. Дополнительный резистор R , который, по крайней мере, такой же большой, как резистор утечки в сеть R G , существенно увеличивает сопротивление нагрузки фазоинвертора.Он также поддерживает утечку в сети в течение доли секунды, когда переключатель перемещается из одного положения в другое.
Общее сопротивление между сеткой трубки и землей не должно превышать максимально допустимое сопротивление цепи сети для силовой трубки. Для катодного смещения вот максимальные значения сопротивления для популярных силовых ламп.
EL84 1 МОм 6V6 500 кОм EL34 700 кОм 6L6 500 кОм КТ66 500 кОм КТ77 500 кОм КТ88 270 кОм 6550 250 кОм
Наконец, следует учитывать сопротивление первичной обмотки трансформатора.Желаемый межпластинный импеданс для эффективного двухтактного усилителя может не создавать желаемый уровень мощности и гармонический состав при переключении в несимметричный режим. Могут потребоваться модификации первичной или вторичной цепи для настройки двух рабочих режимов. Даже при тщательном выборе импеданса мы не можем ожидать, что двухтактный Fender Deluxe 5E3 будет звучать как Champ 5E1 при переключении на несимметричный режим. Тем не менее, возможность использования двух уникально привлекательных усилителей через один трансформатор — настоящее достижение.
Альтернативная техника
Патент Mesa / Boogie выбирает двухтактный или несимметричный режим с помощью одного переключателя, но что, если нам нужен непрерывный диапазон работы между двумя крайностями? Что, если бы мы захотели заменить двухпозиционный переключатель на общий регулятор громкости, способный непрерывно переключаться между двухтактным в одном крайнем положении и односторонним режимом в другом? Самобалансирующийся усилитель Мартина Киберта 3 показывает одну возможную реализацию.
Его подход заменяет переключатель SPST-схемы Mesa / Boogie на две каскодные схемы, которые определяют величину дисбаланса постоянного тока в выходном трансформаторе и соответственно регулируют смещение силовой лампы через пару катодных повторителей. Киберт динамически устраняет насыщение магнитного потока, основываясь на фактическом балансе между силовыми лампами. Его конструкция предполагает, что силовые пентоды могут быть плохо согласованы, и обеспечивает общую регулировку смещения в ответ на изменение крутизны лампы.Чтобы использовать этот подход plug-and-play, все, что необходимо состоит в ослаблении звукового сигнала на конденсаторе 22 с помощью потенциометра. По максимуму мы создаем «самобалансирующийся» двухтактный. Как минимум, мы эффективно замыкаем звук на одну фазу.
Киберт легко мог предположить, что замыкание сетки одной лампы на землю заставит двухтактный усилитель перейти в несимметричный режим. Он также должен был хорошо понимать, что это приводит к увеличению гармонических искажений и снижению максимальной выходной мощности.Однако ему было очень трудно представить, что кто-то сочтет это конкретное приложение полезным. Представьте, что вы платите больше за переключаемую опцию для увеличения искажений при более низких уровнях громкости. Гитарные усилители перевернули дизайн системы с ног на голову!
Список литературы
Вот оригинальные патентные документы:
1 Патент США 7,173,488
2 Патент США 4,066,975
3 Патент США 2,921,266
833A Односторонний усилитель / Изображения
С 1920 по 1960 год был золотой век эры электронных ламп.Множество отличных триодов, созданных из США и Европы. Некоторые из них, изначально предназначенные для радиопередатчиков, широко использовались во время Второй мировой войны, а другие работали для звуковых усилителей. Я собираю триоды с прямым нагревом для удовольствия, и, тем не менее, в конечном итоге из них получаются отличные односторонние усилители.
Триод прямого нагрева звучит иначе, но все отлично:
EIMAC 150/250
RCA 833A
WESTERN ELECTRIC 242A
WESTERN ELECTRIC 300B
RCA 8005
RCA 812A
RCA 250
RCA 245
RCA 171A
2A3
Я выбрал для этого проекта RCA 833A, изначально он был разработан для радиопередатчиков 30 МГц, а также использовался в рентгеновских аппаратах.С самого начала редко кто задумывается о 833A для аудиоусилителей.
Питание нити RCA 833A 10В 10А, Vp 3000V, Pd 1500W. Лучший 833A из когда-либо созданных пластин из специального сплава. Пластина жесткая с меньшей эластичностью, в отличие от других металлических пластин, она будет только сломаться, а не деформироваться. Он может нормально работать при условии нагрева докрасна. Очень хорошее качество звука!
Неофициально говоря, сетка работает только на стороне отрицательного смещения, которая называется правой трубкой, а положительная сторона — левой трубкой, потому что нулевое смещение находится в центре.
Я решил, что эта машина работает с обеих сторон для большей выходной мощности, положительный пик сети составляет около + 25 В при Vp 300 В, так что максимальный ток сети составляет около 15 мА:
Межэлектродная емкостная сетка к пластине составляет 6,3 мкФ, а сетка к нити накала — 12,6 мкФ, это сильно нагружает возбуждающую лампу на высокой частоте, так что из-за очень низкого выходного сопротивления необходимо организовать прямой привод катодного повторителя 2A3. .
Схема простая, все напрямую связаны с выходом, если выходной сигнал предусилителя не включает составляющую постоянного тока, то.Входной конденсатор 33 £ gf также можно вынуть.
Катодный резистор 833A = 50/4 + 10 = 22,5 Ом
Падение напряжения при Vg max составляет 0,09 * 22,5 = 2 В
Общее напряжение возбуждения составляет 75 + 2 * 2 = 79 Vpp
Размах напряжения на пластине V2 составляет 79 / 0,8 = 98,75 Vpp
Размах напряжения на пластине V1 составляет 98,75 / 3,7 = 26,7 Vpp
Номинальное входное напряжение 26,7 / 24 = 1,11 В пик.
Если мы хотим улучшить работу, мы можем ввести сеть отрицательной обратной связи:
Давайте попробуем отрицательную обратную связь -6 дБ.
Коэффициент усиления разомкнутого контура от входа до сети 833A = (-24) (- 3,7) (0,8) = 71,04
6 = 20 Log (1+ AB) Где A — усиление, B — коэффициент обратной связи
0,3 = Лог (1+ 71,04B)
100,3 = 1+ 71,04B
2 = 1 + 71,04B
1,58 КОм // 510 Ом = 385 Ом
R f = 28,192 — 385
= 27 807
= 27.8 кОм
Высокочастотное рассмотрение:
Источник питания постоянного токас огромными конденсаторами фильтра для 2A3 и 833A является обязательным, иначе он будет гудеть. Я также заменил лампу динамика на монофоническую пластину 2A3 и WE300B, чтобы посмотреть, что происходит, все в порядке и нормально работает со своим собственным стилем звука.
Благодаря прямой связи, частотная характеристика полностью зависит от выходного трансформатора, это устройство от 25 Гц до 55 кГц не представляет проблем с превосходным качеством звука.
Общий блок питания немного больше, чем у обычных ламповых аппаратов, поскольку они являются независимыми источниками, а вес и объем огромны. По этой причине только очень редкие коммерческие продукты используют 833A в качестве силовой лампы.
Спасибо, что зашли!
Усилитель для односторонних экспериментов с бутылочной головкой (S.E.X.)
Если вы читали другие мои сообщения, то знаете, что мне нравится создавать оборудование для Bottlehead. У меня есть и высокоомный усилитель для наушников Bottlehead Crack, и фонокорректор Seduction, оба с обязательными обновлениями C4S.Crack отлично подходит для банок с высоким сопротивлением (~ 300 Ом), но не может справиться с банками с низким сопротивлением. Решением было создать S.E.X для более требовательных наушников. 😉Модель S.E.X. Комплект представляет собой стереоинтегрированный несимметричный триодный усилитель с выходом 2 Вт на канал и доступен с 2004 года. С сайта Bottlehead: Двухкаскадная RC-связанная схема с нулевой обратной связью использует выход с параллельной подачей (также известный как парафит), топология отстаиваемая для использования в современных несимметричных усилителях от Bottlehead и MagneQuest.Выход Parafeed обеспечивает артикулированный, музыкальный бас, отличное расширение высоких частот и минимизирует влияние источника питания на звук.
| The Bottlehead S.E.X. Комплект |
Для SEX доступно несколько специальных обновлений, включая обновление постоянного тока C4S, которое состоит из пары небольших печатных плат с установленными полевыми МОП-транзисторами, светодиодами и резисторами (в настоящее время 45 долларов США), а также некоторых более качественных трансформаторов и дросселей MagneQuest (300-450 долларов США в зависимости от по содержанию никеля).И, конечно, вы можете добавить более красивые колпачки и тому подобное.
Построение усилителя — типичное дело Bottlehead; есть деревянное основание, которое нужно собрать и окрасить, верхнюю пластину из алюминия, которую можно покрасить или оставить голой, и красивое большое руководство по эксплуатации, которое упрощает работу для начинающих. Поскольку моя сборка включала вышеупомянутые обновления, мне нужно было просмотреть три руководства.
Первой моей заботой были трансформаторы MagneQuest. Они могут быть хорошо сделаны, но, по моему скромному мнению, на них не стоит смотреть.Дроссели скрываются под пластиной, но выходы будут видны. Я отшлифовал металлический каркас, заклеил центр малярным скотчем и залил его металлической грунтовкой, краской из медного хаммерита, слоем прозрачного покрытия, а затем еще краской из хаммерита. Когда прозрачное покрытие вступает в реакцию с хаммеритом, он придает ему текстуру, напоминающую кожу. Затем я обернул центр тонкой черной кожей (совет Дока). Ниже вы можете увидеть разницу между исходным (слева) и модифицированным (справа) видом.
| Дроссель Magnequest, трансформатор и колокол |
Я получил пластину из машины для нанесения порошкового покрытия с моей любимой античной медной отделкой, поэтому следующим шагом было начало заполнения пластины. Я сделал несколько увеличенных отверстий для фиксирующего разъема Neutrik, RCA Cardas и крепежных столбов, аттенюатора Goldpoint и винтажной лампы.
| Тефлоновые 8-контактные розетки и платы, аттенюатор Goldpoint |
Чтобы установить аттенюатор Goldpoint, потребовалась небольшая работа.В положении отверстия приклада он упирался в деревянную раму, и пластина не могла быть установлена. Отверстие пришлось увеличить по вертикали, чтобы оставить зазор. Пара маленьких полосок припоя требовала крепления к винтам №8, чтобы их увеличить. Я рекомендую не торопиться, если они используют для этого дрель, так как я сломал две из них: P
Дальнейшее пополнение включило несколько небольших изменений в стандартный комплект, включая резиновые шайбы для трансформаторов и дросселей, экранированный выходной провод Cardas, колпачки с байпасной пленкой для колпачков источника питания, несколько более красивых колпачков Nichicon, более толстый экранированный провод для переключателя питания, еще один припой полосы для блокировки Neutrik вилки, чтобы держать установку чистыми, и некоторые большие Неповоротливые бумаги в масле AmpOhm колпачков, который требует добавления набора 2″ втулок.Ниже приведены несколько фотографий сборки усилителя.| Начало работы |
| Дополнительный штырь для пайки, используемый для выхода на наушники |
| Подошва колпачков временно установлена для проверки сопротивления |
Одна вещь в сборке, которая была немного сложной, заключалась в том, что припаивались нижняя часть двух крышек блока питания.В верхнее отверстие клеммы 4 с этой маленькой полоской припоя входило три или около того штуки, из-за чего было довольно сложно определить, хорошее ли у вас паяное соединение или нет. При помощи фонарика через пару минут расследования это было видно.
| Платы C4S установлены |
Маленькие платы C4S мешали стойкам для больших крышек, поэтому я перевернул их на 180 градусов и вонзился в неиспользуемую часть платы для зазора.Почти комично, насколько велики конденсаторы AmpOhm — всего 2,2 мкФ.
| Внутренняя отделка — Передняя часть |
| Здесь много деталей, вставленных внутрь |
В этом маленьком шасси много всего упаковано, каждый дюйм на счету;) Изначально у меня были ножки EAR на нижней части деревянной рамы, но колпачки выступают достаточно далеко, и мне пришлось использовать ножки большего размера.Первоначально меня интересовала идея некоторых маленьких латунных шипов, но компания, продающая их, хотела 80 долларов за комплект из четырех латунных шипов с резьбой 1 «x 1». Я купил набор из черных стальных шипов диаметром 1 дюйм и резиновых ножек диаметром 1 дюйм (каждая под доллар) от PartsExpress. В итоге мне больше понравились черные шипы, поэтому я просверлил нижнюю часть деревянной рамы и проделал резьбу для них.
| Этот усилитель позволяет бизнесу зависать;) |
| Готовая Задняя часть |
Эмблему спереди я сделал на заказ (всего у меня было две).Я создал логотип и отправил его в рекламную компанию, которая делает маленькие металлические эмблемы.
ОБНОВЛЕНИЕ (3/22/11) Я должен был послушать это вчера, Эйлин подарила мне запасной набор трубок RCA, а мне доставили пару оснований для монет Sylvania от другого поставщика. Звук действительно отличный, даже до приработки. Нет недостатка в басах, приятный мощный звук с достаточной детализацией.
В настоящее время я использую специальный шнур питания с прямым углом 10-3 с этим комплектом (мой собственный рецепт).Взгляните на подробности здесь.
Хотите знать, где я взял все детали для этой сборки? Ознакомьтесь со списком моих любимых онлайн-продавцов здесь.
ОБНОВЛЕНИЕ (29.03.11) Заменен штатный резистор 0,1 Ом 5 Вт, отлитый из песка, на проволочную обмотку Vishay Dale в блоке питания. Не могу сказать, имеет ли это значение для звука, но, вероятно, со временем станет немного надежнее.
Помните, что строительство электрических цепей и их модификация могут быть опасны для вас и / или вашего окружения и должны выполняться только сертифицированным техником.Владелец этого блога и все связанные стороны не могут / не будут нести ответственности, если вы попытаетесь выполнить сборку или модификацию, опубликованную выше, и причините физический вред себе или своему окружению. Многие электронные устройства содержат высокое напряжение, которое может убить, а модификации при неправильном исполнении могут стать причиной возгорания. Пожалуйста, имейте это в виду.Ламповые усилители звука Продукция
Примеры продуктов
Просмотрите эти примеры наших ламповых усилителей звука ручной работы.
Интегрированный несимметричный ламповый усилитель на 211 триодных лампах
Характеристики
- Схема, которая полностью использует достоинства 211: лучшая схема, разработанная для сохранения высокой линейности и низких характеристик искажений 211.
- Выходной трансформатор с медной обмоткой для сохранения изящного и достойного звучания 211. Высокое сопротивление 12 кОм с многослойной многокамерной структурой.
- Маршруты и проводка разработаны для обеспечения наилучшего качества.
- Корпус из алюминия и латуни, улучшающий звук и внешний вид
Оригинальные запчасти
- Выходные трансформаторы : Чтобы реализовать наилучшие характеристики выходного трансформатора, он рассчитан на высокое сопротивление 7 кОм и многослойную многокамерную структуру.Все обмотки производятся вручную квалифицированным техником с использованием чистой медной проволоки. Это одна из важнейших процедур, позволяющих сохранить изящный и достойный звук 211. Специальные изоляционные материалы используются из-за его работы под высоким напряжением.
- Конденсаторы : Конденсаторы высокого качества, в которых в качестве электродов используется чистая фольга. Они предназначены для предотвращения потенциальных колебаний фольги, которые могут генерировать звук низкого качества при скачках уровня сигнала от низкого до высокого.
- Оригинальная чистая медь : Все проводники выполнены из чистой меди. Для подавления нежелательных вибраций медный проводник обвивают натуральным шелком. Он работает как изолирующий слой между медными проводами и внешней оболочкой из ПВХ.
Технические характеристики
Используемые электронные трубки
- 12AX7 x 2 предусилитель 2-й ступени двойной триод
- 12AT7 x 2 предусилитель, двойной триод
- El 34 X 4 Ступень привода Несимметричный пентод
- Триод 211 выходной каскад Несимметричный триод
Силовые и выходные трансформаторы
- Выходные трансформаторы
- x 2, полностью изолированные чистая медь 6 кОм 4-8 Ом 25 Вт
- x 1 Сетевой трансформатор 410 В x 2 при 800 мА 6.2 В при 15 А 5,3 В при 6 А 6 В 2 6 А 220-240 В переменного тока с предохранителем 5А. Потребляемая мощность 350 Вт
- Тороидальный трансформатор 240 В переменного тока 6 В x 2 для отрицательного напряжения смещения
- Частотная характеристика 9 Гц-22 кГц + 0 дБ -2,5 дБ
- Гармонические искажения 0,05%
- Номинальная мощность 22 Вт X 2 при 1 кГц, 8 Ом
- Рабочее напряжение внутренней пластины HT при постоянном токе + 1000 В @ 1.5A + 450 В постоянного тока — 145 В постоянного тока
- Вход RCA x 4 пары 1 Phono, Source2 Source3 source4, несимметричный 100K
Интегрированный несимметричный ламповый усилитель EL34 10 х 2 Вт
Это был первый ламповый усилитель, созданный Чарльзом Спенсером Де Фонтеном из Tube Audio. Архитектура компоновки компонентов представляет собой красивую сеть с 20 и 18 SWG. медный провод помещен на пластину из закаленного стекла.
Компоненты также установлены под стеклянной пластиной. Это удивительное произведение искусства и кропотливая работа, сделанная вручную. Звук настолько чистый при использовании правильной пары высокоэффективных динамиков.
Сейчас он используется одним из известных архитекторов в Коломбо, Шри-Ланка. Он установлен в его гостиной, и он слушает классическую и оркестровую музыку.
Интегрированный усилитель на полевых транзисторах, 25 Вт X 2
Усилитель на полевых транзисторах — замечательное произведение искусства с потрясающей конструкцией и качеством звука.Все компоненты выбираются из компонентов RS. Все они соединены на стеклянной пластине специальной медной проволокой аккуратно расположенными прямыми и изогнутыми линиями.
